Abaqus仿真经典教程(通用版)

Copyright2006ABAQUS,Inc.Abaqus仿真培训Copyright2006ABAQUS,Inc.Ctrl+Alt+鼠标左键旋转模型Ctrl+Alt+鼠标右键缩放模型Ctrl+Alt+鼠标中键平移模型模型操作Copyright2006ABAQUS,Inc.单位一致性CAE软件其实是数值计算软件，没有单位的概念。 SI  SI(mm)  USUnit Length m mm in Force N N 1bf Mass kg T(103kg) 1bfs2/in Time s s s Stress Pa MPa psi Energy J mJ(10-3J) in1bf Density Kg/m3 t/mm3 1bfs2/in4 Ace m/s2 mm/s2Copyright2006ABAQUS,Inc.分析流程九步走1、几何建模Part2、划分网格Mesh3、特性设置Property4、建立装配体Assembly5、定义分析步Step6、相互作用Interaction7、载荷边界Load8、提交运算Job9、后处理VisualizationCopyright2006ABAQUS,Inc.1、几何建模PartCopyright2006ABAQUS,Inc.导入PartPro/E等CAD软件建好的模型后，另存成iges、sat、step等格式；然后导入Abaqus可以直接用。推荐采用step格式文件导入！Copyright2006ABAQUS,Inc.创建Part如同其他CAE软件，Abaqus的建模功能有限，只适合建立简单Part，如跌落分析中的地面等。特征修改、删除等，很少用到Part模块专有线、面、体分割工具，辅助网格划分基准点、线、面及坐标系等小面修复等，辅助网格划分备注：如果按钮右下方有小黑三角，左键按住该按钮不放，可展开其他类似功能，向右移动鼠标即可切换功能。如：Copyright2006ABAQUS,Inc.创建新Part ModelingSpace三维立体模型、二维平面模型、轴对称模型 Type部件类型：可变形体、离散刚体、解析刚体（为接触分析提供刚性表面）、欧拉体 Shape部件形态：点线面体，随ModelingSpace和Type不同而不同 Type建模方式：拉伸、旋转、扫略 截面的大致尺寸，便于建模Copyright2006ABAQUS,Inc.创建新Part之刚性地面1 Namerigid-floor ModelingSpace2DPlanar TypeAnalyticalrigid Approximatesize200Copyright2006ABAQUS,Inc.创建新Part之刚性地面2 如左图，画一个100X100的正方形，来模拟刚性地面。 点击鼠标中键或点击按钮，完成。200Copyright2006ABAQUS,Inc.Part管理器Part管理器的功能完全可以在窗口左侧模型树的右键快捷菜单实现。 创建新Part，功能同 复制Part 重命名Part，便于管理 删除Part 锁定及解锁Part，锁定后Part将不能被修改 修正Part 退出Copyright2006ABAQUS,Inc.现以Extrude为例说明如何CreateSolid：1、选择草绘平面2、为草绘平面定向3、草绘截面4、设置拉伸深度及拉伸方向等CreateSolidCreateSolid的方法依次为：Extrude、Revolve、Sweep和Loft。Copyright2006ABAQUS,Inc.现以Fromsolid为例说明如何CreateSshell：1、选择要生成Face的体，操作完成后体将被删除，只保留表面。CreateShellCreateShell的方法依次为：Extrude、Revolve、Sweep、Loft、Planar、Fromsolid和Removeface。Copyright2006ABAQUS,Inc.现以Planar为例说明如何CreateWire：1、选择草绘平面2、为草绘平面定向3、草绘WireCreateWireCreateWire的方法依次为：Planar、PointtoPoint和Spline。Copyright2006ABAQUS,Inc.CreateCut与CreateSolid类似。现以Circularhole为例说明如何CreateCut：1、选择孔的类型：通孔或盲孔2、选择草绘平面3、确定孔的方向（Flip反向）4、选择基准边，并指定距离5、设置孔的直径CreateCutCreateCut的方法依次为：Extrude、Revolve、Sweep、Loft和Circularhole。Copyright2006ABAQUS,Inc.现以CreateRoundorFillet为例说明如何倒圆角：1、选择要进行倒圆角的边（按住Shift，左键拾取可进行多选）2、指定圆角半径倒角CreateRoundorFillet倒圆角与CreasteChamfer倒直角。Copyright2006ABAQUS,Inc.RepairSmallFaces通常用于简化模型，如去倒角1、选择要去掉的小面（按住Shift，左键拾取可进行多选）去倒角RepairSmallFaces可以理解为去除小面。Copyright2006ABAQUS,Inc.2、划分网格MeshCopyright2006ABAQUS,Inc.Partition分割，化复为简拓扑修改，该省就省网格控制网格密度网格划分网格质量检查Mesh特征修改、删除等，很少用到Mesh模块专有线、面、体分割工具，辅助网格划分基准点、线、面及坐标系等拓扑修改等，辅助网格划分Copyright2006ABAQUS,Inc.PartitionCell定义切割平面的方法： 一点一法线 三点 一点一边（点要在边上，该边垂直于定义的切割平面）DefineCuttingPlanePart里只有一个Cell，直接选好切割平面即可完成Partition操作；当Part里的Cell超过1个时，还要选择被切割体。Part可以被切割成若干个Cell。Copyright2006ABAQUS,Inc.PartitionCell选择作为切割平面的基准面UseDatumPlaneCopyright2006ABAQUS,Inc.PartitionCell选择作为切割平面的实际面ExtendFaceCopyright2006ABAQUS,Inc.PartitionCell通过拉伸或扫略形成切割面1、选择被拉伸或扫略的边2、指定方向进行拉伸或指定沿某边进行扫略Extrude/SweepEdgesCopyright2006ABAQUS,Inc.PartitionCell通过选定边界形成切割面1、确定选择边还是顶点2、选择边界3、点击鼠标中键或点击完成Partition。UsedN-sidedPatchCopyright2006ABAQUS,Inc.PartitionCell对体的表面进行草绘切割SketchPlanarPartitionCopyright2006ABAQUS,Inc.VirtualTopology CombineFaces合并面按住Shift，依次拾取2个以上的面CombineEdges合并边按住Shift，依次拾取2个以上的边IgnoreEntities忽略特征拓扑结构修改Copyright2006ABAQUS,Inc.MeshControls体网格控制三维模型单元形状：Hex仅包含六面体单元Hex-dominated六面体单元为主，楔形单元为辅Tet仅包含四面体单元Wedge仅包含楔形单元Copyright2006ABAQUS,Inc.SeedPart全局网格尺寸指定Copyright2006ABAQUS,Inc.SeedEdge指定边上网格数量1、选取要单独设置网格密度的边2、指定边上网格数量Copyright2006ABAQUS,Inc.SeedEdge指定边上网格尺寸1、选取要单独设置网格密度的边2、指定边上网格尺寸Copyright2006ABAQUS,Inc.SeedMeshSeedEdge：Biased设置边上网格密度渐变DeletePartSeeds去除Part密度设置DeleteEdgeSeeds去除边密度设置Copyright2006ABAQUS,Inc.网格划分MeshPart，即整体划分网格MeshRegion，即局部划分网格DeletePartMesh，即删除整体网格DeleteRegionMesh，即删除局部网格Copyright2006ABAQUS,Inc.网格质量选择已划好网格的Parterrors数保证为0，warnings数量越少越好。123Copyright2006ABAQUS,Inc.3、特性设置PropertyCopyright2006ABAQUS,Inc.特性设置特征修改、删除等，很少用到Property模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等定义材料属性创建截面属性分配截面属性Copyright2006ABAQUS,Inc.定义材料属性密度杨氏模量泊松比21534Copyright2006ABAQUS,Inc.材料管理器Material管理器的功能完全可以在窗口左侧模型树的右键快捷菜单实现。Copyright2006ABAQUS,Inc.创建截面属性Name：便于记忆及管理Category（种类）和Type（类型）配合起来指定截面的类型： Solid（实体），一般选择默认的Homogeneous（均匀的）。 Shell（壳），包含Homogeneous（均匀的）、Composite（复合的）、Membrane（膜）和Surface（表面）等，一般默认。 Beam（梁） Other（其他），即Gasket（垫圈）、Acousticinfinite（声媒耦合）等Copyright2006ABAQUS,Inc.创建截面属性选择已建立的材料三维模型不需要设置该参数，采用默认值1即可。选择已建立的材料指定厚度2132Copyright2006ABAQUS,Inc.分配截面属性选择要分配材料的目标体选择已建立的Section未被分配截面属性的Cell呈灰色，已经正确分配截面属性的Cell呈青色，被重复分配几种截面属性的Cell呈黄色。123Copyright2006ABAQUS,Inc.4、建立装配体AssemblyCopyright2006ABAQUS,Inc.建立装配体特征修改、删除等，很少用到Assembly模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等一个模型Model只能包含一个装配件Assembly，一个部件Part可以被多次调用来组装成装配件，定义载荷、边界条件、相互作用等操作都在装配件的基础上进行。Copyright2006ABAQUS,Inc.导入进装配体在Parts栏进行部件的选取（可多选） Dependent（meshonpart）默认选项。 Independent（meshoninstance）耗用内存较多，生成的inp文件也较大。CreateInstance实际就是将Part导入到AssemblyAuto-offsetfromotherinstances在多次调用同一Part进Assembly时应用。Copyright2006ABAQUS,Inc.线性阵列1、选取要进行阵列的部件实体Instance2、阵列参数设置，阵列方向、数量、偏移量等LinearPattern线性阵列Copyright2006ABAQUS,Inc.线性阵列1、选取要进行阵列的部件实体Instance2、阵列参数设置，阵列范围（°）、数量、中心轴等RadialPattern辐射阵列Copyright2006ABAQUS,Inc.平移1、选取要进行平移的部件实体Instance2、设置平移量（终点坐标-初始坐标），可以手动输入点坐标，也可选取部件实体的点3、预览平移并确认Translate平移Copyright2006ABAQUS,Inc.旋转1、选取要进行旋转的部件实体Instance2、两点法确定旋转中心轴3、设置旋转角度4、预览平移并确认Rotate旋转Copyright2006ABAQUS,Inc.平移到1、选取要进行移动的部件实体Instance上的面2、选取固定不变的部件实体Instance上的面3、两点法确定移动方向4、输入移动后两实体相应两面的间隙距离Translateto平移到，该操作仅适用于实体模型Copyright2006ABAQUS,Inc.定位 面平行 面匹配 边平行 边共线 同轴 点重合 坐标系平行定位，与Translateto平移到类似Copyright2006ABAQUS,Inc.合并/剪切合并Merge/剪切Cut来生成新PartCopyright2006ABAQUS,Inc.部件实体Partinstances的显示控制 Replace在区域3选择部件后，点击此按钮，则仅显示选中的部件。 Add在区域3选择部件后，点击此按钮，则选中的部件被显示，已经显示的部件仍显示。 Remove在区域3选择部件后，点击此按钮，则选中的部件被隐藏。……1234Copyright2006ABAQUS,Inc.5、定义分析步StepCopyright2006ABAQUS,Inc.定义分析步Step模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等Copyright2006ABAQUS,Inc.定义分析步通用分析步GeneralDynamic，Explicit显式动力学分析Static，General线性或非线性静力学分析……线性摄动分析步LinearperturbationCopyright2006ABAQUS,Inc.静力学分析Static，General线性或非线性静力学分析几何非线性的特点是结构在载荷作用过程中产生大的位移和转动。如板壳结构的大挠度，此时材料可能仍保持为线弹性状态，但是结构的几何方程必须建立于变形后的状态，以便考虑变形对平衡的影响。Description：简单描述，便于记忆管理。Timeperiod：静力学问，采用系统默认值1即可。Nlgeom：是否考虑几何非线性。Automaticstabilization：局部不稳定问题（局部屈曲、表面祛皱）的处理，即施加阻尼。Copyright2006ABAQUS,Inc.静力学分析Static，General线性或非线性静力学分析Type：选择时间增量的控制方法，默认Automatic即可。Maximumnumberofincrements：增量步的最大数目。Increment：初始时间增量、最小时间增量和最大时间增量。Copyright2006ABAQUS,Inc.静力学分析Static，General线性或非线性静力学分析 Method求解器Direct适用于大多数分析，Iterative对于大模型分析较快 Matrixstorage矩阵存储方式默认即可选择求解方法 FullNewton完全牛顿法默认，适用于大多数分析。 Quasi-Newton准牛顿法雅克比矩阵对称且在迭代过程中变化不大时，能加快收敛。 Contactiterations接触迭代法对于几何线性、小滑动、无摩擦的静力学问题特别有效。Copyright2006ABAQUS,Inc.显式动力学分析Dynamic，Explicit显式动力学分析Timeperiod：对于动力学问题，此处的时间是指实际时间。Copyright2006ABAQUS,Inc.显式动力学分析Dynamic，Explicit显式动力学分析Unlimited，默认选项，即不限制时间增量的上限。 Global，默认选项。 Element-by-elements，趋于保守，得到的稳定时间增量总是小于整体估算法。Copyright2006ABAQUS,Inc.显式动力学分析Dynamic，Explicit显式动力学分析Copyright2006ABAQUS,Inc.显式动力学分析Dynamic，Explicit显式动力学分析线性体积粘度参数，默认值0.06即可二次体积粘度参数，默认值1.2，仅适用于连续实体单元和压容积应变率时。Copyright2006ABAQUS,Inc.6、相互作用InteractionCopyright2006ABAQUS,Inc.定义相互作用特征修改、删除等，很少用到Interaction模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等Copyright2006ABAQUS,Inc.设置接触属性在定义接触之前，需要先定义相应的接触属性（摩擦特性、阻尼等）Copyright2006ABAQUS,Inc.设置接触属性TangetialBehavior用于定义摩擦系数等摩擦属性Frictionless：默认不考虑摩擦Pentalty：主要用于定义摩擦系数Copyright2006ABAQUS,Inc.定义接触Static，GeneralDynamic，ExplicitCopyright2006ABAQUS,Inc.定义Surfacetosurfacecontanct（Standard）4、选择已经定义的接触属性1、选择主面2、选择从面的类型，直接点击鼠标中键或点击Surface3、选择从面面面接触对包含一个主面和一个从面，如果接触对由一刚性面和一可变形面组成，则定义刚性面为主面。Copyright2006ABAQUS,Inc.定义Generalcontact（Explicit）选择已经定义的接触属性Copyright2006ABAQUS,Inc.定义约束约束类型：Tie绑定、Rigidbody刚体、Displaybody显示体、Coupling耦合等Copyright2006ABAQUS,Inc.定义Tie约束1、选择主面类型为Surface2、指定主面3、选择从面类型为Surface4、指定从面PositionTolerance：位于该公差以外的从面节点将不会被绑定。默认UseComputeddefault，若主从面间距较大应考虑Specifydistance。Tie约束用于将两个区域（面区域或节点区域）绑定在一起。Copyright2006ABAQUS,Inc.定义参照点建立参照点，刚性面的固定一般需要借助参照点实现。选取模型上的实际点或直接输入坐标都可建立参照点。Copyright2006ABAQUS,Inc.7、载荷边界LoadCopyright2006ABAQUS,Inc.定义载荷边界特征修改、删除等，很少用到Load模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等Copyright2006ABAQUS,Inc.定义边界1234定义位移/旋转边界（其余类似）选择要设置边界的体（或面或边或点）Copyright2006ABAQUS,Inc.定义初始状态定义初始时刻的速度1234选择要定义初始速度的体（或面或边或点）Copyright2006ABAQUS,Inc.定义载荷特征修改、删除等，很少用到Copyright2006ABAQUS,Inc.8、提交运算JobCopyright2006ABAQUS,Inc.创建运算任务Memory用于指定分配到分析中的内存，视硬件资源而定。Abaqus/Standardmemorypolicy当分配的内存大于实际分析所需的内存，多余内存的使用设置。 Minimum：闲置 Moderate：该选项通常能自动提供合理的内存使用，建议采用此默认设置 Maximum：将多余内存都用于存储临时文件Copyright2006ABAQUS,Inc.创建运算任务Parallelization用于并行运算的设置Usemultipleprocessors设置用于分析的处理器数目，默认值为1，即不使用并行运算。Copyright2006ABAQUS,Inc.提交运算进入Job管理器后 Submit提交运算 Monitor查看运算状况 Results进入后处理模块，查看计算结果Copyright2006ABAQUS,Inc.9、后处理VisualizationCopyright2006ABAQUS,Inc.后处理动画模型显示坐标系图表相关剖面相关控制选项进入后处理模块的方法Copyright2006ABAQUS,Inc.后处理变形量的比例系数控制模型着色方式，类似Pro/E边的显示方式Copyright2006ABAQUS,Inc.后处理变形量的比例系数控制显示无变形模型显示变形后的模型依次为：在变形后的模型上在变形前的模型上在变形前后的模型上显示云图显示云图显示云图Copyright2006ABAQUS,Inc.云图显示设置控制是否显示极值点的位置云图显示设置Copyright2006ABAQUS,Inc.云图输出设置控制云图输出的可以设置输出为应力云图、应变云图、位移云图、能量云图等Copyright2006ABAQUS,Inc.动画观察保存动画观看动画Copyright2006ABAQUS,Inc.剖面观察基础剖面（三选一）以剖面形式观看更改剖面的位置Copyright2006ABAQUS,Inc.10、案例分析Copyright2006ABAQUS,Inc.模型导入导入几何模型bsd_asm.stp2134Copyright2006ABAQUS,Inc.网格划分进入Mesh模块切换到部件bsd-asm-1设置全局网格密度为22134设置厚度方向的网格个数为3Copyright2006ABAQUS,Inc.网格划分完成网格划分进行网格质量检查2134选取已经划好网格的部件，并点击鼠标中键确认点击Highlight，并在窗口下部查看网格质量报告5Copyright2006ABAQUS,Inc.网格划分切换到部件bsd-asm-221进行Partition操作，将原复杂Part切割为下图若干个简单Cell设置全局网格密度为2完成网格划分进行网格质量检查3Copyright2006ABAQUS,Inc.网格划分切换到部件bsd-asm-321进行Partition操作，将原复杂Part切割为下图若干个简单Cell设置全局网格密度为2完成网格划分进行网格质量检查3Copyright2006ABAQUS,Inc.定义材料进入Property模块1定义3种材料，见下表2Copyright2006ABAQUS,Inc.定义截面属性对应3种材料，建立3种Section1默认23选择已建立的材料Copyright2006ABAQUS,Inc.分配截面属性为各部件Part指定截面属性1已被分割成若干Cell的Part，要借助Shift或框选来选取多个Cell。2Copyright2006ABAQUS,Inc.导入装配件进入Assembly模块1将3个部件导入到装配件中，位置在CAD软件已定位好，不必进行其他操作2借助Shift或Ctrl与鼠标组合进行全选Copyright2006ABAQUS,Inc.建立分析步进入Step模块1建立分析步，其实就是确定分析类型，默认Static,General2设置初始时间增量0.1和最大时间增量0.2，其余默认3Copyright2006ABAQUS,Inc.建立Tie约束进入Interaction模块1建立Tie约束2Copyright2006ABAQUS,Inc.建立Tie约束选择主面，见右图1234选择从面，见右图隐藏部件bsd-asm-1Copyright2006ABAQUS,Inc.建立边界（板端固定）进入Load模块1建立边界（位移固定）2选择固定端，见右图34约束全部自由度Copyright2006ABAQUS,Inc.施加重力载荷1施加重力载荷23重力加速度9810点击，然后框选整个模型Copyright2006ABAQUS,Inc.创建作业任务进入Load模块1创建作业任务2分配分析所用内存，其余默认3Copyright2006ABAQUS,Inc.提交运算进入Job管理器1提交运算2运算结束后，进入后处理模块3Copyright2006ABAQUS,Inc.后处理显示设置显示设置1Copyright2006ABAQUS,Inc.应力云图应力云图显示1Copyright2006ABAQUS,Inc.位移云图结果调用12Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.Copyright2006ABAQUS,Inc.在ABAQUS/CAE中操作几何体第二讲Copyright2006ABAQUS,Inc.概述 什么是部件? 定义部件 几何体的导入和修理 利用部件模块工具创建部件 练习什么是部件?Copyright2006ABAQUS,Inc.什么是部件? 部件是ABAQUS/CAE创建模型的“积木”。 有限元模型中的每个体最终要与相应的部件相联系。 每个部件可以被分区，分成多个“区域”，并且每个区域必须与相应的材料和横截面属性相关联。部件有限元模型带有多个区域的部件Copyright2006ABAQUS,Inc.什么是部件? 可以创建模型的部件类型 可变形部件 任意形状的，可以包含不同维数的特征（实体、表面、线）；在载荷作用下可以变形。 离散刚体部件 任意形状的；在载荷作用下不可以变形。 解析刚体部件 只可以用直线、圆弧和抛物线创建的形状；在载荷作用下不可以变形。可变形部件:轴机架解析刚体部件：旋转的刚性扎滚（带有可变形的金属原料）定义部件Copyright2006ABAQUS,Inc.定义部件 部件和装配件 与常用的CAD程序包相同，ABAQUS/CAE基于部件和装配件的概念。 在版本6中，分析产品引入了这样的概念。 可以通过三种方法定义部件几何体： 直接由ABAQUS/CAE创建 从CAD系统导入 本地的CAD几何体 中性格式 作为ABAQUS(孤立)网格导入 在同一个模型中，可以混合使用三种方法。泵的装配件，包括导入的（机盖、垫圈、螺栓）和孤立的集合体Copyright2006ABAQUS,Inc.定义部件 ABAQUS/CAE中直接创建的几何体 利用部件模块的已有工具创建几何体。 被称为native几何体。 ABAQUS/CAE基于ACIS建模引擎。 该项技术提供所有的ABAQUS/CAE功能。 通过部件模型工具创建的部件具有基于特征的特点。 特征纪录了目的，并包含几何信息，同时它也是管理几何体行为的。Copyright2006ABAQUS,Inc.定义部件 例如，“贯穿切削”是特征。参数是直径。 即使改变部件的厚度，贯穿切削仍然贯穿整个部件。Copyright2006ABAQUS,Inc.定义部件 参数化，基于特征的建模器适合于创建从简单到相对复杂的分解几何体。Copyright2006ABAQUS,Inc.定义部件 导入的几何体 导入的几何体没有特征。 然而，ABAQUS/CAE的几何体处理功能可以用于修改导入的几何体；例如，删除不需要的细节。 在包含导入部件的装配件中添加部件。Copyright2006ABAQUS,Inc.定义部件 导入的网格 可以从ABAQUS/CAE的输出数据库文件中，或者ABAQUS的输入文件中导入网格。 节点和单元被作为孤立网格导入。 它们没有相关的父几何体。 在下一课中将会详细介绍。Copyright2006ABAQUS,Inc.定义部件 在拷贝的过程中部件可以被缩放和/或镜像。 对于几何体和孤立网格该项功能都有效。 不相连的区域可以被分成独立的部件。 在孤立网格处将会进一步的讨论。几何体导入和修理Copyright2006ABAQUS,Inc.几何体导入和修理 草图 可以导入下列格式的二维草图： AutoCAD(.dxf) IGES(.igs) STEP(.stp) ACIS(.sat) 草图可以导出到ACIS,IGES,或STEP格式。Copyright2006ABAQUS,Inc.几何体导入和修理 部件：自带的CAD几何体 下列自带的CAD格式可以直接被导入： CATIAV4(.model,.catdata,.exp) CATIAV5(via.enf_abq) Parasolid(.x_t,.x_b,.xmt) I-DEAS(via.enf_abq) Pro/ENGINEER(via.enf_abq) ABAQUS为I-DEAS，CATIAV5和Pro/ENGINEER提供插件，插件利用Elysium中性文件(.enf_abq)格式生成几何体文件。Parasolid进气管几何体被导入到ABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.几何体导入和修理 部件：中性格式 以下的中性几何体格式的部件可以被导入： ACIS(.sat) IGES(.igs) VDA-FS(.vda) STEP(.stp) ABAQUS/CAE中的部件可以被导出到这些格式。从STEP文件导入的手机的前机盖（感谢Motorola）Copyright2006ABAQUS,Inc.几何体导入和修理ImportPart对话框ImportAssembly对话框Copyright2006ABAQUS,Inc.几何体导入和修理 几何修复 对于大多数ABAQUS支持的文件格式，ABAQUS/CAE在导入过程中自动修复部件. 必须通过几何修理操作使得导入的部件有效. 有效的几何体是一个闭合体(在各个边之间没有缝隙等). ABAQUS/CAE只能够对有效的几何模型进行.Copyright2006ABAQUS,Inc.几何体导入和修理 手工修理选项 对于有效的几何体，有更多的工具可以进行进一步的修理： 通过合并边和表面修理导入的部件。 删除表面，并选择是否缝合缝隙。 利用已有的边创建表面。 利用已有的面创建壳。 缝合小的缝隙。关于几何体的导入和修理在“ABAQUS/CAE:GeometryImportandMeshing”专题中有更深入的讨论利用部件模块工具创建部件Copyright2006ABAQUS,Inc.BuildingaPartUsingthePartModuleTools选择合适的尺寸和部件类型 后面还可以改变选择合适基本类型—一旦选定将不能被修改。 创建部件时，第一个创建的特征被称为基特征。Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 基特征可以是平面的或三维的（拉伸、旋转、或扫略）。基特征也基于二维平面草图轮廓。 因为基特征是部件所有特征的父特征，所以基特征不能被隐藏。如果不删除整个部件，基特征也不能被删除。定义附加特征，用于修改基特征或为基特征添加细节。 可用的特征：实体拉伸，壳，线，切削，或过渡（导角）。Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件基特征和附加特征Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 “基准”几何体 基准是参考几何体，或者把基准作为建模的辅助工具。当部件中不能包含创建特征必要的几何体时，它可以辅助用户创建特征。 基准是部件的特征，它同部件的其它部分一同存在。 基准可以显示，也可以不显示。 基准特征的类型：点，轴，坐标系，平面。Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 选择过滤器 在创建模型的过程中，需要经常在屏幕中选择对象。 ABAQUS/CAE提供一组过滤器，它们使得在视图中选择对象更加容易。 这些选择过滤器允许用户选择的实体类型包括单元、边、角点等，还在视图中选择相对位置。 用户可以改变拖动-选择区域的形状和行为。 在必要的时候，SelectionOptions工具将会在提示栏中出现。Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 在部件模块中分区 分区将部件再细分为不同的区域。每个区域必须指定材料和横截面属性。 装配件中每个部件的“实例”将具有同样的分区。 区域可以用于创建几何集，还可以用于划分网格。 在部件模块创建的几何集在装配件模块中仍然可用。 一般在Assembly和Mesh模块创建可划分网格的区域效果更好。Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件EnginebeltmodeledasapartwithtworegionsCopyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 草图 在ABAQUS/CAE定义部件的过程中，草图是用于辅助定义特征几何形状的二维轮廓。 草图可以以AutoCAD(.dxf)、IGES(.igs)、和ACIS(.sat)格式导入。 相关内容被转入到ABAQUS/CAE，包括线、圆弧和样条曲线。 不能被转入的部分将被忽略。 还可以利用ABAQUS/CAE的Sketcher创建草图。 同其它的草图工具一样，ABAQUS/CAE的Sketcher包括一张虚拟的图纸。Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 调用Sketcher 在用户创建基特征时，ABAQUS/CAE自动调用一张空白的虚拟图纸草图。 还可以利用Sketch模块创建独立的草图。该种方法创建的草图不与任何的部件相关联，但是可以保留，作后继使用。创建独立的草图Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 使用Sketcher Sketcher工具集提供了基本的绘制工具，它可以绘制相对复杂的草图。基本的绘图工具附加工具Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 Sketch约束 约束sketcher 使几何体符合约束和维数 约束定义了几何实体之间的逻辑关系 平行,垂直,切线,一致,同心,等等.Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 sketch约束的例子Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 sketch约束的例子(cont'd)Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 Sketcher分析无约束(黄色)Multiplesolutionsonedit完全约束(绿色)Uniquesolutiononedit过度约束(紫色)PossiblynosolutionDeleteextraconstraintsordimensions,oreditadimensiontobeareferenceCopyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 尺寸 在一个草图中可以用数字定义尺寸如大小、角度、距离等. 参考尺寸用来在草图中定量注释.Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 Parameters 借助Parameters功能，可以利用表达式可以在草图中定义函数关系.这个次序使得开始的参数可以在后面参数定义时候使用可以更改的参数插入语提示这参考尺度需要一个尺寸参数Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 在Sketcher中，用户可以创建“构造几何体”： 在部件模块工具箱中，同基准几何体的功能类似。 辅助草图实体的定位。 不作为有限元模型的一部分。 可用的构造几何体包括线和圆。Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 修整、延展、打断、合并边 修整/延展边 将边在交叉点打断 自动修整 基于预选性 并不打断交叉边 打断边 基于顶点打断边 合并边 在草图中合并小的边TrimexamplesCopyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 草图中的图片 能将草图的背景设置成图片 能够帮助设计形成任意形状几何体 能够通过导入的草图提供给工程师以供反向修改 参数化修改中不久将加入尺寸(约束)功能Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 式样 在sketcher中可以创建线性或放射性式样Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 用户可以保存草图。在相同的进程或模型数据库中，可以利用保存的草图创建其它的特征。 例如，用户可以在几个不同的部件中重复使用同一草图孔。Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 为基特征添加特征 在为基特征添加草图特征时，可以从部件的平面或基准平面选择草图绘制平面。 用户可以通过选择平面和边控制草图方位。 默认情况下，边将会垂直的出现在草图右侧。为基于三维的基特征添加草图特征Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 ABAQUS/CAE将部件所有的已有特征（用户正在编辑的特征之前已有的特征）映射到草图平面。 对于草图，被映射的特征提供了参考几何结构。 附属边和顶点也可以被映射(). 用户可以通过线或角点等参考几何结构进行尺寸标注，进而精确的定位草图实体。 如果需要，还可以平移或转动草图网格，使得草图网格可以已有的几何结构对齐。用于定位草图孔的参考点Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件复杂的三维形状对于拉伸和旋转，有扭曲选项，可以创建螺纹、螺旋弹簧和扭曲线等。在拉伸创建部件时，可以利用锥度选项，指定角度，创建带有锥度的部件。所有基于草图的特征都是通过相同的GUI定义。AttentionalsogiventonativegeometrycreationinV6.3,respondingtovariouscustomerrequestsCopyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 三维线 三维线可以作为部件使用，或者在放样操作用用于创建几何体。 可用的选项有两种，包括： 样条曲线特征 利用三次方样条曲线连接点 分段直线特征 利用直线段连接点Copyright2006ABAQUS,Inc.利用部件模块工具创建部件 放样 用户可以利用截面之间的放样表面创建部件（线、表面/实体边） 用户可以控制端部的相切条件 可以指定多个控制路径习题2a:实体和刚体部件—绞模型Copyright2006ABAQUS,Inc.习题2a:实体和刚体部件—绞模型 在本次习题中，用户将会创建三个部件。它们分别是右图装配件中的组件。这些部件将作为随后的习题中完成ABAQUS建模和分析的基础。 习题任务创建带有润滑孔的绞组件。通过拷贝第一个部件，并删除润滑孔创建第二个部件。创建刚体销钉。习题2b:利用构造线创建部件—斜板模型Copyright2006ABAQUS,Inc.习题2b:利用构造线创建部件—斜板模型 习题任务利用构造线创建右图中所示的斜板。使用构造线和尺寸标注创建斜板。习题2c:创建部件—卡箍和挡片模型Copyright2006ABAQUS,Inc.习题2c:创建部件—卡箍和挡片模型 在本次习题中，用户将要创建两个部件。它们分别是如右图装配件中所示的卡箍和挡片。这些部件将作为随后的习题中完成ABAQUS建模和分析的基础。 习题任务创建可变形的卡箍。创建刚性的挡片。操作ABAQUS之外创建的模型三Copyright2006ABAQUS,Inc.概述 ABAQUS输入文件的细节 导入孤立网格 例子 练习ABAQUS输入文件的细节Copyright2006ABAQUS,Inc.ABAQUS输入文件的细节 ABAQUS输入文件 连接ABAQUS/CAE和分析产品ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的方法。 作业提交之后，生成输入文件。该文件被批处理求解器读入。 连接ABAQUS/CAE和其它第三方建模程序包的方法。 通过输入文件可以导入部分或全部ABAQUS/CAE模型。 允许方便的使用文件模型。 如果需要，可以进行修改：编辑几何体（有限的）；重新定义载荷、接触、输出等等。（同本身模型一样） 可以创建并提交工作步，并交互式监控求解过程。（同本地模型一样）Copyright2006ABAQUS,Inc.ABAQUS输入文件的细节 选项块 所有的数据在选项块中定义。选项块描述了问题定义的具体方面，比如单元定义等等。所有的选项块组合在一起构建了整个模型。Copyright2006ABAQUS,Inc.ABAQUS输入文件的细节 关键字行 以单个*星号开头，直接跟着选项名称。 可以包含可选的和必需的参数的组合和参数值，它们之间以逗号分隔。 比如：定义一组材料属性的材料选项块。 Copyright2006ABAQUS,Inc.ABAQUS输入文件的细节 数据行 对于指定选项定义批量数据；比如，单元定义。 关键字行可以有许多与之相关的数据行。 比如：通过单元选项块，指定单元类型、单元号和节点连接关系定义单元。Copyright2006ABAQUS,Inc.ABAQUS输入文件的细节 带有注释的ABAQUS输入文件 模型数据*HEADINGCANTILEVERBEAMEXAMPLEUNITSINMM,N,MPa*NODE1,0.0,0.0..11,200.0,0.0*NSET,NSET=END11,*ELEMENT,TYPE=B21,ELSET=BEAMS1,1,3..5,9,11*BEAMSECTION,SECTION=RECT,ELSET=BEAMS,MATERIAL=MAT150.0,5.0**MaterialfromXXXtestinglab*MATERIAL,NAME=MAT1*ELASTIC2.0E5,0.3*BOUNDARY1,ENCASTRE注释行属性参考选项块标题选项块节点选项块节点集定义单元选项块材料选项块固定边界条件选项块该行将会出现在每个输出页上。Copyright2006ABAQUS,Inc.ABAQUS输入文件的细节 历程数据*STEPAPPLYPOINTLOAD*STATIC*CLOAD11,2,-1200.0*OUTPUT,FIELD,FREQUENCY=10*ELEMENTOUTPUT,VARIABLE=PRESELECT*OUTPUT,HISTORY,FREQUENCY=1*NODEOUTPUT,NSET=ENDU*ELPRINT,FREQUENCY=10S,E*NODEFILE,FREQUENCY=5U*ENDSTEP历程数据以第一个*STEP选项开始历程数据以最后一个*ENDSTEP选项结束导入孤立网格Copyright2006ABAQUS,Inc.导入孤立网格 可以通过ABAQUS输入文件(.inp)或输出数据库文件(.odb)导入已有网格。 被导入的网格被称为孤立网格，因为它没有父几何体。防护罩的导入网格Copyright2006ABAQUS,Inc.导入孤立网格 ABAQUS从输入文件中可以导入的功能包括：Copyright2006ABAQUS,Inc.导入孤立网格 默认情况下，导入的网格被认为是单个的部件。 然而，部件拷贝（PartCopy）工具可以将模型中不相连的区域分成单独的部件。Copyright2006ABAQUS,Inc.导入孤立网格 编辑孤立网格 尽管孤立网格没有相关联的几何体，在部件模块内仍然可以对网格进行修改。 提供一组网格编辑工具。基本的功能包括： 创建节点或单元 对于一组节点改变一个或多个坐标。 可以使用局部坐标系 检验和翻转壳单元法向 将一阶单元转为二阶，或将二阶单元转为一阶 对平面、三角形孤立网格进行网格重划分。用于处理不良几何形状的更加高级的网格编辑工具在“ABAQUS/CAE:GeometryImportandMeshing”讲座中有更详细的介绍Copyright2006ABAQUS,Inc.导入孤立网格 移动节点 用户可以指定任意一种移动节点的方法： 新的坐标或 在任意坐标系中，坐标的改变（偏置）dx,dy,dz,dr,dq,等等。 在不需要重新选择节点的前提下，可以进行连续的增量变化。 创建单元 Tip（提示）按钮将显示选定单元形状的节点顺序。 检测无效的单元。Copyright2006ABAQUS,Inc.导入孤立网格 为平面孤立网格重新划分网格 网格或者包含一阶或者包含二阶三角形单元；网格重划分基于边界的尺寸或新的一致总体尺寸。 将保留所有的材料面积。导入孤立网格质量较差在ABAQUS/CAE中重新分网例子Copyright2006ABAQUS,Inc.例子 孤立网格导入/编辑Copyright2006ABAQUS,Inc.例子 泵支架(cont’d) 删除单元 可以利用选择过滤器选择肋部单元并删除这些单元。Copyright2006ABAQUS,Inc.Example 泵支架(cont’d) 编辑节点 通过局部圆柱坐标系CSYS可以修改孔的内直径。习题3:孤立网格编辑—泵模型Copyright2006ABAQUS,Inc.习题3:孤立网格编辑—泵模型 在本次练习中，用户可以编辑泵模型的网格。 习题任务导入网格。删除肋片。修改中心孔的直径。ABAQUS/CAE中的材料属性和装配件第四讲Copyright2006ABAQUS,Inc.概述 定义并分配材料属性 材料评估 什么是装配件? 定位部件实例 布尔操作 陈列 装配件集和表面 显示组 色彩编码 练习定义并分配材料属性Copyright2006ABAQUS,Inc.定义并分配材料属性 材料属性 广泛的材料库包含几乎所有的ABAQUS材料模型。 用户以ABAQUS求解器所需的格式输入材料数据。Copyright2006ABAQUS,Inc.定义并分配材料属性 截面属性 包括附加尺寸，或为变形体分配材料属性的单元类型信息。 参考材料定义。Copyright2006ABAQUS,Inc.定义并分配材料属性 为区域分配截面属性 变形体的每个区域必须引用包含材料定义的截面属性。车架模型可能的部件、截面和材料Copyright2006ABAQUS,Inc.定义并分配材料属性 对于被赋予截面属性的部件