ABAQUS 學(xué)習(xí)筆記——基礎(chǔ)篇

2017-03-03 by:CAE仿真在線來(lái)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(gè)有限元模型:單元,節(jié)點(diǎn),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(dòng)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(gè)步驟代表一個(gè)特殊的響應(yīng)過(guò)程:一次靜力加載,一次動(dòng)力反應(yīng),一個(gè)瞬間的合并?,等等。

對(duì)于步驟的定義包括該過(guò)程的類(lèi)型(靜態(tài)應(yīng)力分析,瞬間熱傳遞分析等),時(shí)間積分的控制參數(shù)或者非線性求解過(guò)程的控制參數(shù),加載,輸出請(qǐng)求。由用戶來(lái)選擇由哪些來(lái)組織成一個(gè)步驟。

ABAQUS對(duì)非線性分析步驟和線性擾動(dòng)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(shí)的狀態(tài)就是下一步的初始狀態(tài)。而線性擾動(dòng)步驟則是系統(tǒng)相對(duì)于基準(zhǔn)狀態(tài)的一個(gè)線性反應(yīng)。

在input文件里一個(gè)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(dòng)步驟則插入在合適的位置以考察系統(tǒng)在某些時(shí)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(wèn)題定義的數(shù)據(jù)。每個(gè)option由一個(gè)關(guān)鍵字行來(lái)導(dǎo)入。如果該option需要數(shù)據(jù)行,他們就會(huì)跟在關(guān)鍵字行后面。

關(guān)鍵字行由第一列的*開(kāi)始,后面跟option的名字。例如*MATERIAL 開(kāi)始了對(duì)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(hào)被用來(lái)分隔參數(shù)。

有時(shí)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(lèi)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(hào)=來(lái)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(lái)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(guò)列表比通過(guò)關(guān)鍵字的參數(shù)更加容易給出。

在一個(gè)input文件里第一個(gè)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(shí)每一頁(yè)的頁(yè)眉。

Sets (組)

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

Mesh definition (定義網(wǎng)格)

定義模型時(shí)并無(wú)特定的順序,但我們一般會(huì)選擇一定的順序以方便將來(lái)劃分網(wǎng)格。單元號(hào)和節(jié)點(diǎn)號(hào)不能超過(guò)7位數(shù)(9999999是最大的可用于節(jié)點(diǎn)號(hào)或單元號(hào)的數(shù)據(jù))。這里的數(shù)據(jù)僅僅是標(biāo)注,任何方便的編號(hào)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(huì)很復(fù)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(duì)于結(jié)構(gòu)單元在節(jié)點(diǎn)處的自由度使用約定的編號(hào),1,2,3表示位移,4,5,6表示旋轉(zhuǎn),對(duì)于有些類(lèi)型的單元還有其他編號(hào),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(diǎn),使用節(jié)點(diǎn)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(shuō),歷史數(shù)據(jù)被分隔成許多步驟。用*STEP開(kāi)始這個(gè)步驟,用*END STEP結(jié)束。在更復(fù)雜的歷史中我們也許有許多步驟,或許會(huì)使用*RESTART把分析拆分成很多次來(lái)運(yùn)行。

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

如果是個(gè)大變形問(wèn)題,我們就需要在*STEP里用到NLGEOM參數(shù),來(lái)進(jìn)行非線性加載。

Output requests (輸出請(qǐng)求)

至此我們還沒(méi)有要求任何輸出。ABAQUS包含了默認(rèn)的輸出請(qǐng)求,會(huì)打印一份單元變量的列表(應(yīng)力,應(yīng)變等)和節(jié)點(diǎn)變量列表(位移,反力等)。然而,在實(shí)際應(yīng)用中用戶往往希望修改這個(gè)默認(rèn)的輸出,得到一些特定變量的表,或者存儲(chǔ)結(jié)果以便后處理,所以需要對(duì)輸出進(jìn)行控制。請(qǐng)求的結(jié)果文件是進(jìn)行后處理繪制X-Y圖的存儲(chǔ)媒介。*RESTAR,WRITE產(chǎn)生一個(gè)restart文件。這個(gè)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(lái)重新開(kāi)始一個(gè)分析,從而允許復(fù)雜的分析分多步來(lái)完成。

Running the analysis (運(yùn)行分析)

abaqus job=???

Output files (輸出文件)

分析結(jié)束后會(huì)產(chǎn)生不少新的文件,有著共通的主文件名,但擴(kuò)展名各不相同。其中???.dat是個(gè)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(cuò)誤信號(hào)。

Postprocessing (后處理)

abaqus post restart=???

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

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