ABAQUS 學習筆記——基礎(chǔ)篇

2017-03-03 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

ABAQUS的輸入文件input file包含有兩部分:模型數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。

模型數(shù)據(jù)定義一個有限元模型:單元,節(jié)點,單元屬性和材料屬性等。歷史數(shù)據(jù)定義施加于模型的一系列動作或者加載。在ABAQUS中用戶把歷史劃分成一串連續(xù)的步驟,每個步驟代表一個特殊的響應(yīng)過程:一次靜力加載,一次動力反應(yīng),一個瞬間的合并?,等等。

對于步驟的定義包括該過程的類型(靜態(tài)應(yīng)力分析,瞬間熱傳遞分析等),時間積分的控制參數(shù)或者非線性求解過程的控制參數(shù),加載,輸出請求。由用戶來選擇由哪些來組織成一個步驟。

ABAQUS對非線性分析步驟和線性擾動步驟區(qū)分的很清。非線性分析步驟定義了一系列連續(xù)的事件,模型在上一步結(jié)束時的狀態(tài)就是下一步的初始狀態(tài)。而線性擾動步驟則是系統(tǒng)相對于基準狀態(tài)的一個線性反應(yīng)。

在input文件里一個基本的規(guī)律就是非線性分析步驟按照事件的順序出現(xiàn),線性擾動步驟則插入在合適的位置以考察系統(tǒng)在某些時候的線性特性。

Option blocks

ABAQUS中所有的數(shù)據(jù)定義在option block里完成。這是一組描述一部分問題定義的數(shù)據(jù)。每個option由一個關(guān)鍵字行來導入。如果該option需要數(shù)據(jù)行,他們就會跟在關(guān)鍵字行后面。

關(guān)鍵字行由第一列的*開始,后面跟option的名字。例如*MATERIAL 開始了對材料屬性的定義。**是注釋行。關(guān)鍵字行采用自由格式,空格將被忽略,逗號被用來分隔參數(shù)。

有時候關(guān)鍵字行需要參數(shù),例如*ELEMENT定義了一列單元,需要用參數(shù)TYPE告訴ABAQUS這些單元的類型,是solid, shell, beam還是其他。許多參數(shù)是可選的,而且參數(shù)也許有自己的數(shù)值,用符號=來連接數(shù)值跟參數(shù)。例如*MATERIAL, NAME=STEEL就把名字STEEL和材料定義聯(lián)系起來了。

如果有數(shù)據(jù)行的話他們要跟在關(guān)鍵字行的后面。這里的數(shù)據(jù)通過列表比通過關(guān)鍵字的參數(shù)更加容易給出。

在一個input文件里第一個option應(yīng)該是文件頭*HEADING,后面可以跟任意行,第一行將被作為打印輸出文件時每一頁的頁眉。

Sets (組)

ABAQUS的數(shù)據(jù)定義方法中一個有用的特色就是可以使用組。一個組可以是一組節(jié)點或者一組單元。用戶給出每個組的名字,這個名字就用來代表該組內(nèi)所有的成分。

Mesh definition (定義網(wǎng)格)

定義模型時并無特定的順序,但我們一般會選擇一定的順序以方便將來劃分網(wǎng)格。單元號和節(jié)點號不能超過7位數(shù)(9999999是最大的可用于節(jié)點號或單元號的數(shù)據(jù))。這里的數(shù)據(jù)僅僅是標注,任何方便的編號系統(tǒng)都可以使用。

Material definition (材料定義)

在*MATERIAL后面的任何關(guān)鍵字都定義了該材料的屬性。材料的屬性定義可能會很復雜,如熱膨脹(*EXPANSION),塑性(*PLASTIC),密度(*DENSITY)等。

Boundary conditions (邊界條件)

模型定義的最后一步就是指定一些邊界的條件。 ABAQUS對于結(jié)構(gòu)單元在節(jié)點處的自由度使用約定的編號,1,2,3表示位移,4,5,6表示旋轉(zhuǎn),對于有些類型的單元還有其他編號,例如聲音或者孔壓力(自由度8),溫度(自由度11)。大多數(shù)情況下邊界條件包括數(shù)組節(jié)點,使用節(jié)點組可以方便地指定邊界條件。

Step definition (步驟定義)

現(xiàn)在我們需要指定一組數(shù)據(jù),按照什么順序加載,或者發(fā)生什么事件,我們想看到那些反應(yīng)變量。正如前面所說,歷史數(shù)據(jù)被分隔成許多步驟。用*STEP開始這個步驟,用*END STEP結(jié)束。在更復雜的歷史中我們也許有許多步驟,或許會使用*RESTART把分析拆分成很多次來運行。

*PERTURBATION參數(shù)表示該過程只考慮線性反應(yīng)。*STATIC制定了分析過程,*CLOAD引入一個集中荷載,*DLOAD引入一個分布荷載,非零邊界條件可用*BOUNDARY來給出,還可以用*TEMPERATURE給出熱荷載。

如果是個大變形問題,我們就需要在*STEP里用到NLGEOM參數(shù),來進行非線性加載。

Output requests (輸出請求)

至此我們還沒有要求任何輸出。ABAQUS包含了默認的輸出請求,會打印一份單元變量的列表(應(yīng)力,應(yīng)變等)和節(jié)點變量列表(位移,反力等)。然而,在實際應(yīng)用中用戶往往希望修改這個默認的輸出,得到一些特定變量的表,或者存儲結(jié)果以便后處理,所以需要對輸出進行控制。請求的結(jié)果文件是進行后處理繪制X-Y圖的存儲媒介。*RESTAR,WRITE產(chǎn)生一個restart文件。這個文件可供后處理程序繪出變形形狀,等高線圖,X-Y圖,還可被用來重新開始一個分析,從而允許復雜的分析分多步來完成。

Running the analysis (運行分析)

abaqus job=???

Output files (輸出文件)

分析結(jié)束后會產(chǎn)生不少新的文件,有著共通的主文件名,但擴展名各不相同。其中???.dat是個文本文件,包含了輸入文件的反饋信息以及ABAQUS發(fā)出的警告或者錯誤信號。

Postprocessing (后處理)

abaqus post restart=???

參數(shù)restart指定重啟動的文件。ABAQUS/POST會從文件???.res中讀取分析的結(jié)果。

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