ABAQUS里的约定
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● ABAQUS单位符号表示 单位 符号 SI单位 length L meter mass M kilogram time T second temperature degree Celsius electric current A Ampere force F Newton energy J Joule electric charge C Coulomb electric potential volt mass concentration P Parts per million ＝＝4＝＝时间 ABAQUS共有两种时间计法，一种是步时间（step time）另一种是总分析时间（total time）。除了线性扰动分析（它不 考虑时间），步时间是从每一分析步开始计算，而总分析时间则是从第一个step开始计算起的所有step的时间积累（包 括*restart步）。 ＝＝5＝＝关于空间曲面的局部方向
默认情况下，在ABAQUS/Standard中应变以“综合”总应变（E）输出，对于大应变的壳、膜和实体单元，还有两种其 他的总应变计法可以输出：自然应变（LE）和公称应变（NE）。
在ABAQUS/Explicit中，自然应变（LE）是默认的应变输出，也可以要求公称应变输出。而“综合”应变在 ABAQUS/Explicit中是无法得到的。 ● 总（综合）应变 默认情况下，ABAQUS/Standard输出到.dat文件和.fil文件的应变为综合应变，这是对于所有可以在材料体下将应变率数 值积分获得有限应变的单元都适用的： 2007-1-26 19:39 #4
＝＝3＝＝单位 实际上，ABAQUS没有单位的概念，它仅是通过有限元方法对矩阵进行数学运算得到结果，理论上没有什么物理意义，
但各种变量从人为地角度赋与物理意义以及物理定理的数学表示，从而发动ABAQUS进行求解出‘有意义的‘的结果来， 由此看来，结果是否有效，人对各种数据变量的主观把握是重要的。单位的一致性可以保证结果运算不会产生与之相关 的问题。一般，ABAQUS建议用一套认可的单位制进行单位定义，比方说，国际单位制。当然，如果你原意通过一系列的 转化（转化因子可能复杂）的话，可以不遵守单位一致性的约定。（?）
在ABAQUS中，应力使用的是柯西应力（？）或真实应力值，即每单位当前面积上的应大小。详细地请看手册。“ Stress measures,” Section 1.5.2 of the ABAQUS Theory Manual。
对于几何非线性分析，存在多种不同的应变计量方法。不像‘真实’应力，它没有很清楚的真实应变的计法。对同一 种物理变形，在大应变分析中不同的应变测量方法会给出不同的应变值，当然其值所能反应的实际性也就不同。如何选 择最好的应变测量方法，这依靠分析类型、材料行为以及在一定程度上也依靠个人喜好！详见“Strain measures,” Section 1.4.2 of the ABAQUS Theory Manual
完全的空间曲面定义需要有局部面方向的定义以完成定义诸如基于单元接触曲面的切向滑移方向或是壳单元的应力应 变方向。对此类方向ABAQUS作如下规定：
默认的局部1方向是整体x轴向曲面的投影，如果该x轴垂直于曲面（与曲面法线夹角小于0.1度），其局部1方向是整 体z轴向曲面的投影。而局部2方向则是局部1方向依右手法则形成，故而局部1、2和曲面的正法线的构形局部坐标轴方向 （依右手法则）。如下图。曲面的正法线方向是通过构成该单元的结点以右手法则旋转而成。局部曲面方向可以通过 *orientation定义。 2007-1-26 19:39 #3
在连续体单元中定义各向异性材料行为时，用*orientation所定义的材料方向是很重要且必要的。 ● 零值应力 在分析中，如果应力值一直为零，在矩阵存储时将被忽略。例如，对于平面应力分析，ABAQUS仅存储两个面内的正应力 和一个面内的剪应力。 ● 剪应变 ABAQUS输出工程剪应变 ： ● 应力应变测量
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宁宁
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精华 0 积分 20 帖子 40 水位 68 技术分 6 状态 离线 当考虑垫片单元或与*section print和*section file相关的局部坐标系统定义时，曲面的局部1-、2-方向变成局部2-、 3－方向。
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ABAQUS里的约定.txt ● 旋转及角度表示 ABAQUS中，旋转自由度（4、5、6）以弧度来表示，而其他角度相关的一般都以真实角度表示（如相角、*ncopy,shift中 的旋转角度），其实，便于好记的说法就是，与长度或三角运算相关的用弧度，与旋转相关的用角度表示。（个人理 解） ● 国际单位制 国际单位制是我们最常用的一套符合一致性要求的单位系统（SI）。其基本的单位共五个：长度（m），质量（kg）、时 间（s）、温度（K）、电流（A）。其他相关单位均在此单位基础上组合或推导出来。如力，其单位为牛顿（N）： 类似地，库伦在国际单位制中为： 焦耳（J）： 电势在国际单位制中为伏特（V），其单位标准为： 然而，有时国际标准单位在分析中使用并不方便。比如说，结构分析中常用到的杨氏模量，其单位常用为MPa（＝N/mm^2 ），此时，为单位一致，与之相对应的其他基本单位应为（1吨＝1000KG、千米、秒）。 ● 美（英）式单位 对我们而言，总是不太习惯使用美式或英式单位制，这是因为其单位命名规则不像国际单位制中的表示的那样清楚。比 方说，1磅力等于1磅质量（lbm）乘以重力加速度 （单位为 ）。如果以磅力、英尺(ft)和秒作为基本单位的话，则质量 lbm可以表示为： 。但在一般情况下，密度的单位为，所以若要以上述基本单位表示的话，就必须转化为： （不方便？ ） 而且，从手册中也容易让我们在lb倒底代表的是lbm还是lbf而感到模糊。我们必须通过查看其由哪些单位组成推导出才 能确认是什么。 另外，难理解的还有两个单位，一个是斯（勒格）－slug（＝lbf sec^2/ft），其被定义为在受到一磅重的力作用时产 生每秒钟一英尺的加速度的质量单位。另一个是磅达－poundal（是这么称呼的吧，？），被定义为使质量1磅的质点发 生1尺/秒加速度的力。以下两个有用的转化为： 和 。这里g为重力加速度值（单位为： ）。 2007-1-26 19:39 #2
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每种软件在顺利运行中都有自己的一套在诸如单位、符号、变量值表示等方面的约定用法，如果想用此种软件进行适合 自己的分析，自己进行主观操作之外，对它的这种约定我们也要提起注意，否则很容易产生我们觉察不到的问题。 1. 自由度 2. 坐标系统 3. 单位 4. 时间尺度 5. 曲面方向 6. 应力与应变 7. 旋转 ＝＝1＝＝自由度 Abaqus中对单位的认定与其他软件（如ANSYS）稍微有点不同就在于默认情况下abaqus是以1、2、3等数字来表示各种自 由度的标符的，在手写inp中，只能以它们表示自由度。 ●除了轴对称单元（.ax..）以外，其它单元对自由度进行如下约定： 1. x方向（平动自由度） 2. y方向。。。 3. z方向。。。 4. 绕x轴旋转的旋转自由度（以弧度表示） 5. 绕y。。。 6. 绕z。。。 7. 翘曲（对于开口截面梁单元） 8. 孔隙压力（或静水压） 9. 电势 11．温度（或质量扩散分析中的归一化浓度） 12. 第二温度（对于壳、梁） 13. 第三温度。。。 14. 其他 其中，x、y、z默认情况下是分别与系统的整体坐标系X、Y、Z相一致的，但如果使用*Transform对结点进行局部坐标系 转化的话，那么它们将与局部坐标系中的相关坐标轴一致。 ● 对轴对称单元的平动与旋转自由度如下规定： 1. r方向（径向）位移 2. z方向（轴向）位移 5. 绕z轴旋转（用于带扭曲的轴对称单元），以弧度表示 6. r-z平面的旋转（用于轴对称壳单元），以弧度表示 用*transform进行结点坐标系转换的自由度改变同上。 ● 可用的自由度 上述所列自由度并不是同时都能用在某一单元结点上的，不同的分析，不同的单元自会有适合其分析的自由度，而其他 则在此是失效的。 ● ABAQUS/Standard中的内部变量 除了上述所列的自由度外，ABAQUS/Standard对某些单元还内定了内部‘自由度‘变量（如用于施加约束的拉格朗日乘 子），一般情况下，使用 ABAQUS分析并不需要去了解这些变量，但在进行分析过程中，当迭代中对非线性约束的满足进 行检验时常用到这些内部变量，这从msg文件中的错误警告信息中可以看到。内变量与内部结点相关，内部结点在ABAQUS 中为系统分析所用，以负的结点号出现以别于我们所定义的结点。 2007-1-26 19:39 #1
对于线型单元如梁beam、管pipe、杆truss的空间方向，其默认的局部1-方向和2－方向该单元的切向与横向（其具体 方向与结点定义顺序有关），当然也可以通过*orientation进行修改。 ● 局部旋转方向 对于几何线性分析而言，以默认的材料方向（初始参考中定义）就可以将应力应变表示出来。 对于几何非线性分析，在ABAQUS/Standard中的小应变壳单元（S4R5, S8R, S8R5, S8RT, S9R5, STRI3, 和 STRI65）使 用总体拉格朗日应变算法，应力应变可以相对于参考构型的材料方向改定。垫片单元是小应变小位移单元，默认情况下 其应力应变值也是以初始参考构型定义的行为方向输出。 对于有限膜应变单元（所有的膜单元以及S3/S3R, S4, S4R, SAX,和 SAXA单元）和在ABAQUS/Explicit中的小应变单元， 其材料方向是随着曲面的平均刚性旋转运动而变以形成当前构型的材料方向。此时这些单元的应力应变则是根据当前的 参考构型中的材料方向给出的。（更详细地说明可以参考ABAQUS相关手册）。用户可以决定与*section print和 *section file相关的局部坐标系统是固定不动还是随着曲面的平均刚性运动而旋转。 ＝＝6＝＝应力应变的规定 在定义材料特性时，在ABAQUS中应力应变的各个分量定义如下顺序： ：1-方向的正应力 ：2方向的正应力 ：3方向的正应力 ：1-2面的剪应力 ：1-3方向的剪应力 ：2-3方向的剪应力 比如，一个完全各向异性、线弹性矩阵为： 1-、2-和3-方向的确定依靠所选择的单元类型。对于实体单元就是整体坐标系的空间方向。对于壳单元和膜单元，1-、 2-方向默认上是壳或膜曲面的局部方向。可以通过*orientation对三个方向进行适合自己分析的修改。 对于实体单元的几何非线性分析，默认的方向并不会随着材料的旋转而变化。然而，如果通过*orientation定义的方向 则会旋转。 ABAQUS/Explicit在分析中，在内部以不同的顺序完成对各应力的存储。对于几何非线性分析，无论是否使用 *orientation，这些被存储的变量总是随着材料的方向旋转的，这一点在子程序VUMAT被使用时尤显重要。 ● 各向异性材料行为
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＝＝2＝＝坐标系 同一般规定一样，ABAQUS采用的基本坐标系（系统整体坐标系）是直角坐标系，方向遵循右手法则。为便于各种分
析，用户可以自行定义局部坐标系以便于建模、定义材料、定义载荷以及变量输出等。 建模中，常在node/ngen中加入*system 材料中，常以*orientation进行定义局部坐标系（尤其对于壳、梁单元） 载荷中，用*transform可以定义局部坐标系下的载荷 输出中，先前定义的*transform（用于结点变量）与*orientation可以发挥作用。
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● ABAQUS单位符号表示 单位 符号 SI单位 length L meter mass M kilogram time T second temperature degree Celsius electric current A Ampere force F Newton energy J Joule electric charge C Coulomb electric potential volt mass concentration P Parts per million ＝＝4＝＝时间 ABAQUS共有两种时间计法，一种是步时间（step time）另一种是总分析时间（total time）。除了线性扰动分析（它不 考虑时间），步时间是从每一分析步开始计算，而总分析时间则是从第一个step开始计算起的所有step的时间积累（包 括*restart步）。 ＝＝5＝＝关于空间曲面的局部方向
默认情况下，在ABAQUS/Standard中应变以“综合”总应变（E）输出，对于大应变的壳、膜和实体单元，还有两种其 他的总应变计法可以输出：自然应变（LE）和公称应变（NE）。
在ABAQUS/Explicit中，自然应变（LE）是默认的应变输出，也可以要求公称应变输出。而“综合”应变在 ABAQUS/Explicit中是无法得到的。 ● 总（综合）应变 默认情况下，ABAQUS/Standard输出到.dat文件和.fil文件的应变为综合应变，这是对于所有可以在材料体下将应变率数 值积分获得有限应变的单元都适用的： 2007-1-26 19:39 #4
＝＝3＝＝单位 实际上，ABAQUS没有单位的概念，它仅是通过有限元方法对矩阵进行数学运算得到结果，理论上没有什么物理意义，
但各种变量从人为地角度赋与物理意义以及物理定理的数学表示，从而发动ABAQUS进行求解出‘有意义的‘的结果来， 由此看来，结果是否有效，人对各种数据变量的主观把握是重要的。单位的一致性可以保证结果运算不会产生与之相关 的问题。一般，ABAQUS建议用一套认可的单位制进行单位定义，比方说，国际单位制。当然，如果你原意通过一系列的 转化（转化因子可能复杂）的话，可以不遵守单位一致性的约定。（?）
在ABAQUS中，应力使用的是柯西应力（？）或真实应力值，即每单位当前面积上的应大小。详细地请看手册。“ Stress measures,” Section 1.5.2 of the ABAQUS Theory Manual。
对于几何非线性分析，存在多种不同的应变计量方法。不像‘真实’应力，它没有很清楚的真实应变的计法。对同一 种物理变形，在大应变分析中不同的应变测量方法会给出不同的应变值，当然其值所能反应的实际性也就不同。如何选 择最好的应变测量方法，这依靠分析类型、材料行为以及在一定程度上也依靠个人喜好！详见“Strain measures,” Section 1.4.2 of the ABAQUS Theory Manual
完全的空间曲面定义需要有局部面方向的定义以完成定义诸如基于单元接触曲面的切向滑移方向或是壳单元的应力应 变方向。对此类方向ABAQUS作如下规定：
默认的局部1方向是整体x轴向曲面的投影，如果该x轴垂直于曲面（与曲面法线夹角小于0.1度），其局部1方向是整 体z轴向曲面的投影。而局部2方向则是局部1方向依右手法则形成，故而局部1、2和曲面的正法线的构形局部坐标轴方向 （依右手法则）。如下图。曲面的正法线方向是通过构成该单元的结点以右手法则旋转而成。局部曲面方向可以通过 *orientation定义。 2007-1-26 19:39 #3
在连续体单元中定义各向异性材料行为时，用*orientation所定义的材料方向是很重要且必要的。 ● 零值应力 在分析中，如果应力值一直为零，在矩阵存储时将被忽略。例如，对于平面应力分析，ABAQUS仅存储两个面内的正应力 和一个面内的剪应力。 ● 剪应变 ABAQUS输出工程剪应变 ： ● 应力应变测量
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精华 0 积分 20 帖子 40 水位 68 技术分 6 状态 离线 当考虑垫片单元或与*section print和*section file相关的局部坐标系统定义时，曲面的局部1-、2-方向变成局部2-、 3－方向。
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ABAQUS里的约定.txt ● 旋转及角度表示 ABAQUS中，旋转自由度（4、5、6）以弧度来表示，而其他角度相关的一般都以真实角度表示（如相角、*ncopy,shift中 的旋转角度），其实，便于好记的说法就是，与长度或三角运算相关的用弧度，与旋转相关的用角度表示。（个人理 解） ● 国际单位制 国际单位制是我们最常用的一套符合一致性要求的单位系统（SI）。其基本的单位共五个：长度（m），质量（kg）、时 间（s）、温度（K）、电流（A）。其他相关单位均在此单位基础上组合或推导出来。如力，其单位为牛顿（N）： 类似地，库伦在国际单位制中为： 焦耳（J）： 电势在国际单位制中为伏特（V），其单位标准为： 然而，有时国际标准单位在分析中使用并不方便。比如说，结构分析中常用到的杨氏模量，其单位常用为MPa（＝N/mm^2 ），此时，为单位一致，与之相对应的其他基本单位应为（1吨＝1000KG、千米、秒）。 ● 美（英）式单位 对我们而言，总是不太习惯使用美式或英式单位制，这是因为其单位命名规则不像国际单位制中的表示的那样清楚。比 方说，1磅力等于1磅质量（lbm）乘以重力加速度 （单位为 ）。如果以磅力、英尺(ft)和秒作为基本单位的话，则质量 lbm可以表示为： 。但在一般情况下，密度的单位为，所以若要以上述基本单位表示的话，就必须转化为： （不方便？ ） 而且，从手册中也容易让我们在lb倒底代表的是lbm还是lbf而感到模糊。我们必须通过查看其由哪些单位组成推导出才 能确认是什么。 另外，难理解的还有两个单位，一个是斯（勒格）－slug（＝lbf sec^2/ft），其被定义为在受到一磅重的力作用时产 生每秒钟一英尺的加速度的质量单位。另一个是磅达－poundal（是这么称呼的吧，？），被定义为使质量1磅的质点发 生1尺/秒加速度的力。以下两个有用的转化为： 和 。这里g为重力加速度值（单位为： ）。 2007-1-26 19:39 #2
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每种软件在顺利运行中都有自己的一套在诸如单位、符号、变量值表示等方面的约定用法，如果想用此种软件进行适合 自己的分析，自己进行主观操作之外，对它的这种约定我们也要提起注意，否则很容易产生我们觉察不到的问题。 1. 自由度 2. 坐标系统 3. 单位 4. 时间尺度 5. 曲面方向 6. 应力与应变 7. 旋转 ＝＝1＝＝自由度 Abaqus中对单位的认定与其他软件（如ANSYS）稍微有点不同就在于默认情况下abaqus是以1、2、3等数字来表示各种自 由度的标符的，在手写inp中，只能以它们表示自由度。 ●除了轴对称单元（.ax..）以外，其它单元对自由度进行如下约定： 1. x方向（平动自由度） 2. y方向。。。 3. z方向。。。 4. 绕x轴旋转的旋转自由度（以弧度表示） 5. 绕y。。。 6. 绕z。。。 7. 翘曲（对于开口截面梁单元） 8. 孔隙压力（或静水压） 9. 电势 11．温度（或质量扩散分析中的归一化浓度） 12. 第二温度（对于壳、梁） 13. 第三温度。。。 14. 其他 其中，x、y、z默认情况下是分别与系统的整体坐标系X、Y、Z相一致的，但如果使用*Transform对结点进行局部坐标系 转化的话，那么它们将与局部坐标系中的相关坐标轴一致。 ● 对轴对称单元的平动与旋转自由度如下规定： 1. r方向（径向）位移 2. z方向（轴向）位移 5. 绕z轴旋转（用于带扭曲的轴对称单元），以弧度表示 6. r-z平面的旋转（用于轴对称壳单元），以弧度表示 用*transform进行结点坐标系转换的自由度改变同上。 ● 可用的自由度 上述所列自由度并不是同时都能用在某一单元结点上的，不同的分析，不同的单元自会有适合其分析的自由度，而其他 则在此是失效的。 ● ABAQUS/Standard中的内部变量 除了上述所列的自由度外，ABAQUS/Standard对某些单元还内定了内部‘自由度‘变量（如用于施加约束的拉格朗日乘 子），一般情况下，使用 ABAQUS分析并不需要去了解这些变量，但在进行分析过程中，当迭代中对非线性约束的满足进 行检验时常用到这些内部变量，这从msg文件中的错误警告信息中可以看到。内变量与内部结点相关，内部结点在ABAQUS 中为系统分析所用，以负的结点号出现以别于我们所定义的结点。 2007-1-26 19:39 #1
对于线型单元如梁beam、管pipe、杆truss的空间方向，其默认的局部1-方向和2－方向该单元的切向与横向（其具体 方向与结点定义顺序有关），当然也可以通过*orientation进行修改。 ● 局部旋转方向 对于几何线性分析而言，以默认的材料方向（初始参考中定义）就可以将应力应变表示出来。 对于几何非线性分析，在ABAQUS/Standard中的小应变壳单元（S4R5, S8R, S8R5, S8RT, S9R5, STRI3, 和 STRI65）使 用总体拉格朗日应变算法，应力应变可以相对于参考构型的材料方向改定。垫片单元是小应变小位移单元，默认情况下 其应力应变值也是以初始参考构型定义的行为方向输出。 对于有限膜应变单元（所有的膜单元以及S3/S3R, S4, S4R, SAX,和 SAXA单元）和在ABAQUS/Explicit中的小应变单元， 其材料方向是随着曲面的平均刚性旋转运动而变以形成当前构型的材料方向。此时这些单元的应力应变则是根据当前的 参考构型中的材料方向给出的。（更详细地说明可以参考ABAQUS相关手册）。用户可以决定与*section print和 *section file相关的局部坐标系统是固定不动还是随着曲面的平均刚性运动而旋转。 ＝＝6＝＝应力应变的规定 在定义材料特性时，在ABAQUS中应力应变的各个分量定义如下顺序： ：1-方向的正应力 ：2方向的正应力 ：3方向的正应力 ：1-2面的剪应力 ：1-3方向的剪应力 ：2-3方向的剪应力 比如，一个完全各向异性、线弹性矩阵为： 1-、2-和3-方向的确定依靠所选择的单元类型。对于实体单元就是整体坐标系的空间方向。对于壳单元和膜单元，1-、 2-方向默认上是壳或膜曲面的局部方向。可以通过*orientation对三个方向进行适合自己分析的修改。 对于实体单元的几何非线性分析，默认的方向并不会随着材料的旋转而变化。然而，如果通过*orientation定义的方向 则会旋转。 ABAQUS/Explicit在分析中，在内部以不同的顺序完成对各应力的存储。对于几何非线性分析，无论是否使用 *orientation，这些被存储的变量总是随着材料的方向旋转的，这一点在子程序VUMAT被使用时尤显重要。 ● 各向异性材料行为
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＝＝2＝＝坐标系 同一般规定一样，ABAQUS采用的基本坐标系（系统整体坐标系）是直角坐标系，方向遵循右手法则。为便于各种分
析，用户可以自行定义局部坐标系以便于建模、定义材料、定义载荷以及变量输出等。 建模中，常在node/ngen中加入*system 材料中，常以*orientation进行定义局部坐标系（尤其对于壳、梁单元） 载荷中，用*transform可以定义局部坐标系下的载荷 输出中，先前定义的*transform（用于结点变量）与*orientation可以发挥作用。