关于[Abaqus]的二三事，Abaqus 2016仿真产品因其在工程领域的出色表现，成为工程从业人员必不可少的工具。而我们的工程师们使用不同的工具去模拟去不同的工业属性。多种软件的杂合使用往往意味着毫无效率的浪费。SIMULIA因此对其旗下的产品进行了整合，所有的软件都可以在这里无缝衔接、各类产品可以这个平台实现数据交换、操作共享。ABAQUS是一款性能优越的有限元分析软件，因其提供了强大的而完整的分析手段，可以用来解决那些常规的、非常规的工程问题，基本覆盖了各类的工业领域。例如，在汽车工业领域，ABAQUS可以用于行车荷载、振动荷载、多体联动机构系统、碰撞、非线性静态力学、温度耦合以及声固耦合的分析。这些分析结果可以为其提供一套完整的技术解决方案。因为ABAQUS与SIMULIA通过统筹工程分析工具，进一步降低成本的方法，已经广大企业，尤其是那些一流企业赢得了竞争优势。总体来看，最新版的Abaqus在DEM、SPH与CEL算法方面做了一定改进。SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）又称光滑粒子流是一种无网格法但是颗粒与颗粒之间光滑、连续处理，能够很好的模拟材料破损、切削以及固体—流体粒子转换的，是目前模拟流体很好的方法。该算法能是Abaqus6.11中加入，其使用、算法方面相对成熟，在最新版中Abaqus中改进了SPH在边界处的算法。DEM（discrete element method）又称离散单元法，也是一种无网格法，利用颗粒与颗粒之间的接触刚度、阻尼模拟连续整体本构模型。该方法存在力链的概念，对裂纹扩展、筛分以及土体有着无可比拟的优势。DEM目前来讲使用较为成熟的ITASCA的PFC（Particle Fluid Code）颗粒流，Abaqus是在6.13种首次集成了这样的算法，在最新版的Abaqus2016中在模型的定义与构建上做了改进，估计其实用性进一步增强。CEL（Coupled Eulerian Lagrangian）又称流—固耦合算法可以用来模拟流体与固体的动态耦合效应，比如轮胎滑水问题、波浪冲击问题、船舶行驶问题。这种算法使用欧拉网格描述流体、拉格朗日描述固体，利用两种方法的优势在耦合面上完成参数传递相比传统的CFD模式在模拟湍流方面不是很有优势但是在模拟固体与流体的相互作用规律方面是目前最好的选择。这套算法在Abaqus是相对成熟算法自6.7版中已经引入，最新版中又增加了新的追踪方法，又进一步提高了该算的功能性。多物理场求解一直是现代有限元仿真的热点，Abaqus2016继承了上个版本特点，关注于孔压单元的多尺度耦合问题。本构模型方面分别针对土力学问题、建筑结构问题以及机械问题推出了三种本构模型，分别是多层异性粘土模型、率相关的随动强化模型、弹簧了一使用J-C模型。Abaqus 2016 - Unified FEA ProductsABAQUS2016—有限元软件Abaqus/CAE
（前处理系统）Abaqus/Standard（隐式求解系统）Abaqus/Explicit（显式求解系统）Abaqus/CFD（流体计算系统）扩展的新功能:接触方面：Advances in Abaqus/Standard general contact在通用接触方面的改进Improved heuristics for automatically transitioning between
different contact formulations can significantly improve convergence behavior in Abaqus/Standard尝试改进不同接触模式的之间的自动过度，这样可以使Abaqus/Standard有着更为出色的表现。New vertex-to-surface supplementary formulation improves contact behavior at convex corners.新的角点-面接触，如此便可以改善凸角分析的不足。Introducing Linearized contact引进线性接触Efficiently address problems where the only source of nonlinearity is frictionless small sliding contact在光滑小滑移分析中可以有效地解决位置问题。Works best for small & medium size problems.对于中、小尺寸问题可以妥善的解决。Initially available from select 3DEXPERIENCE applications可以从3DEXPERIENCE的应用中选择。Updated Contact Output for Abaqus/Explicit可以以Abaqus/Explicit上传接触输出结果Now Abaqus Standard family of output variables, including CDISP, CTANDIR, CSTATUS and slip rate variables.现在Abaqus的隐式求解系统输出变量包括CDISP、CTADIR、CSTATUS以及滑移率变量。CAD-enhanced contact强化CAD接触Geometric correction technique has been extended to more general surface shapes几何校正技术扩展至更多地通用面的形状。Provides both accuracy and robustness benefits提升了精确性与鲁棒性。Initially available from select 3DEXPERIENCE applications可以从3DEXPERIENCE的应用中选择。Enhanced Materials and Elements新增的材料与单元种类Expanded element library扩展的材料库Pyramid element for stress analysis for compatible transition between tet and hex mesh用于应力分析四面体单元的能够兼容在三角形单元与四面体网格间的过度。Multiphysics elements多物理场单元Coupled temperature-displacement (CTD)温度位移耦合单元CTDCoupled pore pressure-displacement (CPD)孔压位移耦合单元CPDCoupled pore pressure-temperature-displacement (CPTD)孔压温度位移耦合单元CPTDFluid pipe/connector elements based on Bernoulli’s equation can model 1D fluid flow.流体管到/连接 单元，可以按照伯努利方程模拟一维流动Valid for incompressible steady-state conditions有效的模拟不可压缩流体的定常流动Pressure, flow rate, & gravity loading可以控制压强、流速以及重力场Can model losses arising from friction & pipe joints能够模拟由于管壁摩擦效应以及管接头带来的损失Can couple with 3D pore pressure elements能够与3维孔压单元一起耦合Rigid body rotation of tied solid surfaces与固体绑接的面的刚体可以转动Abaqus/Standard will by default account for rotations of offsets in solid mesh tiesAbaqus的隐式求解系统可以对固体网格的便宜求解Material modeling enhancements本构模型扩展Rate dependent nonlinear kinematic hardening plasticity非线性率相关随动强化模型Orthotropic clay plasticity for geomechanics applications正交黏土模型为在土力学计算中使用Import of Johnson Cook plasticity for spring back after high rate impact eventsJ-C塑性模型可以为大变形弹簧计算中使用GPU Acceleration of AMS可以为AMS提供GPU加速示踪粒子可以CEL算法使用Tracer particles follow the material motion in CEL simulations and allow extraction of material point resultsCEL算法中的示踪粒子可以跟随材料的变形移动，同时可以在结果中提取数据。DEM particle generationDEM（离散单元法）颗粒定义Particle generation can now be based on:颗粒可以从以下几个方面定义:Evolving inlet surfaces颗粒进入面User-specified size distribution自定义颗粒尺寸分布（级配）User-specified mass flow rate自定义颗粒质量流率User-specified inlet velocity自定义颗粒的入口速度Improved treatment of SPH boundaries改善SPH（光滑粒子流）在边界处理的方式Introduction of virtual particles improves accuracy of SPH wall conditions.通过引入虚拟粒子的方法提高SPH在“墙”处计算精度Uniform grid SPH particle generationSPH的可以通过均匀网格定义Generating SPH particles based on uniform background grid instead of parent element can improve accuracy of results.通过背景均匀的网格定义SPH的粒子代替从母体单元中定义粒子可以提高SPH的计算精度Model instancing实例模型Connectors, connector sections, and contact interactions are now copied from instanced models连接单元、连接面与接触可以从实例模型中复制出来Generate cohesive elements through Mesh Edit tool胶粘单元可以通过网格编辑工具中定义Select geometry faces or element sets/surfaces通过选取几何意义上的面或者单元意义上的集合Creates sets for newly created nodes/elements通过为新建的节点单元创建集合Mid-side node placement中边节点的布置New plug-in available in the Mesh Module网格模块激活直接激活新的插件程序Selection based on sets, surfaces, or viewport picking可以通过定义好的几何、面选取，也可以直接从视角选取Undo/Redo enabled可以使用撤销重做Enhanced Interface and Usability交互式界面的改善Improved Usability增强实用性Fixed Copy/Paste issues in past releases固定在老版本的复制/黏贴方法Copy text from prompt area to clipboard可以从命令提示区将文本复制至剪切板Copy content from GUI widgets and paste the contents after closing the widget window可以从GUI窗口中复制内容，在关闭窗口中依然可以黏贴Default font and glyph size updated to 12 point默认字符大小增加至12号 （终于改了）Improved Viewport control视角控制方面的改善One click – link/unlink all viewports可以在视角窗口里单击连接或者不连接Separate control for Linked Viewport Manager‘连接视角窗口管理器独立成型Links all options by default默认连接所有选项Expand viewport to Full Screen (F11)F11可以扩展至全屏F11 toggles back to default view在按F11可以返回默认视角Freebody usability受力可用Highlights the location of user-defined
summation points高亮自定义区域为总和的点Improved default colors of Moment arrows增强默认弯矩箭头的颜色Benefits:Abaqus优势Reduction in a company’s FEA toolset and training expenses降低公司的FEA投入包括培训成本、工具数量Greater efficiency in model generation模型定义更具效率Improved correlation between tests and analysis results测试结果的与分析结果之间较强的关联度Improved data transfer between simulationsSIMULIA各软件之间有着完美的数据的传递效率More flexible workforce更加灵活的工作量选择3328 条评论分享收藏文章被以下专栏收录当土木工程的学者与工匠来到这个世界之前
人类茹毛饮血，居无定所
看不见方向也不知去往何方
直到他们到来
左手拿起数学家的计算之笔
右手拿起匠人的完美之铲
用理性的光芒重新审视这一切
用未知材料与未知的荷载决一死战
用残缺的力学与自然的法则碰撞
于是他们从阿基米德战斗到了伽利略
于是他们从欧拉战斗到了铁木辛柯
他们与重力战斗
与地震战斗，与风战斗，与疲劳战斗，
他们也许失败，也许痛苦
但是他们绝不屈服
最终，他们让人类看清了眼前道路
有了一个温暖的家园ABAQUS-基础-海文库
您现在的位置：&>&&>&互联网
ABAQUS-基础
ABAQUS基础一个完整的ABAQUS分析过程，通常由三个明确的步骤组成：前处理、模拟计算和后处理。这三个步骤的联系及生成的相关文件如下：
前处理（ABAQUS/CAE）在前处理阶段需定义物理问题的模型并生成一个ABAQUS输入文件。通常的做法是使用ABAQUS/CAE或其它前处理模块，在图形环境下生成模型。而一个简单问题也可直接用文件编辑器来生成ABAQUS输入文件。模拟计算（ABAQUS/Standard）模拟计算阶段用ABAQUS/Standard求解模型所定义的数值问题，它在正常情晗率亲魑筇ㄞ程处理的。一个应力分析算例的输出包括位移和应力，它们存储在二制文件中以便行后处理。完成一个求解过程所需的时间可以从几秒钟到几天不等，这取决于所分析问题的复杂程度和计算机的运算能力。后处理（ABAQUS/CAE）一旦完成了模拟计算得到位移、应力或其它基本变量，就可以对计算结果行分析评估，即后处理。通常，后处理是使用ABAQUS/CAE或其它后处理2-1软件中的可视化模块在图形环境下交互式地行，读入核心二制输出数据库文件后，可视化模块有多种方法显示结果，包括彩色等值线图，变形形状图和x－y平面曲线图等。2.1 ABAQUS分析模型的组成ABAQUS模型通常由若干不同的部件组成，它们共同描述了所分析的物理问题和所得到的结果。一个分析模型至少要具有如下的信息：几何形状、单元特性、材料数据、荷载和边界条件、分析类型和输出要求。几何形状有限单元和节点定义了ABAQUS要模拟的物理结构的基本几何形状。每一个单元都代表了结构的离散部分，许多单元依次相连就组成了结构，单元Y间通过公共节点彼此相互连结，模型的几何形状由节点坐标和节点所属单元的联结所确定。模型中所有的单元和节点的集成称为网瘛Ｍǔ＃裰皇鞘导式峁辜负涡巫吹慕票泶铩网裰械ピ嘈汀⑿巫础⑽恢煤偷ピ氖慷蓟嵊跋炷Ｄ饧扑愕慕峁Ｍ竦拿芏仍礁撸ㄔ谕裰械ピ吭酱螅扑憬峁驮骄贰随着网衩芏仍黾樱治鼋峁崾樟驳轿ㄒ唤猓糜诜治黾扑闼璧氖奔湟不嵩黾印Ｍǔ＃到馐撬Ｄ獾奈锢砦侍獾慕平獯穑频某潭热【鲇谀Ｐ偷募负涡巫础⒉牧咸匦浴⒈呓缣跫驮睾啥晕锢砦侍獾姆抡娉潭取单元特性ABAQUS拥有广泛的单元选择范围，其中许多单元的几何形状不能完全由它们的节点坐标来定义。例如，复合材料壳的叠层或工字型截面梁的尺度划分就不能通过单元节点来定义。这些附加的几何数据由单元的物理特性定义，且2-2对于定义模型整体的几何形状是非常必要的。（见第3章）。材料数据对于所有单元必须确定其材料特性，然而高质量的材料数据是很难得到的，尤其是对于一些复杂的材料模型。ABAQUS计算结果的有效性受材料数据的准确程度和范围的限制。加载和边界条件加载使结构变形和产生应力。大部分加载的形式包括：?点载荷?表面载荷?体力，如重力?热载荷边界条件是约束模型的某一部分保持固定不变（零位移）或移动_定量的位称（非零位移）。在静态分析中需要足够的边界条件以防止模型在任意方向上的刚体移动；否则，在计算过程中求解器将会发生问题而使模拟过程过早结束。在计算过程中一旦查出求解器发生了问题，ABAQUS将发出错误信息，非常重要的一件事情是，用户要知道如何解释这些ABAQUS发出的错误信息。如果在静态应力分析时看见警告信息“numerical singularity” (数值奇异)或
pivot”（主元素为零），必须检查模型是否全部或部分地缺少限制刚体平动或转动的约束。在动态分析中，由于结构模型中的所有分离部分都具有一定的质量，其惯性力可防止模型产生无限制的瞬时运动，因此，在动力分析时，求解过程中的警告通常提示其它的问题，如过度塑性问题。2-3分析类型大多数模拟问题的类型是静态分析，即在外载作用下获得结构的长期响应。在有些情晗拢赡芰钊烁行巳さ氖羌釉亟峁沟亩煊Γ豪纾诮峁共考贤蝗患釉氐挠跋欤癯寤髟睾傻姆⑸蛟诘卣鹗苯ㄖ锏南煊ΑABAQUS可以实现许多不同类型的模拟，但是这本指南只涵盖两种最一般的分析类型：静态和动态的应力分析。输出要求ABAQUS的模拟计算过程会产生大量的输出数据。为了避免占用大量的磁盘空间，用户可限制输出数据的数量，只要它能说明问题的结果即可。通常用ABAQUS/CAE作为前处理工具来定义构成模型所必需的部件。2.2 ABAQUS/CAE简介ABAQUS/CAE是ABAQUS行操作的完整环境，在这个环境中，可提供简明，一致的界面来生成计算模型，可交互式地提交和监控ABAQUS作业，并可评估计算结果。ABAQUS/CAE分为若干个功能模块，每一个功能模块定义了建模过程中的一个逻辑方面；例如，定义几何形状、定义材料性质、生成网竦鹊取Ｍüδ苣？榈焦δ苣？Y间的切换，同时也就完成了建模。一旦建模完成，ABAQUS/CAE会生成一个输入文件，用户可把它提交给ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit求解器。求解器读入输入文件行分析计算，同时发送信息给ABAQUS/CAE以便对作业的程行监控，并产生输出数据。最后，用户可使用可视化模块阅读输出数据，观察分析结果。用户与ABAQUS/CAE交互时，会产生一个命令执行文件，它用命令方式记录了操作的全过程。2-42.2.1 ABAQUS/CAE的启动欲启动ABAQUS/CAE，只需在操作系统的命令提示符下给出命令： abaqus cae一旦启动，立即出现Start Session对话框，如图2－1所示。
图2－1 Start Session对话框
在这个对话框中有四个选择项：?Create model Database，开始一个新的分析。?Open Database，打开一个以前存贮过的模型或者输出数据库文件。 ?Run Script，运行一个ABAQUS/CAE命令文件。?Start Tutorial从在线文件启动辅导教程。2.2.2 主窗口的组成部分用户是通过主窗口与ABAQUS/CAE行交互的。图2－2是刚打开ABAQUS/CAE时的主窗口状态。主窗口由以下各个部分组成：2-5Title bar（标题条）Title bar给出了正在运行的ABAQUS/CAE版本和当前的模型数据库的名字。Menu bar（菜单条）Menu bar中包含了所有的菜单，通过对菜单的操作可调用ABAQUS/CAE的全部功能。当用户在Context bar中选择不同的模块时，就会在menu bar 得到不同的菜单系统。详情可见ABAQUS/CAE用户手册的6.2.2节。Toolbar（工具条）Toolbar提供了一种快速操作途径来调用菜单中常用命令。详情可见ABAQUS/CAE用户手册的6.2.3节。Context bar（过渡条）ABAQUS/CAE是分为一系列功能模块的，其中每一个模块只针对模型的某一方面。用户可以在Context bar的Module表中行各模块Y间的切换。Context bar里的其它项则是当前模块的功能；例如，Context bar允许用户在构造模型的几何形状时退出已存在的部件。详情可见ABAQUS/CAE用户手册的6.2.4节。Toolbox area（工具盒区）一旦入某一功能模块，toolbox区中就会出现该功能模块对应的工具。 Toolbox使用户可快速调用许多模块功能，这些功能在menu bar中也是有效的。详情可见ABAQUS/CAE用户手册的第4节。Canvas and drawing area（拆分条区）可把Canvas设想为一个无限大的屏幕或布告板，用户可在其中安置诸如图2-6形窗口，文本和箭标等内容。详情可见ABAQUS/CAE用户手册的第8章。Drawing区是canvas的可见部分。
主窗口的各个部分
Viewport（图形窗口）Viewport是ABAQUS/CAE显示模型的几何图形的窗口。详情可见ABAQUS/CAE用户手册的第2节。Prompt area（提示区）提示区会提示用户的下一步操应做什么，例如在生成一个“集”时，会提示要选择相关形体，详情见ABAQUS/CAE的7.2节。Message area（信息区）在信息区中会出现状态和警告信息，若要改变信息区的大小，可拖拉位于2-7其右上方的小方块，若要阅读已滚出信息区的信息，可利用右边的滚动条。2.2.3 什么是功能模块？如前所述，ABAQUS/CAE分成一系列功能模块。每一个模块只包含构模所需的某一方面的工具。例如Mesh模块只包含生成网竦墓ぞ撸Job模块只包含生成、编辑、提交和监控分析作业的工具等等。用户可以从Context条的Module表中选择模块，见图2－3。在菜单中排列的模块次序与构造一个分析模型应遵循的逻辑次序是一致的。在许多情晗拢没П匦胱裱飧鲎匀坏拇涡蚶赐瓿晒鼓Ｈ挝瘢焕缬没г谏勺芭浼氨匦胂壬刹考Ｋ淙蝗绱耍ABAQUS/CAE也允许用户在任何时刻选择任一个模块行工作，而无需顾及模型的状态。然而，某些明显的限制是客观存在的；例如不可能在未生成几何体以前就去指定象梁横截面尺寸这样的截面性质。一个完整的模型要包含ABAQUS分析所需的全部内容。ABAQUS/CAE采用模型数据库来存贮模型，在启动ABAQUS/CAE时会弹出Start Session对话框，这意味着在内存中已经有了一个新的，但是还没有内容的模型数据库。ABAQUS/CAE启动后，用户可以从主菜单条里选择File→Save命令序列来存贮模型数据于磁盘，也可以选择File→Open命令序列从磁盘中调出模型数据。下列的功能模块表在ABAQUS/CAE操作中常常见到，这个表简明地描述了建立模型过程中要调用的每个功能模块。表中所列的模块的次序与Context条中的模块表是一致的。（见图2－3）2-8
功能模块的选择Part（部件）用户在Part模块里生成单个部件，可以直接在ABAQUS/CAE环境下用图形工具生成部件的几何形状，也可以从其它的图形软件输入部件。详情可参考ABAQUS/CAE用户手册的第15章。Property（特性）截面（Section）的定义包括了部件特性或部件区域类信息，如区域的相关材料定义和横截面形状信息。在Property模块中，用户生成截面和材料定义，并把它们赋于(Assign)部件。详情见ABAQUS/CAE用户手册第16章。Assembly（装配件）所生成的部件存在于自己的坐标系里，独立于模型中的其它部件。用户可使用Assembly模块生成部件的副本（instance），并且在整体坐标里把各部件的副本相互定位，从而生成一个装配件。一个ABAQUS模型只包含一个装配件。详情见ABAQUS/CAE用户手册的第17章。Step（分析步骤）用户用Step模块生成和配置分析步骤与相应的输出需求。分析步骤的序列提供了方便的途径来体现模型中的变化（如载荷和边界条件的变化）。在各个2-9步骤Y间，输出需求可以改变。详情见ABAQUS/CAE用户手册第18章。Interaction（相互作用）在interaction模块里，用户可_定模型的各区域Y间或模型的一个区域与环境Y间的力学和热学的相互作用，如两个表面Y间的接触关系。其它的相互作用包括诸如绑定约束，方程约束和刚体约束等约束。若不在Interaction模块里_定接触关系，ABAQUS/CAE不会自动识别部件副本Y间或一个装配件的各区域Y间的力学接触关系。只_定两个表面Y间相互作用的类型，对于描述装配件中两个表面的边界物理接近度是不够的。相互作用还与分析步相关联，这意味着用户必须_定相互作用所在的分析步。详情见ABAQUS/CAE用户手册第19章。Load（载荷）在Load模块里指定载荷，边界条件和场。载荷与边界条件跟分析步相关，这意味着用户必须指定载荷和边界条件所在的分析步。有些场变量与分析步相关，而其它场变量仅仅作用于分析的开始。详情可见ABAQUS/CAE用户手册第20章。Mesh（网瘢Mesh模块包含了有限元网竦母髦植愦蔚淖远珊涂刂乒ぞ摺４佣没Э缮煞戏治鲂枰耐瘢昵榧ABAQUS/CAE用户手册的第21章。Job（作业）一旦完成了模型生成任务，用户便可用Job模块来实现分析计算。用户可用Job模块交互式地提交作业、行分析并监控其分析过程，可同时提交多个模型行分析并行监控。详情见ABAQUS/CAE第22章。2-10Visualization（可视化）可视化模块提供了有限元模型的图形和分析结果的图形。它从输出数据中获得模型和结果信息，用户可通过Step模块修改输出需求，从而控制输出文件的存贮信息。详情见ABAQUS/CAE用户手册的第V部分。Sketch（绘图）在ABAQUS/CAE中，先绘出二维的轮廓线有助于生成部件的形状。用Skcteh模块可直接生成平面部件，生成梁或一个子区域，也可以先生成二维轮廓线，然后用拉伸、扫掠、旋转的方式生成三维部件。详情可见ABAQUS/CAE用户手册第23章。在功能模块Y间切换时，主菜单中内容会自动更换，各辅助菜单也随Y改变。2.3 例子：用ABAQUS/CAE生成桥式吊架模型图2－4是一个起重机桥式吊架例子，通过它来说明ABAQUS/CAE的建模过程，该例要访问每一个功能模块，并给出了生成和分析一个简单模型的基本步骤。吊架是一个简单的桁架结构，左端为固定铰支座，右端是滚珠支承。各杆件可绕节点自由转动，是平面结构。模拟计算是求结构的位移和峰值应力，所施加的载荷为10kN，见图2－4。2-11
图2－4 桥式吊架图形所有的杆件都是直径为5mm的圆钢棒。 材料参数：密度??7800g/m3，弹性模量E=200×109pa，泊松比μ=0.3 本例会按次序入以下功能模块行操作： Part绘制二维几何形状，并生成框架部件 Property定义材料参数和框架的截面性质 Assembly组装模型，生成装配件。Step安排分析次序，提出输出要求Load施加载荷和边界条件Mesh对框架行有限元网衿史2-12Job生成一个作业并提交分析Visualization观察分析结果本例的命令记录文件列在本手册的附录A.1中，在ABAQUS/CAE中运行命令记录文件时，它会生成本例的完整分析模型，若按以下的次序操作遇到困难，或者试图校核自己的工作，可运行这个文件。关于如何运行命令记录文件，可参考附录A。前面所叙的是用ABAQUS/CAE来生成模型，用户也可以手工生成本例的分析输入文件，详见Getting Started With ABAQUS/Standard：Keyword Version的2－3节。2.3.1 量纲在建立模型前，必须先决定量纲系统。ABAQUS没有固定的量纲系统,但一个问题所有的输入数据只能用同一个量纲系统,下表为常用的量纲系统。
表2－1 常用量纲
2.3.2 生成部件本节的任务是用Part模块来生成分析所需的部件。部件是模型中每一部分的几何形体，它们是ABAQUS/CAE模型的基本构造块。当然首选是在ABAQUS/CAE环境中直接生成部件，也可以由其它软件生成几何体或有限元网瘢偈淙氲ABAQUS/CAE中来作为部件。对于本例而言，可选择：两维的可变形线框型部件，用户只需绘制出框架的几何形状。在生成部件时ABAQUS/CAE会自动入绘图（sketcher）环境此时，在提示区会出现短信息来告诉用户下一步应当做什么，见图2－5。
图2－5 提示区中的信息和提示
点击cancel可取消当前的任务，点击backup可取消当前的分析步骤，回到前一个步骤。生成桥式吊架结构的次序如下：1. 若还未启动ABAQUS/CAE，可键入abaqus cae命令启动。2. 在弹出的Start Session对话框中选择create model Database项。3. 在Module表中点击Part入Part模块的环境，此时光标会暂时变成沙2-14
漏图标，一旦Part模块装入完成，就会在主窗口的左方弹出Part模块工具框，工具框中包含了一组工具图标。用户可直接使用这些图标工具，也可以使用主菜单条中的菜单项，视用户熟悉情甓āＳ捎诿扛瞿？槎蓟嵩谄涔ぞ呖蛑懈鲆蛔楣ぞ撸缘庇没Т又鞑说ヌ踔醒≡衲骋幌钍保？楣ぞ呖蛑邢嘤Φ墓ぞ咄急昃突岢鱿指吡炼龋没б部杉耸煜て渌谖恢谩4. 从主菜单条中选择Part→Create命令路径来生成新的部件时，会弹出Createpart对话框，同时在提示区会出现提示性文字。需在Create part对话框中对部件命名，选定其模型空间的维数类型和基本特征，并要设置部件的大致尺寸（approximate size）。一旦设定，在以后的操作中可编辑和重起名，但不可改变其模型空间维数、类型和特征。5. 部件起名为Frame，并选定二维，变形体和平面线框型作为基本特征。6. 在Approximate size域内，键入4.0。此举设置了部件的Approximate size参数。该参数确定了部件的大致尺寸大小和栅翊笮 Ｉ柚酶貌问档脑蚴侨〔考淖畲蟪叨取Ｒ亲。ABAQUS/CAE中必须对整个模型采用同一量纲系统，任一局部不可有其特殊量纲。在本例子中采用SI单位。7. 点击Continue退出Create part对话框。ABAQUS/CAE会自动入绘图（Sketcher）环境，Sketcher工具框位于主窗口的左边，这时在图形窗口中会出现绘图栅瘢Sketcher包含一组用来绘制部件二维轮廓线的基本工具，一旦处于生成或编辑部件的状态，就会自动入Sketcher环境。在光标位于图形窗口中时点击鼠标的中间键，或在选择一个新的工具项时，就会退出Sketcher环境。2-15注：如同ABAQUS/CAE中所有的工具一样，若让光标在Sketcher工具框中的某一工具项上停留一会儿，就会出现一个小窗口，对该工具项作出简短的说明。在选定一个工具项时，该项图标就会更亮。下列Sketcher的特点有助于绘制出所希望的几何形状：? 绘图栅癜镏獗旰臀锾宥ㄎ弧? 虚线给出x,y坐标系和坐标原点。? 图框左下角的小三轴标记给出了绘图平面和部件Y间的方位关系。 ? 绘图时，在左上角会显示光标的x，y坐标值。8. 利用Sketchr工具框右上方的Create Isolated point工具，以定义单个点的方式开始绘制框架。先生成三个点：（-1.0, 0.0），（0.0, 0.0）和（1.0, 0.0）。这些点确定了框架底部铰接点的位置。当光标在画面上时，按鼠标中间键即退出工具。9. 利用各杆件Y间夹角为60?这一条件很容易确定框架顶部点的位置。此时可采用Construction geometry工具项。Sketcher环境允许添加辅助线、辅助圆和辅助点来帮助绘图。详情见ABAQUS/CAE手册23.10节。a. 采用Create construction：Line at an Angle工具成角度辅助线：注意到工具框中某些图标的底部有个很小的黑色三角形。这些小三角形意味着该图标有若干个隐藏的可以切换的选项，拾取Create construction: Horizontal Line Thru Point图标图标就会出现。 ，并且按住鼠标1#键不松手，隐藏着的其它，从上述二点出发生2-16按住鼠标1#
键不松手，沿着新出现的图标拖拉光标直到时松开鼠标键即选择了这一工具，该图标的底色变为粉红色。b. 在提示区输入60.0，表示辅助线与水平线Y夹角为60?。 出现为止，此c. 光标移到（-1.0，0.0）点，按鼠标1#键即生成一条辅助线。10. 类似地可在其它两个点生成辅助线：a. 在（0.0，0.0）点再生成一条夹角为60?的辅助线。b. 在（0.0，0.0）与（1.0，0.0）两点生成二条夹角为120?的辅助线。 见图2－6。
框架的辅助线和辅助点
11. 若操作有误，可删除画错的线，删除步骤如下：a. 在Sketch工具框里点击Delete Entities工具b. 拾取欲删除的线，被选中的线变为红色。c. 点击鼠标2#键就删去该线。d. 如有必要，重复b与c可删去多根线。 。2-17e. 点击鼠标2#键或点击提示区中的Done，退出Delete Entities工具环境。12. 生成实际的线来定义框架。在移动光标时，会出现所谓的预选点来帮助定位。用位于Sketcher工具框右上方的Create Lines: Connected
工具图标7。
来连线，生成的图形见图2－
图2－7 框架草图
13. 点击提示区的Done，退出Sketcher环境。注：若未见到提示区里的Done，可连续点击鼠标2#键，直到Done出现为止。14. 存贮当前模型a. 从主菜单条中选File?Save，立即弹出Save Model Database as对话框。 b. 在其Selection域内给出新的模型名，然后按OK，无需给出文件后缀，ABAQUS/CAE会自动加上.cae后缀。ABAQUS/CAE会以新的文件名行存贮并返回Part模块，在主窗口的标题条（title bar）上会出现文件名和路径。2-18用户应当经常存贮模型数据，比如可在每次切换功能模块时存贮一遍，ABAQUS/CAE不会自动行存贮。2.3.3 材料参数本节的任务是用Property模块给出材料参数并赋于（Assign）模型。本例中全部杆件是钢材，所以是线弹性材料，扬氏模量为200Gpa，泊松比是0.3，其步骤如下：1. 在Module表中切换到Property模块，入Property时，同样，光标变为沙漏图标，这一点以后不再重复说明。2. 在主菜单条中选Material?Create，则Create Material对话框弹出。3. 取材料名为Steel，然后点击Continence，材料编辑框弹出。4. 在材料编辑器的浏览区下有一个材料编辑菜单条，它包含了全部有效的材料选项，其中若干项还有子菜单。图2－8显示了Mechanical?Elasticizes菜单项的情辍
图2－8 Mechanical?Elasticizes的子菜单层次
一旦选中某一材料项，相应的数据输入袷骄突岢鱿帧5. 从材料编辑菜单条中选Mechanical?Elasticity?Elastic，立即有线弹性2-19数据输入袷匠鱿帧6. 在相应的域内输入扬氏模量值200.0E9和泊松比值0.3，可用[Tab]键来移动光标。7. 点击OK，退出材料编辑。2.3.4 定义和赋于截面（Section）特性在Property模块里还要定义截面（Section）特性，并把它赋于部件，在当前视图下有两种方法：① 直接选择部件所在的区域，然后对该区域赋于截面特性。② 利用Set工具组生成一个含有该区域的相同截面组集，然后对其赋于截面特性。对本例，可生成单一的truss截面特性，并在视图中直接选择框架部件来配置它，本例的截面由刚刚生成的材料Steel和各杆件的横截面积组成。
定义truss截面truss截面的定义较简单，它只需材料和横截面积信息。由于杆件是直径为0.005m的圆棒，所以其横截面积为1.963×10－5m2.注: 亦可以在ABAQUS/CAE的信息区行简单计算.例如,要计算杆件的横截面积,可在信息区里键入3.*2/4.0,会显示出横截面积值。定义truss截面的步骤：1. 从主菜单条中选择Section→Create, 则Create Section对话框弹出。2. 在对话框中作如下操作：2-20a. 对截面取名：Frame Section。b. 在Category表中选Beam。c. 在Type表中选Truss。d. 点击Continue ，Edit Section对话框弹出。3. 在Edit Section对话框中作如下操作：a. 接受隐含的Steel材料选择项。若要定义其它材料，可点击紧挨着Material文本框的箭头先看一下可用的材料表并选择材料。b. 在Cross－Sectional area域里给出1－963E－5。c. 点击OK。截面特性赋于Frame部件这里所完成的任务是用Property模块中的Assign菜单把以Frame Section命名的截面特性赋于Frame部件，其步骤如下：1. 在主菜单条中选Assign→Section。其实在提示区里也出现了这一要求。2. 选择整个部件作为赋于截面特性的区域：a. 在画面右上方取一点，按住鼠标1#键不放。b. 拖拉光标把整个部件置于一个方框内。c. 松开鼠标。整个桁架结构变亮。3. 按鼠标中间键或点击提示区里的Done，表示已经接受所选择的几何形体。这时会弹出Assign Section对话框，其中列有已存在的截面特性表。4. 接受省缺的截面特性名：Frame Section，点击OK，这时，已对部件frame赋于了truss截面并会关闭Assign Section对话框。2.3.5 定义装配件（Assembly）2-21每一个部件都是面向它自己的坐标系的，是互相独立的。用户需要在Assembly模块中定义整个装配件的几何形体。其方式是先生成部件的副本（instance），然后在整体坐标系里对副本相互定位。一个模型可能有许多部件，但装配件只有一个。本例只需生成一个吊架副本，ABAQUS/CAE对副本的定位操作是把frame部件的局部坐标原点与装配件默认的坐标系原点相重合。定义装配件步骤如下：1. 点击Module表中的Assembly，入Assembly模块。2. 从主菜单条中选Instance→Create, Create Instance对话框弹出。3. 在该对话框中选Frame，然后点击OK，生成吊架的副本。本例只需用一个副本就定义了装配件。此时，框架就在整体坐标系的1－2平面中，图框左下角的小三轴标记给出了整体坐标的原点。图框上第二个小三轴标记给出了X、Y、Z轴的方向。整体1轴为吊架的水平线，整体2轴是垂线，整体3轴与框架平面垂直。 位于整体的1－2平面内。2.3.6 分析程的配置在生成组件后，就可切换到Step模块来配置分析程，本例是吊架的静力分析，它在程中只是单个事件，只需要单一的分析步行模拟。分析由两步组成：? 初始步，施加边界条件即框架结构的约束。? 分析步，在框架结构的中心施加集中力。ABAQUS/CAE会自动产生初始步，但用户必须用Step模块来生成分析2-22步。Step模块允许用户_定分析中任一步中的输出数据。ABAQUS中有两类分析步：一般分析步用来分析线性或非线性响应；线性摄动分析步只用于分析线性问题。在本例中要定义一个静态线性摄动步，摄动的一步讨论见第十章的多步分析。生成分析步用Step模块在初始分析步Y后生成一个静态的线性摄动步的步骤如下：1. 在Module表中点击Step，入Step模块。2. 从主菜单条中选Step→Create，弹出Create Step对话框。对话框中所列各项为一般性操作顺序，默认的分析步名为step－1。3. 把分析步名改为Apply load.4. procedure type 选Linear perturbation.5. 在Create Step对话框的线性摄动顺序表里选Static、Linear Perturbation。点击Continue弹出Edit Step对话框，对话框中是静态线性摄动分析步的各默认设置项。6. 取省缺的Basic键，在Description域里输入10KN Central load。7. 点击Other键来观看其内容，接受分析步提供的省缺值。8. 点击OK生成分析步，并且退出Edit Step对话框。数据输出要求有限元分析会输出大量数据。ABAQUS允许用户控制和管理输出数据，从而只输出理解计算结果所必需的数据。共有四种输出类型：2-23? 二制输出文件，它用于ABAQUS/CAE的后处理，这种文件称为ABAQUS输出数据库文件，文件后缀为.odb。?列表形式，输出为ABAQUS数据文件（.dat）。?用于后续分析的数据形式，输出为ABAQUS重启动文件（.res）?输出为ABAQUS结果文件（.fil），是用于第三方软件后处理的二制文件。本例只用到前二种输出类型。每生成一个分析步，ABAQUS/CAE就会产生一个省缺的输出要求。省缺情晡涑.odb文件。ABAQUS/Standard用户手册中给出了预选变量表作为输出数据库的省缺变量。用户不需要作任何事情，接受这些省缺选择即可。用户在使用Field output Requests Manager来请求变量输出时，这些变量是对整个模型或模型的很大的一部分起作用的。它们以相对较低的频率写入输出数据库。而用户在使用History output Requests Manager来请求变量输出时，这些变量是针对模型的很少的局部如某个节点的位移的，它们以很高频率写入输出数据库。计算结果也可以用ABAQUS数据文件（.dat）的列表形式给出。在本例中，我们感兴趣的是位移（输出变量u）。约束处的反力（输出变量RF）和杆件应力（输出变量S）。在ABAQUS/Standard用户手册的4.2.1节中给出了有效的输出变量表。目前还不能在ABAQUS/CAE里直接要求打印列表结果此时可以用Keyword Editor来添加必要的输出请求。它是一个特别的文本编辑器，允许在提交作业前修改ABAQUS/CAE所产生的输入文件。这样它增加了ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit的功能，2-24而这些功能是当前的ABAQUS/CAE版本所不支持的，Keyword Editor的详情可参考ABAQUS/CAE用户手册的第13.8.1节。对本例，用户将检验对.Odb文件的输入请求并接受省缺的配置。用户也可利用Keyword Edilor把位移反作用力和应力的输出要求写入数据文件（.dat）以作为今后在Job模块中讨论的内容。检查.Odb文件的输出请求1. 从主菜单条中选Output→Field Output Requests→Manager。则Field Output Requests Manager窗口弹出。沿着窗口的左边，按字母排列着输出请求。窗口顶部是按执行次序排列的所有分析步名字。以这样的方式给出了每一分析步的输出要求。利用这个对话框，可做以下事情：?选择将写入输出数据库的变量。?选择产生输出数据的截面点。?选择产生输出数据的区域。?改变写入数据库的数据的次数。2. 检查所生成的静态、线性摄动分析步的省缺输出请求，并命名它为Apply load。点击标有Created的小盒，小盒立即变为高亮度，相关的信息在对话框底部出现：?所在列对应的分析步类型。?输出变量表。?输出要求的状态。3.点击窗口右边的Edit可看到输出请求的更多细节，此时字符输出编辑窗2-25弹出，在它的Output Variables区列出了所有要输出的变量，若改变了输出请求，点击Preselected defaults项就可回到省缺输出设置。4. 点击输出变量类型旁的箭头可看到究竟是哪些变量输出。从每个类型标题边的小方框可看到该类型的变量是否都会输出。若变量充满了小方框，则所有变量都要输出，若变量未充满小方框，则只输出部分变量。基于对话框显示的选项，会生成模型中每一个省缺截面点的数据，分析过程中每一增量步的数据都会写入输出数据库。5. 若不想修改省缺的输出要求，点击Cancel键即可关闭字符输出编辑框。6. 点击Dismiss键关闭Field output Requests Manager对话框。注：Dismiss键与Cancel键是有区别的，Dismiss键只出现在不可直接修改数据的对话框里。如Field Output Requests Manager对话框允许阅读输出要求，但不能直接去修改，只能在字符输出编辑框里才能修改输出要求。反YCancel键出现在允许直接修改数据的对话框里，点击Cancel键关闭对话框时不存贮修改内容。7. 从主菜单条中选Output→History→Output Requests→Manager就打开了程输出编辑器，可以用类似的方式可看到输出要求的程记录。2.3.7施加边界条件和荷载边界条件和载荷跟分析步是独立设置的，这意味着必须_定边界条件和载荷是对哪个分析步起作用的。现在，分析步已被定义，就应当用Load模块定义边界条件和载荷。施加边界条件2-26在结构分析中，边界条件加在已知位移处，已知位移为零时就称为约束，已知位移亦可不为零。本例中结构的左端是完全约束的，右端垂直方向约束，水平方向可自由移动，运动方向称为自由度。在ABAQUS中平移自由度和旋转自由度的正方向_定如下：1. 方向1的平移：U12. 方向2的平移：U23. 方向3的平移：U34. 绕轴1的旋转：UR15. 绕轴2的旋转：UR26. 绕轴3的旋转：UR3施加边界条件的步骤：1. 在Module表中点击Load，入Load模块。2. 从主菜单条中选BC→Create，弹出Create Boundary condition对话框。3. 在对话框中做以下操作：a. 给边界条件起名为Fixed。b. 从分析步表中选Initial作为激活边界条件步。在Initial步中的所有力学边界条件的大小必须是零。这是由ABAQUS/CAE自动强制给定的。 c. 接受Category表中的默认选项Mechanical。d. 在Types for Selected Step表中选Displacement/Rotation然后点击Continue。提示区会提示用户一步该做什么，此时会问在何处施加边界条件。用户2-27可以直接在图形上选择载荷施加点，也可以选择“集”。（模型的一个部分被命名后称为集。）对于大型复杂模型，集是十分方便的管理工具，因本例较简单，无需用到集的概念。4. 在图形上选左下端作为加载点。5. 按鼠标中间键或点击提示区中的Done，表示完成了选择。Edit Boundary Condition对话框弹出。在定义初始步的边界条件时，所有的自由度的默认状态是尚未施加约束。6. 在对话框中做以下操作：a. 因为左下端所有的平移自由度均要约束，所以要选中U1和U2。b. 点击OK即施加边界条件并退出对话框。此时，在左下端出现两个箭头表示自由度被约束。7. 重复上述步骤，在右下端加U2约束，该边界条件被命名为Roller。8. 从主菜单条中选BC→Manager，则Boundary Condit Manager窗弹出，从中可以看到，初始步的边界条件状态是create，Apply load步的状态是propagated。9. 点击Dismiss键关闭Boundary Condition Manager。在本例中，所有的约束是整体坐标轴1或轴2方向的。在许多情晗拢际较虿⒉皇钦遄曛岱较颍耸笨啥ㄒ逡桓鼍植孔晗道词┘颖呓缣跫诘5章用一个斜板例子说明如何做。施加载荷在加完约束后就应当在结构的底部加载荷。在ABAQUS里，载荷通常是2-28指从初始状态下使结构响应发生变化的各种因素，如：?集中力?压力?非零边界条件?体力?温度（材料热膨胀特性被定义后）有时候载荷是专门指力这一类量的（比如Load模块的Load Manager中的载荷），即载荷专指集中力、压力和体力而不包括边界条件和温度。这个词汇的实际含意在讨论的内容中看是十分清楚的。在本例中，在线性扰动步于结构底部的中点加10kN的集中力，其方向是负的2方向。当然实际上是不存在集中载荷或点载荷这样的东西的，载荷总是加在有限大小区域上的，只是当这个有限区域很小而理想化处理为集中力。加集中力的步骤：1. 从主菜单条中选Load→Manager，则Load Manager窗口弹出。2. 在窗口的底部，点击Create，则Create Load对话框弹出。3. 在对话框中做以下操作：a. 命名载荷为Force.b. 选Apply load作为载荷施加步。c. 接受Category表中的Mechanical默认项。d. 接受Type for Seceded Step表中的Concentrated force默认选项。e. 点击Continue.提示区信息提示用户选择加载处。同施加边界条件一样，既可在图形上直2-29接选择，也可以从已有集的表上选择加载集。4. 直接在图形上选结构底部的中点作为加载点。5. 按鼠标中间键或点击Done完成选择。Edit Load对话框弹出。6. 在对话框中做以下操作：a. 在CF2处输入－10000。b. 点击OK即完成加载，退出对话框。7. 在Load Manager窗口可观察到Apply load步的载荷状态是Created（被激活）。8. 点击Dismiss关闭Load Manager窗口。2.3.8 网衿史本节的任务是用Mesh模块剖分有限元网瘢没вABAQUS/CAE的网裆杉际趵雌史滞瘢范ǖピ巫春屠嘈汀Ｒ晃侍獾耐裆杉际踔挥幸恢郑荒苎≡瘛６远/三维问题，ABAQUS/CAE有一系列方法可用。省缺的方法由入Mesh模块时模型的颜色给定。若为桔红色，则没有用户的干预不能剖分。单元类型配置单元配置的操作在网衿史智昂缶伞由于吊车这类结构都是铰接点，杆件只承受拉压轴力，所以采用二维桁架单元，步骤如下：1. 在Modual表中选择Mesh模块。2. 在主菜单条中选Mesh→Element Type。3. 在图形上选择全部框架，再在提示区中点击Done。Element Type对话框2-30弹出。4. 在对话框中作如下选择：?Element Library项：Standard（默认）?Geometrie Order项：Linear（默认）?Family项：Truss5. 在对话框下部作单元形状检验，在每个标题卡（tabbed page）底部对默认的单元选择有简短叙述。因为模型是二维桁架，在Line 标题卡内只显示二维桁架单元。6. 接受Line 标题卡上的默认单元类型，对话框底部出现T2D2单元类型的说明，此时已把网裰械牡ピ啡衔T2D2元。7. 点击OK，关闭对话框。8. 点击提示区的Done，结束单元类型配置。生成网分两步操作：先指定部件副本的边的剖分数，然后剖分网瘛１纠忻扛龈思簧梢桓龅ピ1. 从主菜单条中选择Seed→Instance用户可对每一条边分别指定剖分数，但对本例则无此必要。从提示区可见到默认的单元大小信息，ABAQUS/CAE用它来剖分副本。这个默认的单元大小是根据部件副本而得的。2. 在提示区里指定单元大小为1.0，然后回车或按鼠标中间键。3. 再按鼠标中间键以接受剖分数。4. 从主菜单条中选Mesh→Instance。2-315. 点击提示区的yes来确认行部件副本的网衿史帧在对装配件行网衿史质保獗瓯湮陈┍昙恰注：用户可通过主菜单条的View→Asseinbly Display Options操作看到节点与单元数，轮换Mesh 标题卡上的Show Node labels与Show element label即可。2.3.9 生成作业和关键词编辑器（Keyword editor）的使用。在Job模块中生成作业并用关键词编辑器给出输出要求。生成作业：1. 在Module表中点击Job入Job模块。2. 在主菜单条中选Job→Manager, 弹出Job manager窗口，在完成该窗口的操作后，会显示作业表，每个作业所对应的模型、分析类型和作业状态等信息。3. 点击窗内的Create, 弹出Create Job对话框，对话框中列有模型数据库中全部模型名。4. 作业起名为Frame，然后点击Continue，弹出Edit Job对话框。5. 在Description域中输入Two－dimensional overhead hoist frame.6. 在Submission tabbed page上选Data Check作为作业类型，点击General钮并切换所有的Preprocessor Printout选项，点击OK接受其它的所有省缺作业设置项并关闭对话框。用关键词编辑器添加打印输出要求：1. 在主菜单条中选Model→Edit Keyword，并选中当前的模型。2. Edit keyword对话框弹出，其中包含了已经生成的输入文件。2-32其中只有白色背景的文本方窨梢员嗉枚曰翱蛴冶叩墓龆趵囱罢冶暧*EL PRINT和*NODE PRINT选项的文本方瘛６悦扛龇袷淙胧菔毕纫压獗攴旁谙呶病６悦扛鲅∠睿蛴∈涑銎德实母谋湫次1，并按回车来生成新的线，可在其中指定输出变量名。一旦完成操作，有类似下列信息出现：*E1
Print, freq=1S,*Node Print, freq=2U,RF,3. 击点OK退出keyword editor2.4 模型的检查生成模型后，准备行分析。但可能有错误的数据或丢失数据的情辏行数据检查。先确认Job Type设置为Data Check，然后在Job Manager窗口的右边点击Submit来提交作业行数据检查分析。在提交作业后，Status列上的信息变为作业状态信息。会显示下列信息：?分析输入文件正在生成时，状态为None。?正在提交作业时，显示状态为Submitted.?正在分析模型时，显示状态为Running。?分析完成并正在输出数据时，显示状态为Completed。?若输入文件发生问题或分析中断时，显示状态为Aborted。同时在信息区里会报告所发生的问题，见图2－2。在分析过程中，ABAQUS/Standard发送信息到ABAQUS/CAE，使用户可2-33监控作业的过程，信息来自状态，数据和记录，作业监制对话框中有信息文件出现。监控作业的状态：在Job Manager窗的右边点击Monitor钮来打开作业监控对话框（Monitor钮只有在Submitted状态下才有效）。对话框的上半区显示了状态文件（.sta）里的信息。状态文件是ABAQUS在分析中产生的。该文件记录了分析程的简明摘要，详情见ABAQUS/Standard用户手册的4.1.1节。对话框的下半区显示了下列信息：?点击Log键可看到Log文件中记录的分析起始时刻和终止时刻。?点击Errors和Warnings键可看到前十个出错信息和前十个警告信息，它们分别记录在.dat文件和.msg文件中，若是模型的某一部分是引起出错和警告的原因，会自动产生一个节点集或单元集，它们复盖了该区域，用户可利用可视化模块中的display groups来观察它。出错信息所给的错误被纠正前，不可能再行分析。另外，总是要研究引起警告的原因以确定是否需纠正它。若遇到十个以上的出错或警告信息，从打印输出文件本身会得到出错和警告信息。?点击Output键显示每条输出数据记录。2.4.1 阅读输出文件在完成数据检查分析Y后，会发现ABAQUS已生成了一些附加文件。在数据检查分析过程所遇见的所有错误，都被写入Frame.dat文件，该文件是文本2-34文件，可在编辑器显示或打印出来。下面尝试在文本编辑器中阅读这个文件。文件行可长达256个字符。因此所用的编辑器应当有能力显示这么长的字符。文件的顶部是头记录，是ABAQUS版本信息，所在地区的ABAQUS办公室或代理处的电话号码，地址及联系信息，它能为用户提供技术支持和帮助。接着头记录的是输入文件信息，产生输入文件信息的原因是定义作业时在Preprocessor printout中选了print an ech of the input data项。A B A Q U S
80--------------------------------------------------------------------------*HeadingTwo-dimensional overhead hoist frame*preprint, echo=YES, history=YES, model=YES, contact=YES** ----------------------------------------------------------------
** PART INSTANCE: FRAME-1LINE
***Node1, 0, 0, 02, 0.5, 0.3, -0.5, 0.LINE
4, 1, 0, 05, -1, 0, 0*Element, type=T2D21, 1, 22, 2, 3LINE
3, 1, 44, 3, 15, 4, 26, 5, 17, 3, 5LINE
*Elset, elset=ASSEMBLY_FRAME-1__I11, 2, 3, 4, 5, 6, 7*solidsection, elset=ASSEMBLY_FRAME-1__I1, material=STEEL1.963E-05,**LINE
** Assembly Nsets***Nset, nset=ASSEMBLY__G41*Nset, nset=ASSEMBLY__G5LINE
5*Nset, nset=ASSEMBLY__G64*material, name=STEEL2-35*elasticLINE
2E+11, 0.3*boundaryASSEMBLY__G5, ENCASTRE*boundaryASSEMBLY__G6, 2, 2LINE
*Step, name=&Apply load&, perturbation10kN central load*static*cloadASSEMBLY__G4, 2, -10000.LINE
*restart, write, frequency=1*output, field, variable=PRESELECT*output, history, variable=PRESELECT*elprint, frequency=1S,LINE
*nodeprint, frequency=1U,RF,*endstep------------------------------------------------------------------------5
80-------------------------------------------------------------------------在输入文件信息Y后的是ABAQUS可选择处理项目的清单。这是出错和警告信息首先出现的地方。所有的出错信息都有一个***ERROR字头，而警告信息有一个***WARRING字头。由于这些信息总是以统一的方式出现，所以在数据文件中搜索这些信息是十分直接和方便的。当出错是一个语法问题时（例如，ABAQUS无法理解输入内容），在出错信息的下面跟着造成出错的一行说明。OPTIONS BEING PROCESSED****************************HeadingTwo-dimensional overhead hoist frame*Node*Element, type=T2D2*Elset, elset=ASSEMBLY_FRAME-1__I1*Nset, nset=ASSEMBLY__G4*Nset, nset=ASSEMBLY__G5*Nset, nset=ASSEMBLY__G6*material, name=STEEL*elastic*solidsection, elset=ASSEMBLY_FRAME-1__I1, material=STEEL*boundary*boundary*solidsection, elset=ASSEMBLY_FRAME-1__I1, material=STEEL2-36*solidsection, elset=ASSEMBLY_FRAME-1__I1, material=STEEL*Step, name=&Apply load&, perturbation10kN central load*static*output, field, variable=PRESELECT*output, history, variable=PRESELECT*elprint, frequency=1*endstep*boundary*boundary*Step, name=&Apply load&, perturbation*static*cload*output, field, variable=PRESELECT*output, history, variable=PRESELECT*nodeprint, frequency=1*endstep数据文件的其余部分是一系列表瘢窭锇怂械挠Φ奔觳榈挠忻飨源砦蠛鸵怕┬畔⒌哪Ｐ褪莺凸淌荨＃ㄏ昵榭刹慰ABAQUS/Stand ard: Keyword Version的2.2节）。定义作业时，在Preprocessor Printou选项里切换到合适的项就会生成模型数据和过程数据。因为这些表穸杂诖笮吞饽炕嵴加么罅看排炭占洌允∪弊刺遣簧墒荨数据文件中的模型数据E L E M E N T
D E F I N I T I O N SNUMBER
NODES FORMING ELEMENTREFERENCE1
5S O L I D
S E C T I O N (S)PROPERTY NUMBER
1MATERIAL NAME
STEELATTRIBUTES
1.9.0.00000E+00HOURGLASS CONTROL STIFFNESS
3.84615E+08(USED WITH LOWER ORDER REDUCED INTEGRATED SOLID ELEMENTS LIKE CPS4R,CPE4RH,C3D8R)
M A T E R I A L
D E S C R I P T I O NMATERIAL NAME: STEELELASTIC
POISSON'SMODULUS
RATIO2.0.30000:N O D E
D E F I N I T I O N S
COORDINATES
SINGLE POINT CONSTRAINTSNUMBER
ENCASTRE数据文件中的过程数据S T E P
S T A T I C
A N A L Y S I S10kN central loadFIXED TIME INCREMENTSTIME INCREMENT IS
2.220E-16TIME PERIOD IS
RESTART FILE WILL BE WRITTEN EVERY
INCREMENTS
THIS IS A LINEAR PERTURBATION STEP.ALL LOADS ARE DEFINED AS CHANGE IN LOAD TO THE REFERENCE STATE
EXTRAPOLATION WILL NOT BE USED
CHARACTERISTIC ELEMENT LENGTH
PRINT OF INCREMENT NUMBER, TIME, ETC., TO THE MESSAGE FILE EVERY
INCREMENTSD A T A B A S E
O U T P U T
THE FOLLOWING
OUTPUT WILL BE WRITTEN EVERY
1 INCREMENT(S)THE FOLLOWING OUTPUT WILL BE WRITTEN FOR ALL ELEMENTS OF TYPE T2D2.
OUTPUT IS AT THE
INTEGRATION POINTS.S
ETHE FOLLOWING OUTPUT WILL BE WRITTEN FOR ALL NODESU
CFEND OF DATABASE OUTPUT GROUP
D A T A B A S E
O U T P U T
THE FOLLOWING HISTORY
OUTPUT WILL BE WRITTEN EVERY
1 INCREMENT(S)THE FOLLOWING ENERGY OUTPUT QUANTITIES WILL BE WRITTEN FOR THE WHOLE MODELALLKE
ETOTALEND OF DATABASE OUTPUT GROUP
E L E M E N T
THE FOLLOWING TABLE IS PRINTED AT EVERY 1 INCREMENT FOR ALL ELEMENTS OF TYPE T2D2.
OUTPUT IS AT THE INTEGRATION POINTS.
SUMMARIES WILL BE PRINTED WHERE APPLICABLE
THE FOLLOWING TABLE IS PRINTED FOR ALL NODES AT EVERY 1 INCREMENT
2-38SUMMARIES WILL BE PRINTED
THE FOLLOWING TABLE IS PRINTED FOR ALL NODES AT EVERY 1 INCREMENT
SUMMARIES WILL BE PRINTED
B O U N D A R Y
C O N D I T I O N S
MAGNITUDEREF.
- (RAMP) OR (STEP) - INDICATE USE OF DEFAULT AMPLITUDES ASSOCIATED WITH THE STEP
B O U N D A R Y
C O N D I T I O N S
C O N C E N T R A T E D
AMPLITUDEREF.
-10000.在数据检查分析中产生的所有出错信息的序号会在数据文件的结尾处列出，若只有警告信息，这些信息号会列在所要求输出Y后。如前所叙，在数据检查时，若发现出错信息，则在错误被纠正前，不能再行分析。引起警告信息的原因也需研究。有时候警告信息亦说明输入数据有错，一般情昃嫘畔⑹遣槐刂厥拥模梢圆挥杩悸恰最后会有一个数值模型的大小和模拟所需文件大小的估计，在行大型模型分析时，利用这个输出信息可确定磁盘空间是否足够。2.5分析计算分析计算前要尽可能正确地建立模型。若数据检查分析未发现任何错误，便可行计算分析。为此要对作业的定义行编辑，把Job Type设为Continue analysis，然后再在Job Manager窗口中点击Submit来提交作业行分析。在2-39行计算分析Y前，必需行数据检查分析，以确保输入数据的正确性以及确定有足够的磁盘空间和内存来完成分析过程，也可以把Job Type设置为Full analysis把两者结合起来行。若计算过程要花费很可观的时间，则以批处理排队方式运行是十分方便的，这时Run Made设为Queue（队列的有效性取决于用户的计算机，若有问题，可询问系统管理员）。2.6 结果在分析过程完成后，数据文件Frame.dat中将包含由*NODE PRINT和*EL PRINT选项所要求的列表形式的结果，这些结果将列在数据检查分析的输出结果Y后。下面给出桥式吊架的计算结果，其中单元输出是单元轴力表，而节点输出是节点位移和反力。计算机运行所花费的时间在文件结尾处注明。单元输出：STEP
S T A T I C
A N A L Y S I S
10kN central load
10kN central load
TIME COMPLETED IN THIS STEP
FIXED TIME INCREMENTSTIME INCREMENT IS
2.220E-16TIME PERIOD IS
THIS IS A LINEAR PERTURBATION STEP.:::INCREMENT
TIME INCREMENT COMPLETED
2.220E-16,
FRACTION OF STEP COMPLETED
1.00STEP TIME COMPLETED
2.220E-16,
TOTAL TIME COMPLETED
E L E M E N T
O U T P U TALL LOADS ARE DEFINED AS CHANGE IN LOAD TO THE REFERENCE STATE2-40THE FOLLOWING TABLE IS PRINTED FOR ALL ELEMENTS WITH TYPE T2D2 AT THE INTEGRATION POINTSELEMENT
2.9412E+082
-2.9412E+083
1.4706E+084
2.9412E+085
-2.9412E+086
1.4706E+087
-2.9412E+08
2.9412E+08ELEMENT
-2.9412E+08ELEMENT
结点输出：N O D E
O U T P U T
THE FOLLOWING TABLE IS PRINTED FOR ALL NODES
NODE FOOT-
7..6697E-032
0..5471E-033
1..5471E-034
1..0000E+00
1..0000E+00AT NODE
0..6697E-03AT NODE
THE FOLLOWING TABLE IS PRINTED FOR ALL NODES
NODE FOOT-
0.0000E+00
1.3642E-12
1.3642E-12
5000.AT NODE
0..0000E+00AT NODE
THE ANALYSIS HAS BEEN COMPLETED2-41
ANALYSIS COMPLETE
JOB TIME SUMMARYUSER TIME (SEC)
0.1000SYSTEM TIME (SEC)
0.1000TOTAL CPU TIME (SEC) =
0.2000WALLCLOCK TIME (SEC) =
检验计算结果是否符合基本物理原理的理想方法是检验吊架上的水平方向和垂直方向的合力是否为零，还可以检查哪些节点受垂直向外力？哪些节点受水平向外力？模拟结果与所显示的是否一致？在模拟过程中ABAQUS也生成一些其它文件，其中Hame.odb文件可用于ABAQUS/CAE观察结果图形。2.7 用ABAQUS/CAE行后处理由于在模拟过程产生了大量的数据，所以可视化后处理是十分重要的。对于任何实际模型，试图以数据文件的列表形式来解释结果是不现实的。ABAQUS/CAE的Visualization模块允许用户以各种不同方法对结果行可视化图形观察，包括变形形状图、等值线图、矢量图、动画显示和x-y图形。所有这些方法都会在本指南里讨论。详情可参考ABAQUS/CAE用户手册的Consult Part V。对于本例，可用Visualization模块做一些基本的模型检验和桁架的变形显示。作业成功完成后，用户要观察分析结果。可在Job Manager窗口的右边点击Results，则ABAQUS/CAE会装入Visualization模块，并打开作业生成的输出数据库，立即显示模型的快图。快图是未变形时模型形状的基本表达形式，也意味着已打开了所需的文件。另一种途径是直接点击Module表上的Visualization模块，并选择File→Open，然后在出现的数据库文件表中选择Frame.odb文件，最后点击OK。2-42提示：快图不显示计算结果，也不能按需要显示其它内容，比如不能显示单元和节点号，只能显示未变形的模型形状。图形底部的标题框给出下列信息：?模型说明（来自作业说明）?输出数据库名（来自分析作业名）?产品名（ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit）和生成输出数据库的产品版本。?输出数据库中最终修改的数据图形底部的状态框给出下列信息：?所显示的分析步?分析步中的增量?分析步的时间图形里的方向三角是整体坐标系的方向。若要略去上述显示内容，只需在主菜单条里选Canvas→View port Annotation Option行选择即可。未变形模型形状图显示步骤：从主菜单条中选Plat→Undeformed shape，或使用工具框中的即可显示未变形的模型形状，见图2－9。
图2－9 变形前的模型形状
2-43节点号显示步骤：1. 从主菜单条中选Options→Undeformed shape，则弹出Undeformed Shape plot option对话框。2. 点击Labels键。3. 切换到Show node labels出现。4. 点击Apply，节点号显示。此时对话框并未关闭。节点号图见2－10。
图2－10 节点号图单元号显示1. 在Undeformed Shape plot Option对话框中切换Labels键一直到Show element labels出现。2. 点击OK，出现单元号图，见图2－11。2-44
图2－11 节点号与单元号图
切换Labels键，去掉Show node labels和Show－element labels可不显示节点号与单元号。变形形状显示下面显示模型变形形状并利用图形选项修改变形放大因子，还可以把变形前后形状同时显示。从主菜单条中选Plot→Deformed Shape或利用工具框中的显示变形，见图2－
12 工具都可
模型变形后的形状
2-45对小变形分析问题，位移会自动放大使Y可明显看到，放大因子值位于状态框中，本例的放大因子为42.83。改变变形放大因子的步骤：1. 从主菜单条中选Option→Deformed Shape。2. 在Deformed Shape Plot Options对话框中点击Basic键（若它还未被选中的话）3. 在Deformation Scale Factor区中切换到Uniform后，在Value域里输入10.0。4. 点击Apply来显示新变形形状在Deformation Scale Factor区中切换到Auto－Compute状态，就返回到自动放大位移状态。变形前后形状重叠显示：1. 在Deformation Shape plot options对话框中切换到Superimpose Undeformed Plot。2. 点击OK，则变形前后形状重叠图形出现，见图2－13。
2－13 模型变形前后图2-46
ABAQUS/CAE过程数据检验在数据检查阶段，省缺情晔前涯Ｐ褪莺凸淌荻夹慈胧涑鍪菘馕募Ｕ庋没Э衫ABAQUS/CAE在行数值分析前检查输入数据是否无误。用户已学会如何显示模型和节点/单元号图，这些都是检查网裾酚敕竦挠杏霉ぞ撸苍谕夹紊霞觳榍攀降跫艿谋呓缣跫在变形前模型中显示边界条件的步骤如下：1. 从主菜单条中选Plot→Undeformed Shape或利用工具框中的2. 从主菜单条中选View→ODB Display Options。3. 在ODB Display Option对话框中点击Entity Display键。4. 切换到Show boundary conditions.5. 点击OK，即显示边界条件如图2－14所示。
图2－14 桥式吊架的边界条件
退出ABAQUS/CAE从主菜单条中选File→Exit 即退出ABAQUS/CAE2.8 小结?可以用ABAQUS/CAE形成完整的ABAQUS分析模型。求解器2-47（ABAQUS/Standard）会读入ABAQUS/CAE产生的输入文件，行分析计算，并发回信息给ABAQUS/CAE供用户监控作业程，同时生成输出数据库。用户用Visualization模块读入输出数据库并观看分析结果。?一旦模型生成，用户可行数据检查分析。所产生的出错与警告信息会输出到一个数据文件中。若数据检查成功通过，就会把行模拟分析所需的计算机资源估计信息输出到数据文件。?在数据检查阶段，可以用ABAQUS/CAE中的Visualization模块，调用所生成的输出数据库文件，从图形上检验模型的几何形状和边界条件。?通常在数据文件（.dat）中最容易检查出材料参数有否错误。在图形后处理器（比如ABAQUS/CAE）中检查几何形状、载荷和边界条件是较方便的。?在分析中应该检查结果是否满足工程基本原理，如是否满足静力平衡等等。?可以以多种方法从ABAQUS/CAE中的可视化环境中观看分析结果。2-48
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