ABAQUS 6.14超級學習手冊

齐威，研究生学历，从事有限元分析工作近十年，拥有丰富的工程设计和分析经验，精通结构分析、振动分析、多体动力学分析、耦合场分析等，熟练掌握ANSYS、ABAQUS、UG、Pro/E等工程设计分析软件。

第 1章 ABAQUS概述 1

1.1 ABAQUS簡介 1

1.2 ABAQUS分析模塊 2

1.3 ABAQUS使用環境 6

1.3.1 啟動ABAQUS/CAE 6

1.3.2 ABAQUS的主窗口 7

1.3.3 ABAQUS的單位一致性 8

1.3.4 ABAQUS/CAE模型樹 9

1.3.5 ABAQUS/CAE 功能模塊 9

1.4 ABAQUS文件系統 11

1.5 ABAQUS幫助文檔 13

1.5.1 ABAQUS幫助文檔的內容 13

1.5.2 如何使用ABAQUS

幫助文檔 14

1.6 實例快速入門 16

1.6.1 問題的描述 16

1.6.2 啟動ABAQUS 16

1.6.3 創建部件 16

1.6.4 創建材料和截面屬性 20

1.6.5 定義裝配件 22

1.6.6 設置分析步 22

1.6.7 定義邊界條件和載荷 23

1.6.8 劃分網格 25

1.6.9 提交分析作業 26

1.6.10 後處理 27

1.6.11 退出ABAQUS/CAE 29

本章小結 29

第 2章 幾何模型建立 31

2.1 部件模塊（Part）和草圖模塊

（Sketch） 31

2.1.1 ABAQUS中創建部件 31

2.1.2 導入部件 34

2.1.3 模型的修復與修改 35

2.2 特性模塊（Property） 37

2.2.1 定義材料屬性 38

2.2.2 創建和分配截面特性 40

2.2.3 設置梁的截面特性和方向 41

2.2.4 Special菜單的功能 42

2.3 裝配模塊（Assembly） 43

2.3.1 創建部件實體 44

2.3.2 部件實體的定位 46

2.3.3 合並/剪切部件實體 48

本章小結 50

第3章 定義分析步和載荷邊界條件 51

3.1 分析步模塊 51

3.1.1 設置分析步 52

3.1.2 定義輸出 59

3.1.3 Step模塊的其他功能 62

3.2 載荷模塊（Load） 63

3.2.1 定義載荷 64

3.2.2 定義邊界條件 69

3.2.3 設置預定義場 72

3.2.4 定義工況 73

本章小結 74

第4章 相互作用定義 75

4.1 定義相互作用 75

4.1.1 接觸屬性的定義 76

4.1.2 接觸的定義 80

4.1.3 接觸控制的定義 86

4.1.4 接觸實例 86

4.2 定義約束 88

4.2.1 綁定約束 89

4.2.2 剛體約束 90

4.2.3 耦合約束 91

4.2.4 顯示體約束 93

4.3 定義連接器 94

4.3.1 定義連接器的截面特性 94

4.3.2 創建連接器的特徵線 98

4.3.3 定義連接單元 99

本章小結 100

第5章 劃分網格 101

5.1 定義網格密度 101

5.2 設置網格控制 107

5.2.1 選擇單元形狀 108

5.2.2 選擇網格劃分技術設置 109

5.3 設置單元類型 114

5.4 劃分網格 117

5.5 檢查網格 120

5.6 提高網格質量 122

5.6.1 劃分網格前的參數設置 122

5.6.2 編輯幾何模型 123

5.6.3 編輯網格模型 126

本章小結 129

第6章 分析和後處理 130

6.1 分析作業模塊（Job） 130

6.1.1 創建和管理分析作業 132

6.1.2 創建和管理網格自適應

過程 135

6.2 可視化模塊（Visualization） 137

6.2.1 顯示無變形圖和變形圖 138

6.2.2 顯示雲圖 143

6.2.3 顯示矢量/張量符號圖和

材料方向圖 150

6.2.4 顯示剖面圖 153

6.2.5 顯示X-Y圖表 154

6.2.6 輸出數據表格 162

6.2.7 顯示動畫 164

本章小結 167

第7章 結構靜力學分析 168

7.1 結構靜力學分析簡介 168

7.1.1 靜力學分析的特點 168

7.1.2 靜力學分析的步驟 169

7.2 桁架結構靜力分析 169

7.2.1 問題的描述 169

7.2.2 問題的求解 170

7.2.3 INP文件 176

7.3 平板結構靜力分析 176

7.3.1 問題的描述 176

7.3.2 問題的分析 177

7.3.3 ABAQUS/CAE求解過程 177

7.3.4 INP文件 186

7.4 軸對稱結構靜力分析 186

7.4.1 軸對稱結構的特點 186

7.4.2 軸對稱結構分析要素 186

7.4.3 軸承端蓋應力分析實例 187

7.5 彈性體的五個基本假設 197

7.6 如何書寫INP文件 197

7.6.1 輸入文件的組成和結構 197

7.6.2 書寫INPUT文件的語法

和規則 199

7.6.3 從外存儲器中引入模型或者

歷史數據 200

7.6.4 舉例 201

7.6.5 文件的執行 205

7.6.6 文件的類型介紹和常用

指令 206

本章小結 210

第8章 接觸問題分析 211

8.1 非線性問題分類 211

8.2 套筒與軸肩的接觸分析 212

8.2.1 問題的描述 212

8.2.2 創建部件 213

8.2.3 創建材料和截面屬性 215

8.2.4 定義裝配件 216

8.2.5 劃分網格 216

8.2.6 設置分析步 217

8.2.7 定義接觸 218

8.2.8 定義邊界條件和載荷 220

8.2.9 提交分析作業 223

8.2.10 後處理 224

8.2.11 INP文件 226

8.3 接觸分析中需要註意的問題 226

8.3.1 ABAQUS/Standard、ABAQUS/

Explicit中的接觸分析 226

8.3.2 定義接觸對 227

8.3.3 有限滑移和小滑移 227

8.3.4 定義接觸屬性 228

8.3.5 設定接觸面之間的距離或

過盈量 229

8.3.6 將接觸信息輸出到DAT

文件 230

8.3.7 迭代過程和MSG文件中的

信息 231

8.3.8 解決接觸分析中的收斂

問題 234

8.4 鎖扣鎖緊過程模擬 238

8.4.1 問題的描述 238

8.4.2 問題的求解 239

8.4.3 INP文件 256

本章小結 256

第9章 材料非線性分析 258

9.1 材料非線性分析中的常見

問題 258

9.1.1 塑性 258

9.1.2 超彈性 261

9.1.3 黏彈性 261

9.2 半圓形殼體的彈塑性分析 262

9.2.1 問題的描述 262

9.2.2 問題的求解 262

9.2.3 INP文件 269

9.3 捲輪受壓試驗過程模擬 269

9.3.1 問題的描述 269

9.3.2 問題的求解 270

9.3.3 INP文件 280

9.4 橡膠墊圈的受壓分析 280

9.4.1 問題的描述 280

9.4.2 問題的求解 282

9.4.3 INP文件 293

本章小結 294

第 10章 結構動力學分析 295

10.1 動力學分析簡介 295

10.1.1 動力學有限元法的

基本原理 295

10.1.2 動力學分析的類型 297

10.2 結構模態分析 298

10.2.1 進行模態分析的功能 298

10.2.2 模態分析的步驟 298

10.2.3 固定龍門架的振動模態

分析 299

10.3 瞬態動力學分析 310

10.3.1 瞬態動力學分析的原理 310

10.3.2 鋼球對鋼板的侵徹模擬

分析 311

本章小結 324

第 11章 熱應力分析 326

11.1 熱應力分析簡介 326

11.1.1 熱應力分析的基本原理 327

11.1.2 熱應力分析中的主要問題 328

11.2 圓筒杯的熱應力分析 329

11.2.1 問題的描述 329

11.2.2 問題的求解 330

11.2.3 INP文件 338

11.3 滑軌滑塊熱應力分析 338

11.3.1 問題的描述 338

11.3.2 問題的求解 339

11.3.3 INP文件 360

本章小結 360

第 12章 多體系統分析 361

12.1 ABAQUS多體系統分析簡介 361

12.2 ABAQUS的連接單元和連接

屬性 362

12.2.1 連接單元邊界條件和載荷 362

12.2.2 連接單元行為 363

12.2.3 ABAQUS的連接屬性 364

12.2.4 基本連接屬性 365

12.2.5 組合連接屬性 368

12.3 圓柱銷在滑槽中的平移滑動

過程模擬 370

12.3.1 問題的描述 370

12.3.2 問題的分析和求解 371

12.3.3 INP文件 392

12.4 多體分析要註意的問題 392

12.4.1 多體分析中的過約束 392

12.4.2 選擇連接屬性和邊界

條件 393

12.5 四桿機構分析 393

12.5.1 問題的描述 394

12.5.2 問題的求解 394

12.5.3 INP文件 417

本章小結 417

第 13章 顯式非線性動態分析 418

13.1 ABAQUS/Explicit適用的

問題類型 418

13.2 動力學顯式有限元方法 419

13.2.1 顯式時間積分 419

13.2.2 隱式和顯式的比較 421

13.3 應力波在防爆筒中傳播分析 421

13.3.1 問題的描述 421

13.3.2 問題的分析 422

13.3.3 ABAQUS/CAE求解過程 422

13.3.4 INP文件 441

13.4 水下圓筒在爆炸沖擊下的

響應分析 441

13.4.1 問題的描述 441

13.4.2 問題的求解 441

13.4.3 INP文件 454

本章小結 454

第 14章 多步驟分析 455

14.1 分析過程 455

14.1.1 分析過程的分類 455

14.1.2 一般分析步 456

14.1.3 線性攝動分析 457

14.2 鍋爐的壓力及升溫 460

14.2.1 問題的描述 460

14.2.2 問題的求解 461

14.2.3 重啟動分析 470

14.2.4 創建重啟動分析模型 471

14.3 金屬板成型模擬分析 476

14.3.1 問題的描述 476

14.3.2 問題的求解 477

14.3.3 INP文件 490

本章小結 490

第 15章 用戶子程序 492

15.1 用戶子程序接口簡介 492

15.1.1 用戶子程序的功能和優點 492

15.1.2 在ABAQUS中使用

用戶子程序 493

15.1.3 用戶子程序詳解 493

15.2 ABAQUS用戶子程序 498

15.2.1 ABAQUS/Standard 中的

用戶子程序 498

15.2.2 ABAQUS/Explicit中的

用戶子程序 501

15.3 ABAQUS中調用用戶子程序 502

15.3.1 問題的描述 502

15.3.2 問題的求解 502

15.3.3 INP文件 514

15.3.4 UMAT子程序 514

15.4 單向壓縮試驗有限元模擬 515

15.4.1 問題的描述 515

15.4.2 問題的求解 516

15.4.3 INP文件 522

15.4.4 UMAT的Fortran程序 522

本章小結 528

第 16章 復雜工程分析 529

16.1 工程鉸接結構的分析模擬 529

16.1.1 問題的描述 529

16.1.2 問題的求解 530

16.1.3 INP文件 546

16.2 金屬打字過程模擬分析 546

16.2.1 問題的描述 547

16.2.2 問題的求解 548

16.2.3 INP文件 561

本章小結 561

第 17章 多物理場分析 562

17.1 多物理場分析基礎 562

17.2 多物理場分析過程 563

17.3 熱-電直接耦合穩態分析實例 563

17.3.1 問題的描述 563

17.3.2 問題的求解 564

17.3.3 INP文件 581

17.4 熱-電直接耦合瞬態分析實例 581

17.4.1 另存分析模型 581

17.4.2 修改材料參數 581

17.4.3 修改瞬態分析步 583

17.4.4 修改邊界Amplitude 584

17.4.5 重命名並提交作業 584

17.4.6 後處理 585

本章小結 586

第 18章　優化設計 587

18.1 優化設計基礎 587

18.1.1 優化模塊界面 587

18.1.2 結構優化介紹 588

18.1.3 拓撲優化 588

18.1.4 形狀優化 588

18.1.5 優化術語 588

18.2 優化設計流程 589

18.2.1 優化流程 589

18.2.2 設計響應設置 589

18.2.3 目標函數設置 589

18.2.4 約束設置 590

18.2.5 幾何限制 590

18.3 拓撲優化實例 590

18.3.1 問題的描述 591

18.3.2 問題的分析 591

18.3.3 求解過程 591

18.3.4 INP文件 606

18.4 形狀優化實例 606

18.4.1 問題的描述 606

18.4.2 問題的分析 607

18.4.3 求解過程 607

18.4.4 INP文件 618

本章小結 618

第 19章 模擬加工 620

19.1 機械加工模擬簡介 620

19.2 三角鐵輥壓實例 621

19.2.1 問題的描述 621

19.2.2 問題的求解 622

19.2.3 INP文件 644

19.3 鈑金折彎實例 644

19.3.1 問題的描述 644

19.3.2 問題的求解 645

19.3.3 INP文件 661

本章小結 661

參考文獻 662