ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通

前言

　　ABAQUS被譽(yù)為國際上功能最強(qiáng)大的有限元分析軟件之一，特別是在非線性分析領(lǐng)域，它可以進(jìn)行復(fù)雜的工程力學(xué)問題，融結(jié)構(gòu)、傳熱學(xué)、流體、聲學(xué)、電學(xué)，以及熱—固耦合、流—固耦合、熱—電耦合、聲—固耦合于一體，具有駕馭龐大求解規(guī)模的能力?！　BAQUS在很多國家得到了廣泛的應(yīng)用，用戶涉及機(jī)械、土木、水利、航空航天、船舶、電器、汽車等各個(gè)工程領(lǐng)域。近年來，我國的ABAQUS用戶也迅速增長(zhǎng)，使得ABAQUS在大量的高科技產(chǎn)品的研發(fā)過程中發(fā)揮了巨大的作用。　　ABAQUS不僅可以做單一部件的力學(xué)和復(fù)雜物理場(chǎng)的分析，而且可以處理多系統(tǒng)的分析，這一特點(diǎn)相對(duì)于其他軟件是獨(dú)一無二的。　　廣大ABAQUS用戶，尤其是初學(xué)者都面臨一個(gè)普遍問題，即如何快速有效地理解和掌握ABAQUS豐富的分析功能和操作方法。因此，一本系統(tǒng)的ABAQUS教材是每個(gè)ABAQUS用戶的必備參考書。　　本書特色　　本書是由從事多年ABAQUS工作和實(shí)踐的一線從業(yè)人員編寫的，在編寫的過程中，不僅注重繪圖技巧的介紹，還重點(diǎn)講解了ABAQUS和工程實(shí)際的關(guān)系。本書主要有以下幾個(gè)特色?！　”緯曰A(chǔ)和實(shí)例詳解并重，既是ABAQUS初學(xué)者的學(xué)習(xí)教材，也可以作為對(duì)ABAQUS有一定基礎(chǔ)的用戶制定工程問題分析方案、精通高級(jí)前后處理與求解技術(shù)的參考書?！　?nèi)容編排上注意難易結(jié)合，每一章首先給出一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例，使讀者一目了然地了解該類問題的特點(diǎn)和分析方法，然后給出一個(gè)或者多個(gè)復(fù)雜實(shí)例，幫助讀者掌握相關(guān)的高級(jí)技巧?！　”緯鴥?nèi)容全面，在編寫過程中遵循的原則：在詳細(xì)講解基本的知識(shí)外，還介紹ABAQUS在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用。所以，本書在案例部分設(shè)置了金屬板的成型分析、軸對(duì)稱容器的結(jié)構(gòu)分析、汽車剎車盤的熱應(yīng)力分析、桁架結(jié)構(gòu)、彈塑性結(jié)構(gòu)分析、風(fēng)扇結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)等，幾乎包含了機(jī)械分析的所有內(nèi)容，讓讀者在掌握基本操作技巧的同時(shí)，也對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)有一個(gè)大致的了解，這是我們要達(dá)到的目標(biāo)?！　”緯鴪D文并茂，幫助讀者快速入門。本書詳細(xì)介紹了ABAQUS各個(gè)功能模塊的常用設(shè)置和使用技巧，幫助讀者全面了解ABAQUS有限元軟件。詳細(xì)介紹了每個(gè)工程實(shí)例的操作步驟，讀者可以很輕松地按照書中的提示，一步步地完成軟件操作。用醒目的提示指出了讀者容易遇到的困擾和錯(cuò)誤操作。給出了每個(gè)案例的INP文件（inputfile），并對(duì)其中的重要部分給出了注釋?！　≈攸c(diǎn)內(nèi)容　　本書主要分為兩個(gè)部分：ABAQUS基礎(chǔ)和案例講解部分，其中，基礎(chǔ)知識(shí)包括第1～5章，案例部分包括第6～15章。　　第1章本章介紹了ABAQUS的分析模塊、使用環(huán)境、文件系統(tǒng)和幫助文檔等。　　第2章本章介紹了ABAQUS的前處理模塊，包括Part模塊、Sketch模塊、Property模塊、Assembly模塊、Step模塊和Load模塊的功能和常用設(shè)置?！　〉?章本章介紹了ABAQUS中的相互作用模塊，通過學(xué)習(xí)本章可以為接觸等涉及定義結(jié)構(gòu)間相互作用的問題打下基礎(chǔ)。　　第4章本章主要介紹了ABAQUS中劃分網(wǎng)格的操作和設(shè)置。　　第5章本章介紹了ABAQUS的分析和后處理功能，介紹了進(jìn)行提交、監(jiān)視和中止任務(wù)，以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析的常用操作?！　〉?章本章主要包括結(jié)構(gòu)靜力學(xué)的分析，首先給出了桁架結(jié)構(gòu)的案例分析，然后介紹了軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的分析步驟?！　〉?章本章主要包括接觸問題和過盈裝配的受力分析等?！　〉?章本章首先介紹了彈塑性材料的結(jié)構(gòu)受載分析，包括彈塑性梁結(jié)構(gòu)承彎、彈塑性材料壓縮問題，然后介紹了橡膠類材料結(jié)構(gòu)的接觸分析?！　〉?章本章詳細(xì)地介紹了結(jié)構(gòu)的模態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，以及結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析的操作方法和步驟?！　〉?0章本章首先介紹了熱應(yīng)力分析的有限元基礎(chǔ)，然后詳細(xì)給出了帶孔板的熱載荷分析和剎車盤的熱—力耦合分析操作?！　〉?1章本章首先介紹了多體系統(tǒng)分析、ABAQUS的連接單元和連接屬性，然后給出了風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn)和雙萬向聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)的模擬分析?！　〉?2章本章首先介紹了ABAQUS/Explicit適用的問題類型和顯式動(dòng)力學(xué)的有限元方法，然后介紹了ABAQUS/Explicit進(jìn)行棒中的應(yīng)力波的傳播和水下爆炸沖擊的響應(yīng)分析?！　〉?3章本章首先介紹了分析過程的基本知識(shí)，然后詳細(xì)給出了ABAQUS進(jìn)行管道系統(tǒng)的振動(dòng)分析和金屬板成型模擬分析的操作?！　〉?4章本章主要介紹了用戶子程序的基本知識(shí)和常用的用戶子程序接口，以及了解使用用戶子程序進(jìn)行分析的操作?！　〉?5章本章首先介紹了工程鉸接結(jié)構(gòu)的分析模擬，然后詳細(xì)介紹了鈑金成型過程模擬分析?！　”緯戒浗o出了ABAQUS在分析過程中常常遇到的錯(cuò)誤和警告，以及常用的解決方法。隨書光盤包括了本書重要案例的視頻講解及模型和INP文件，讀者可以充分應(yīng)用這些資源提高學(xué)習(xí)效率?！　”緯髡摺　”緯饕蓮埥ㄈA、丁磊編著，另外，程雅靖、王萃、邢俊麗、國大鵬、徐軍海、王振霞、聞建光、王燁、劉圣佳、周曉飛、雷耀宏、劉一鳴、丁金濱等參與了部分章節(jié)的編寫工作。雖然作者在本書的編寫過程中力求敘述準(zhǔn)確、完善，但由于水平有限，書中欠妥之處在所難免，希望讀者和同仁能夠及時(shí)指出，共同促進(jìn)本書質(zhì)量的提高。　　技術(shù)支持　　讀者在學(xué)習(xí)過程中遇到難以解答的問題，可以到為本書專門提供技術(shù)支持的“中國CAX聯(lián)盟”網(wǎng)站求助或直接發(fā)郵件到編著者郵箱，編著者會(huì)盡快給予解答。另外，該網(wǎng)站還提供了其他一些相關(guān)學(xué)習(xí)資料，讀者可以到相關(guān)欄目下載?！　【幹?/pre>


內(nèi)容概要
　　《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》全面系統(tǒng)地介紹了ABAQUS
6。10的使用，介紹了ABAQUS在線性靜力分析、接觸分析、材料非線性分析、熱應(yīng)力分析、多體分析、頻率提取分析、模態(tài)動(dòng)態(tài)分析、顯式動(dòng)力學(xué)分析、多步驟分析、用戶子程序中的使用，以及復(fù)雜實(shí)例的建模、分析和后處理技巧。
　　《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》內(nèi)容從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，側(cè)重于ABAQUS的實(shí)際操作和工程問題的解決，針對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解，并輔以相應(yīng)的實(shí)例，使讀者能夠快速、熟練、深入地掌握ABAQUS的相應(yīng)功能。每個(gè)實(shí)例都以圖文并茂的形式詳細(xì)介紹ABAQUS/CAE的操作流程，并對(duì)INP文件進(jìn)行細(xì)致的解釋。此外，書中還著重討論了用戶常犯的錯(cuò)誤和經(jīng)常遇到的疑難問題，以及常見的錯(cuò)誤信息和警告信息，并給出了相應(yīng)的解決方法。
　　隨書光盤包含了書中案例所用的源文件、最終效果圖和相關(guān)操作視頻，供讀者在閱讀本書時(shí)進(jìn)行操作練習(xí)和參考。



書籍目錄
第1章 ABAQUS概述
　1.1 ABAQUS簡(jiǎn)介
　1.2 ABAQUS分析模塊
　1.3 ABAQUS使用環(huán)境
　　1.3.1 啟動(dòng)ABAQUS/CAE
　　1.3.2 ABAQUS的主窗口
　　1.3.3 ABAQUS/CAE功能模塊
　1.4 ABAQUS文件系統(tǒng)
　1.5 ABAQUS幫助文檔
　　1.5.1 ABAQUS幫助文檔的內(nèi)容
　　1.5.2 如何使用ABAQUS幫助文檔
　1.6 實(shí)例快速入門
　　1.6.1 問題的描述
　　1.6.2 啟動(dòng)ABAQUS
　　1.6.3 創(chuàng)建部件
　　1.6.4 創(chuàng)建材料和截面屬性
　　1.6.5 定義裝配件
　　1.6.6 設(shè)置分析步
　　1.6.7 定義邊界條件和載荷
　　1.6.8 劃分網(wǎng)格
　　1.6.9 提交分析作業(yè)
　　1.6.1 0后處理
　　1.6.1 1退出ABAQUS/CAE
　　本章小結(jié)
第2章 前處理模塊
　2.1 部件模塊Part和草圖模塊
　　Sketch
　　2.1.1 ABAQUS中創(chuàng)建部件
　　2.1.2 導(dǎo)入部件
　　2.1.3 模型的修復(fù)與修改
　2.2 特性模塊Property
　　2.2.1 定義材料屬性
　　2.2.2 創(chuàng)建和分配截面特性
　　2.2.3 設(shè)置梁的截面特性和方向
　　2.2.4 Special菜單的功能
　2.3 裝配模塊Assembly
　　2.3.1 創(chuàng)建部件實(shí)體
　　2.3.2 部件實(shí)體的定位
　　2.3.3 合并/剪切部件實(shí)體
　2.4 分析步模塊
　　2.4.1 設(shè)置分析步
　　2.4.2 定義輸出
　　2.4.3 Step模塊的其他功能
　2.5 載荷模塊Load
　　2.5.1 定義載荷
　　2.5.2 定義邊界條件
　　2.5.3 設(shè)置預(yù)定義場(chǎng)
　　2.5.4 定義工況
　　本章小結(jié)
第3章 相互作用定義
　3.1 定義相互作用
　　3.1.1 接觸屬性的定義
　　3.1.2 接觸的定義
　　3.1.3 接觸控制的定義
　　3.1.4 接觸實(shí)例
　3.2 定義約束
　　3.2.1 綁定約束
　　3.2.2 剛體約束
　　3.2.3 耦合約束
　　3.2.4 顯示體約束
　3.3 定義連接器
　　3.3.1 定義連接器的截面特性
　　3.3.2 創(chuàng)建連接器的特征線
　　3.3.3 定義連接單元
　　本章小結(jié)
第4章 劃分網(wǎng)格
　4.1 定義網(wǎng)格密度
　　4.1.1 對(duì)模型進(jìn)行種子的設(shè)置與刪除
　4.2 設(shè)置網(wǎng)格控制
　　4.2.1 選擇單元形狀
　　4.2.2 選擇網(wǎng)格劃分技術(shù)設(shè)置
　4.3 設(shè)置單元類型
　4.4 劃分網(wǎng)格
　4.5 檢查網(wǎng)格
　4.6 提高網(wǎng)格質(zhì)量
　　4.6.1 劃分網(wǎng)格前的參數(shù)設(shè)置
　　4.6.2 編輯幾何模型
　　4.6.3 編輯網(wǎng)格模型
　　本章小結(jié)
第5章 分析和后處理
　5.1 分析作業(yè)模塊Job
　　5.1.1 創(chuàng)建和管理分析作業(yè)
　　5.1.2 創(chuàng)建和管理網(wǎng)格自適應(yīng)過程
　5.2 可視化模塊Visualization
　　5.2.1 顯示無變形圖和變形圖
　　5.2.2 顯示云圖
　　5.2.3 顯示矢量/張量符號(hào)圖和材料方向圖
　　5.2.4 顯示剖面圖
　　5.2.5 顯示X-Y圖表
　　5.2.6 輸出數(shù)據(jù)表格
　　5.2.7 顯示動(dòng)畫
　　本章小結(jié)
第6章 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
　6.1 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析簡(jiǎn)介
　　6.1.1 靜力學(xué)分析的特點(diǎn)
　　6.1.2 靜力學(xué)分析的步驟
　6.2 桁架結(jié)構(gòu)靜力分析
　　6.2.1 問題的描述
　　6.2.2 問題的分析
　　6.2.3 INP文件
　6.3 軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)靜力分析
　　6.3.1 軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
　　6.3.2 對(duì)稱結(jié)構(gòu)分析要素
　　6.3.3 壓力容器應(yīng)力分析實(shí)例
　6.4 彈性體的五個(gè)基本假設(shè)
　6.5 如何書寫INP文件
　　6.5.1 輸入文件的組成和結(jié)構(gòu)
　　6.5.2 書寫input文件的語法和規(guī)則
　　6.5.3 從外存儲(chǔ)器中引入模型或者歷史數(shù)據(jù)
　　6.5.4 舉例
　　6.5.5 文件的執(zhí)行
　　6.5.6 文件的類型介紹和常用指令
　　本章小結(jié)
第7章 接觸問題分析及實(shí)例詳解
　7.1 非線性問題分類
　7.2 圓壓頭與平板的接觸分析
　　7.2.1 問題的描述
　　7.2.2 創(chuàng)建部件
　　7.2.3 創(chuàng)建材料和截面屬性
　　7.2.4 定義裝配件
　　7.2.5 劃分網(wǎng)格
　　7.2.6 設(shè)置分析步
　　7.2.7 定義接觸
　　7.2.8 定義邊界條件和載荷
　　7.2.9 提交分析作業(yè)
　　7.2.1 0后處理
　　7.2.1 1INP文件
　7.3 接觸分析中需要注意的問題
　　7.3.1 ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit中的接觸分析
　　7.3.2 定義接觸對(duì)
　　7.3.3 有限滑移和小滑移
　　7.3.4 定義接觸屬性
　　7.3.5 設(shè)定接觸面之間的距離或過盈量
　　7.3.6 將接觸信息輸出至DAT文件
　　7.3.7 迭代過程和MSG文件中的信息
　　7.3.8 解決接觸分析中的收斂問題
　7.4 過盈裝配過程模擬
　　7.4.1 問題的描述
　　7.4.2 問題的分析
　　7.4.3 繪制平面圖
　　7.4.4 創(chuàng)建部件
　　7.4.5 創(chuàng)建材料和截面屬性
　　7.4.6 定義裝配件
　　7.4.7 劃分網(wǎng)格
　　7.4.8 設(shè)量分析步
　　7.4.9 定義接觸
　　7.4.1 0定義邊界條件
　　7.4.1 1提交分析作業(yè)
　　7.4.1 2后處理
　　7.4.1 3INP文件
　　本章小結(jié)
第8章 材料非線性分析
　8.1 材料非線性分析中的常見問題
　　8.1.1 塑性
　　8.1.2 超彈性
　　8.1.3 黏彈性
　8.2 矩形截面簡(jiǎn)支梁的彈塑性分析
　　8.2.1 問題的描述
　　8.2.2 問題分析和求解
　　8.2.3 INP文件
　8.3 單向壓縮試驗(yàn)過程模擬
　　8.3.1 問題的描述
　　8.3.2 問題分析和求解
　　8.3.3 INP文件
　8.4 橡膠墊圈的受壓分析
　　8.4.1 問題的描述
　　8.4.2 問題分析和求解
　　8.4.3 INP文件
　　本章小結(jié)
第9章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
　9.1 動(dòng)力學(xué)分析簡(jiǎn)介
　　9.1.1 動(dòng)力學(xué)有限元法的基本原理
　　9.1.2 動(dòng)力學(xué)分析的類型
　9.2 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
　　9.2.1 進(jìn)行模態(tài)分析的功能
　　9.2.2 模態(tài)分析的步驟
　　9.2.3 固定機(jī)床的振動(dòng)模態(tài)分析
　9.3 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
　　9.3.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析的原理
　　9.3.2 鋼球?qū)︿摪宓那謴啬M分析
　　本章小結(jié)
第10章 熱應(yīng)力分析
　10.1 熱應(yīng)力分析簡(jiǎn)介
　　10.1.1 熱應(yīng)力分析的基本原理
　　10.1.2 熱應(yīng)力分析中的主要問題
　10.2 帶孔平板的熱應(yīng)力分析
　　10.2.1 問題的描述
　　10.2.2 問題分析和求解
　　10.2.3 INP文件
　10.3 剎車盤熱應(yīng)力分析
　　10.3.1 問題的描述
　　10.3.2 問題分析和求解
　　10.3.3 INP文件
　　本章小結(jié)
第11章 多體系統(tǒng)分析
　11.1 ABAQUS多體系統(tǒng)分析簡(jiǎn)介
　11.2 ABAQUS的連接單元和連接屬性
　　11.2.1 連接單元邊界條件和載荷
　　11.2.2 連接單元行為
　　11.2.3 ABAQU
　　……


章節(jié)摘錄
版權(quán)頁：   插圖：   2.ABAQUS／CAE ABAQUS／CAE（Complete ABAQUS Environment）是ABAQIJS的交互式圖形環(huán)境。它可以便捷地生成或者輸入分析模型的幾何形狀，為部件定義材料特性、邊界條件、載荷等模型參數(shù)。 ABAQUS／CAE具有強(qiáng)大的幾何體劃分網(wǎng)格的功能，可以檢測(cè)所形成的分析模型，并在模型生成后提交、監(jiān)視和控制分析作業(yè)，最后通過Visualization可視化模塊顯示得到的結(jié)果。 ABAQUS／CAE是目前為止唯一采用“特征”（feature-based）參數(shù)化建模方法的有限元前處理程序。用戶可通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣等方法來創(chuàng)建參數(shù)化幾何體，也可以導(dǎo)入各種通用CAD系統(tǒng)建立的幾何體，并運(yùn)用參數(shù)化建模方法對(duì)模型進(jìn)行編輯。 在ABAQUS／CAE中，用戶能夠方便地根據(jù)個(gè)人的需求設(shè)置ABAQUS／Standard或ABAQUS／Explicit對(duì)應(yīng)的材料模型和單元類型，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分。對(duì)部件間的接觸、耦合、綁定等相互作用，ABAQUS也能夠方便地定義。 3.ABAQUS／Explicit ABAQUS／Explicit為顯式分析求解器，適用于模擬短暫、瞬時(shí)的動(dòng)態(tài)事件，以及求解沖擊和其他高度不連續(xù)問題；此外，它對(duì)處理改變接觸條件的高度非線性問題也非常有效，能夠自動(dòng)找出模型中各部件之間的接觸對(duì)，高效地模擬部件之間的復(fù)雜接觸，如模擬成型問題。它的求解方法是在短時(shí)間域內(nèi)以很小的時(shí)間增量步向前推出結(jié)果，而無須在每個(gè)增量步求解耦合的方程系統(tǒng)和生成總剛。 ABAQUS／Explicit擁有廣泛的單元類型和材料模型，但是它的單元庫是ABAQUS／Standard單元庫的子集。它提供的基于域分解的并行計(jì)算僅可進(jìn)行一般過程分析。此外，需要注意的是，ABAQUS／Explicit不但支持應(yīng)力／位移分析，而且支持耦合的瞬態(tài)溫度／位移分析、聲-固耦合的分析。 可見，ABAQUS／Explicit和ABAQUS／Standard具有各自的適用范圍，它們互相配合使得ABAQUS功能更加靈活和強(qiáng)大。有些工程問題需要二者的結(jié)合使用，以一種求解器開始分析，分析結(jié)束后將結(jié)果作為初始條件交與另一種求解器繼續(xù)進(jìn)行分析，從而結(jié)合顯式和隱式求解技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。




編輯推薦
《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》是由從事多年ABAQUS工作和實(shí)踐的一線從業(yè)人員編寫的，在編寫的過程中，不僅注重繪圖技巧的介紹，還重點(diǎn)講解了ABAQUS和工程實(shí)際的關(guān)系?！禔BAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》主要有以下幾個(gè)特色?！禔BAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》以基礎(chǔ)和實(shí)例詳解并重，既是ABAOUS初學(xué)者的學(xué)習(xí)教材，也可以作為對(duì)ABAQus有一定基礎(chǔ)的用戶制定工程問題分析方案、精通高級(jí)前后處理與求解技術(shù)的參考書。





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