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1、-+Abaqus基本操作中文教程-+目录1 Abaqus软件基本操作31.1 常用的快捷键31.2 单位的一致性31.3 分析流程九步走31.3.1 几何建模（Part）41.3.2 属性设置（Property）51.3.3 建立装配体（Assembly）61.3.4 定义分析步（Step）71.3.5 相互作用 （Interaction）81.3.6 载荷边界（Load）101.3.7 划分网格 （Mesh）121.3.8 作业（Job）151.3.9 可视化（Visualization）161 Abaqus软件基本操作1.1 常用的快捷键 旋转模型 Ctrl+Alt+鼠标左键 平移模型 C
2、trl+Alt+鼠标中键 缩放模型 Ctrl+Alt+鼠标右键1.2 单位的一致性CAE软件其实是数值计算软件，没有单位的概念，常用的国际单位制如下表1所示，建议采用SI (mm)进行建模。国际单位制SI (m)SI (mm)长度mmm力NN质量kgt时间ss应力Pa (N/m2)MPa (N/mm2)质量密度kg/m3t/mm3加速度m/s2mm/s2例如，模型的材料为钢材，采用国际单位制SI (m)时，弹性模量为2.06e11N/m2，重力加速度9.800 m/s2，密度为7850 kg/m3，应力Pa；采用国际单位制SI (mm)时，弹性模量为2.06e5N/mm2，重力加速度9800
3、mm/s2，密度为7850e-12T/mm3，应力MPa。1.3 分析流程九步走几何建模（Part） 属性设置（Property） 建立装配体（Assembly） 定义分析步（Step） 相互作用 （Interaction）载荷边界（Load）划分网格 （Mesh）作业（Job）可视化（Visualization）以上给出的是软件常规的建模和分析的流程，用户可以根据自己的建模习惯进行调整。另外，草图模块可以进行参数化建模，建议用户可以参考相关资料进行学习。1.3.1 几何建模（Part）关键步骤的介绍： 部件（Part）导入Pro/E等CAD软件建好的模型后，另存成iges、sat、step等
4、格式；然后导入Abaqus可以直接用，实体模型的导入通常采用sat格式文件导入。 部件（Part）创建简单的部件建议直接在abaqus中完成创建，复杂的可以借助Pro/E或者Solidworks等专业软件进行建模，然后导入。常用按键的说明：1.3.2 属性设置（Property）1.3.3 建立装配体（Assembly）其中：实例类型中的独立（网格在实例上），耗用内存较多，生成的inp文件也较大。编号1和2分别是线性阵列和辐射阵列，可以对实例进行批量生成；编号3和4分别是平移和旋转；编号5是平移到，该命令只能用于实体模型； 编号6是定位，常用： 面平行，面匹配，边平行； 边共线，共轴，点重合；
5、 坐标系平行；编号7为合并/剪切来生成新的部件，这个命令可以将导入的多个部件合并成一个整体。可以选择多个部件进行装配部件实例的显示控制：替换：在区域1选择部件后，点击此按钮，则仅显示选中的部件；添加：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。删除：在区域3选择部件后，点击此按钮，则选中的部件被隐藏。关键点：在静力，通用的基本设置中，有是否打开几何非线性的选项。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。增量选项中，类型通常使用自动
6、；初始增量步大小可选为：0.01，建议不要太大。1.3.4 定义分析步（Step） 1.3.5 相互作用 （Interaction）首先需要定义相互作用的属性，主要包括法向接触属性和切向的摩擦属性，关键步骤如下所示： 接触分析建模主要包括以下几个步骤：（1）定义接触面；（2) 定义接触属性；接触面主要分为主面和从面，在选择时，有着比较严格的主从关系，需要满足如下条件：1） 选择刚度大、网格粗的为主面；2）主面发生接触部位不能有尖角或较大的凹角；3）主面不能是由节点构成的面，并且必须是连续的。 单元类型选为六面体一阶单元C3D8I时，能够很好的解决接触问题。当无法划分六面体单元网格，可以使用修正
7、的四面体二次单元(C3D10M)。通常遇到的接触问题，在定义接触属性定义中，将接触面的法线行为定义为“硬”接触，切线行为的摩擦公式定义为“罚”，钢材之间的摩擦系数取0.15，钢材与混凝土之间的摩擦系数取0.5。然后创建相互作用，定义接触，包括主面、从面、滑动公式、从面位置调整、接触属性、接触面距离和接触控制等，需要注意的关键点有以下几个： 主面和从面此处的含义是：如果从面节点与主面的距离小于此数值，Abaqus将调整这些节点的初始坐标，使其与主面的距离为0。定义的接触对由主面和从面构成，在接触模拟中，接触方向总是主面的法线方向，从面上的节点不会穿越主面，但主面上的点可以穿越从面。主次面的选择原
8、则如前面文本框所示。 有限滑移和小滑移有限滑移：两个接触面之间可以有任意的相对滑动，在分析中需要不断的判定从面的节点和主面的哪一部分发生接触，因此计算的代价较大，同时要求主面是光滑的，即每个节点有唯一的法线方向。小滑移：两个接触面之间只有很小的相对滑动，滑动量的大小只是单元尺寸的一小部分，在分析的开始就确定了从面节点和主面的哪一部分发生了接触，在整个分析过程中这种接触关系不会再发生变化。因此，小滑移的计算代价小于有限滑移。离散化方法：主要有点对面和面对面两种算法。其中面对面的应力结果的精度较高，并且可以考虑板壳和膜的初始厚度，但在有些情况下计算代价比较大。 谨慎地定义摩擦系数 对摩擦的计算会增
9、大收敛的难度，摩擦系数越大，就越不容易收敛，因此，如果摩擦对分析结果的影响不大，例如摩擦面之间没有大的滑动，可以尝试令摩擦系数为0。 abaqus提供了自动查找接触对的功能，在工具栏中，选择以下按键：【相互作用】【查找接触对】。常用的约束类型有：绑定、刚体、耦合和MPC约束。 绑定约束：模型中的两个面被牢固的粘结在一起，在分析过程中不再分开，被绑定的两个面可以有不同的几何形状和网格。 刚体约束：在模型的某个区域和一个参考点间建立刚性连接，此区域变为一个刚体，各节点之间相对位置在分析过程中保持不变。 耦合约束：在模型的某个区域和一个参考点间建立约束。 MPC约束：用来定义多点约束，类似主要包括：
10、梁、绑定、链接、铰接和关节等类型，在实体模型施加荷载和边界的时候，常用的是刚性梁类型。创建参照点，通过参照点与施加荷载或约束的面或线建立约束。1.3.6 载荷边界（Load）注意的关键点： 在对计算模型进行荷载施加的时候，要注意荷载的施加方向，通常需要建立局部坐标系，荷载的数值大小应该与前面章节的单位制吻合； 为了能够与sap2000、midas这类有限元软件更好的衔接，建议荷载和边界约束都施加在杆件的截面中心位置。通过在截面中心位置建立参照点RP，将参考点RP与杆件截面建议耦合约束或者MPC刚性梁约束。 采用整个截面施加约束与建立参考点施加约束相比，当约束为固结时，以上两种方法是相同的；当边
11、界约束为铰接时，在截面划分网格后的多个节点上施加铰接约束，则截面的转动会受到限制，实际产生了刚接的效果。因此建议采用第二种方法对截面进行约束的施加。 1.3.7 划分网格 （Mesh）网格划分需要注意的关键点： 单元的形状，四边形单元（二维区域）和六面体单元（三维区域）可以用较小的计算代价得到较高的精度，因此尽可能选择这两种单元；拆分几何元素的方法有以下六种：（1）定义切割平面 一点一法线；三点；一点一边。（2）用基准平面切割（3）用延伸面切割 （4）拉伸或扫掠边进行切割 （5）选定边界边形成切割面 （6）对体的表面进行草绘切割 组装后的模型中，不同颜色代表该区域可以采用哪种网格划分技术。具体
12、可参考abaqus有限元分析实例详解第二章网格划分部分。 如果某个区域的显示为橙色，表明无法使用目前赋予它的网格划分技术来生成网格。当模型复杂时，往往不能直接采用结构化网格或扫略网格，这是可以首先把实体模型分割为几个简单的区域，然后再划分结构化网格或扫略网格。当某些区域过于复杂，不得不采用自由网格（即四面体单元）时，一般应选择带内部节点的二次单元来保证精度； 通过分割还可以更好地控制单元的位置和密度，对所关心的区域进行网格细化，或者为不同的区域赋予不同的单元类型。这样可以节省计算所花费的成本，得到更为理想的计算结果。 在模型进行初算或者计算机配置不高时，可以选用大一些的网格，这样可以节约计算所
13、需的时间，同时可以快速的了解模型的应力分布情况。 对模型中存在的一些小的倒角面，可以运用虚拟拓扑中的合并面才进行修改，保证模型在该区域网格划分的顺利进行。当进行钢节点实体的弹塑性分析时，建议采用C3D10M、C3D8R和C3D8I；当存在接触时，建议采用C3D10M和C3D8I。 选择三维实体单元类型的基本原则： 对于三维区域，尽可能采用结构化网格划分或扫掠网格划分技术，从而得到六面体单元网格，减小计算代价，提高计算精度。当几何形状复杂时，也可以在不重要的区域使用少量楔形单元。 如果使用了自由网格划分技术，Tet 单元类型应选择二次单元，可以选择C3D10，但如果有大的塑性变形，或模型中存在接
14、触，而且使用的是默认的硬接触关系，则也应选择修正的Tet 单元C3D10M。 对于应力集中问题，尽量不要使用线性减缩积分单元，可使用二次单元来提高精度。 对于弹塑性分析，如果材料是不可压缩性的（例如金属材料），使用二次完全积分单元（C3D20）容易产生体积自锁。建议使用的单元：线性减缩积分单元（C3D8R）、非协调单元（C3D8I），以及修正的二次四面体单元（C3D10M）。如果使用二次减缩积分单元（C3D20R），当应变大于20%40%时，需要划分足够密的网格。如果模型中存在接触或大的扭曲变形，则应使用线性六面体单元以及修正的二次四面体单元，而不能使用其它的二次单元。 对于以弯曲为主的问题，
15、如果能够保证在所关心的部位的单元扭曲较小，使用非协调单元可以得到非常精确的结果。：分别是全局网格尺寸指定和指定边上网格数量。：部件网格划分、局部网格划分、删除网格。在网格划分结束后，需要进行检查网格，其中橙色区域为错误网格，黄色区域为警告网格。点高亮按钮可以在模型中显示错误和警告网格，要保证错误网格数量为0，警告的网格数量越少越好。1.3.8 作业（Job） 创建作业，为了加快计算的速度，可以将内存选项中，用于预处理和分析的最大内存比例调大（比如95%）；并行选项中可以使用多个处理器进行参与结构模型的计算分析。其中，监控用于查看预算的状况，结果用于进入后处理模块，查看计算结果。1.3.9 可视化（Visualization）剖切面查看截面的应力分布情况 云图输出设置：可以设置输出为应力云图、应变云图、位移云图、能量云图等。图标数据相关： 以上给出的是绘制荷载-挠度曲线时常用到的操作步骤，建议将得到的数据点复制到excle中进行处理得到样式比较美观的曲线图。在以下的例子中会详细进行介绍。