ABAQUS有限元分析常见问题解答

ABAQUS亚太区总经理简光析博士倾情作序。

解答ABAQUS使用过程中经常出现的疑难问题，突破重要的知识点，介绍关键的建模分析技巧。

以问答的形式，展现给读者分析问题、查找错误原因、尝试解决办法的具体过程，教会读者如何举一反三，帮助读者自己解决问题的能力。

参考了SIMWE仿真科技论坛ABAQUS版中的大量提问帖，使得本书内容更具针对性，更能反映ABAQUS用户*常见的问题。

内容从实际应用出发，文字通俗易懂，深入浅出，读者不需要具备很深的理论知识，即可轻松地掌握ABAQUS的分析技巧。

随书光盘给出了重要实例的CAE模型文件、INP文件和ODB文件，以方便读者学习。

《ABAQUS有限元分析常见问题与解答》以问答的形式，详细介绍了使用ABAQUS建模分析过程中的各种常见问题，并以实例的形式教给读者如何分析问题、查找错误原因和尝试解决办法，帮助读者提高解决问题的能力。

《ABAQUS有限元分析常见问题与解答》分为两篇：第1篇为基础篇，依次介绍ABAQUS/CAE各个功能模块中的常见问题及解决方法；第2篇为提高篇，介绍了几何非线性分析、接触分析和弹塑性分析等复杂问题的分析技巧，在一些典型实例中同时给出了错误的模型文件和正确的模型文件，帮助读者学习查找错误和修改模型的方法。书中内容从实际应用出发，文字通俗易懂，深入浅出，读者不需要具备很深的理论知识，即可轻松地掌握ABAQUS的分析技巧。

序言

前言

致谢

第0章

导言：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索

0.1数值仿真在产品研发中的作用

0.2工程实际中的有限元分析

0.3Abaqus 软件的学习方法

0.4查找解决模型问题的基本方法

0.5心愿

第1篇基础篇

第1章

Abaqus基础知识常见问题解答与实用技巧

1.1Abaqus的基本约定

1.1.1自由度的定义

1.1.2选取合适的单位制

1.1.3Abaqus中的时间

1.1.4Abaqus中的重要物理常数

1.1.5Abaqus中的坐标系

1.2Abaqus中的文件类型及功能

1.3Abaqus的帮助文件

1.3.1在帮助文件中查找信息

1.3.2Abaqus/CAE中的帮助功能

1.4更改工作路径

1.5Abaqus的常用DOS命令

1.6设置Abaqus的环境文件

1.7影响分析时间的因素

1.8本章小结

第2章

Abaqus/CAE操作界面常见问题解答与实用技巧

2.1Abaqus/CAE操作界面

2.2选取对象的方法

2.3Tools菜单的常用工具

2.3.1参考点

2.3.2表面

2.3.3集合

2.3.4基准

2.3.5定制界面

2.4Plugins菜单的功能

2.5本章小结

有限元分析常见问题解答与实用技巧

目录

第3章

Part功能模块常见问题解答与实用技巧

3.1创建、导入和编辑部件

3.1.1创建部件

3.1.2导入和导出几何模型

3.1.3编辑几何部件

3.2特征之间的相互关系

3.3刚体和显示体

3.3.1刚体部件的定义

3.3.2刚体部件、刚体约束和显示体约束

3.4建模实例

3.5经验总结

3.6本章小结

第4章

Property功能模块常见问题解答与实用技巧

4.1定义材料特性参数

4.2定义超弹性材料

4.3定义梁截面形状、截面属性和横截面方位

4.3.1定义梁截面形状

4.3.2定义截面属性

4.3.3定义梁横截面方位

4.4本章小结

第5章

Assembly功能模块常见问题解答与实用技巧

5.1基本概念

5.1.1模型、装配件、部件实例与部件

5.1.2部件实例与部件的区别与联系

5.1.3非独立部件实例与独立部件实例的区别与联系

5.2部件实例的定位方法

5.2.1几种定位约束的区别

5.2.2Instance菜单与Constraint菜单的区别

5.2.3将定位约束转换为绝对位置

5.2.4不同功能模块中的约束

5.3对多个部件实例进行布尔操作

5.4查询质量特性

5.5建模思路

5.6本章小结

第6章

Step功能模块常见问题解答与实用技巧

6.1四组重要概念

6.1.1初始分析步与后续分析步

6.1.2通用分析步与线性摄动分析步

6.1.3分析步、增量步与迭代

6.1.4场变量输出与历程变量输出

6.2四个特殊设置

6.2.1几何非线性开关

6.2.2自适应技术

6.2.3监控自由度

6.2.4诊断信息输出

6.3分析步替换

6.4实用技巧

6.5本章小结

第7章

Interaction功能模块常见问题解答与实用技巧

7.1定义约束

7.1.1绑定接触与绑定约束

7.1.2运动耦合约束和分布耦合约束

7.1.3耦合约束和方程约束

7.1.4焊接和铰接

7.2接触和约束的自动探测

7.3弹簧、点质量和转动惯量

7.4本章小结

第8章

Load功能模块常见问题解答与实用技巧

8.1定义荷载

8.1.1定义集中荷载和弯矩荷载

8.1.2定义线荷载

8.1.3定义面荷载与压力荷载

8.1.4定义重力荷载与体荷载

8.2定义边界条件

8.3指定预定义场

8.3.1指定速度和角速度预定义场

8.3.2平衡初始地应力

8.4定义幅值曲线

8.4.1默认的线性过渡幅值曲线

8.4.2表格型幅值曲线

8.4.3等间距型幅值曲线

8.4.4周期型幅值曲线

8.5本章小结

第9章

Mesh功能模块常见问题解答与实用技巧

9.1单元类型

9.1.1单元类型的表示方法

9.1.2完全积分与减缩积分单元

9.1.3非协调单元

9.1.4杂交单元

9.2沙漏模式、剪切闭锁和体积闭锁

9.2.1沙漏模式

9.2.2剪切闭锁和体积闭锁

9.3选取单元类型

9.4划分网格

9.4.1网格划分技术

9.4.2网格种子工具

9.4.3网格划分失败的原因和解决方法

9.4.4网格编辑工具

9.5虚拟拓扑

9.5.1虚拟拓扑的基本概念

9.5.2虚拟拓扑工具和几何编辑工具

9.6单元网格的常见错误信息和警告信息

9.6.1网格质量问题

9.6.2调整从面节点坐标造成的单元异常

9.6.3节点编号顺序错误

9.6.4单元扭曲错误

9.7本章小结

第10章

Optimization功能模块常见问题解答与实用技巧

10.1基础知识

10.2优化步骤和迭代过程

10.3本章小结

第11章

Job功能模块常见问题解答与实用技巧

11.1监控分析作业

11.2查看分析诊断信息

11.3指定用户子程序

11.4设定数值精度

11.5本章小结

第12章

Visualization功能模块常见问题解答与实用技巧

12.1输出图片和动画

12.1.1输出图片

12.1.2输出动画

12.2显示分析结果

12.2.1变形缩放系数

12.2.2显示局部坐标系下的结果

12.2.3多种图形叠加显示

12.2.4同时显示多个视图

12.2.5显示最大最小值

12.2.6切片显示

12.2.7显示组

12.2.8图例/状态栏/标题栏等的显示与设置

12.3扫掠/拉伸绘图

12.4镜像/阵列绘图

12.5绘制XY图

12.6查看分析结果

12.6.1壳单元的应力结果

12.6.2力的分析结果

12.7创建新的场变量

12.8本章小结

第13章

Sketch功能模块常见问题解答与实用技巧

13.1通过绘制草图创建部件

13.2将AutoCAD图形导入Abaqus/CAE

13.3改变坐标的显示精度

13.4设置草图的整体尺寸

13.5草图中的各种约束

13.6本章小结

第2篇提高篇

第14章

INP文件常见问题解答与实用技巧

14.1INP文件的组成和输入格式

14.1.1INP文件的组成

14.1.2INP文件的输入规则

14.1.3引用外部文件的方法

14.2将INP文件导入Abaqus/CAE

14.3将INP文件提交分析

14.4在INP文件中定义输出

14.4.1将分析结果输出到DAT文件

14.4.2将分析结果输出到ODB文件

14.4.3将分析结果输出到FIL文件和SEL文件

14.4.4输出单元刚度矩阵和质量矩阵

14.5在Abaqus/CAE中生成INP文件

14.5.1生成INP文件时的关键词冲突

14.5.2生成不包含部件和装配件的INP文件

14.6实用技巧

14.7本章小结

第15章

多步骤分析常见问题解答与实用技巧

15.1重启动分析

15.1.1重启动分析的使用场合

15.1.2利用INP文件实现重启动分析

15.1.3在Abaqus/CAE中设置重启动数据的输出请求

15.1.4在Abaqus/CAE中运行重启动分析的方法

15.1.5在Abaqus/CAE中运行重启动分析的实例

15.1.6合并基础模型和重启动模型的ODB文件

15.2在分析过程之间传递数据

15.2.1在分析过程之间传递数据的优点

15.2.2在分析过程之间传递数据

15.2.3数据传递的注意问题

15.2.4数据传递与重启动分析的比较

15.3多个分析步之间的关系

15.4本章小结

第16章

非线性分析常见问题解答与实用技巧

16.1线性分析与非线性分析

16.2Abaqus/Standard与Abaqus/Explicit的比较

16.3Abaqus/Standard的非线性分析

16.4Abaqus/Explicit的非线性分析

16.4.1Abaqus/Explicit求解非线性问题的方法

16.4.2Abaqus/Explicit分析的增量步长

16.4.3Abaqus/Explicit分析中的阻尼

16.4.4Abaqus/Explicit分析中的边界条件和荷载

16.4.5金属塑性成形和准静态分析

16.4.6Abaqus/Explicit分析的应力结果

16.5本章小结

第17章

接触分析常见问题解答与实用技巧

17.1接触分析的基本概念

17.1.1点对面离散与面对面离散

17.1.2有限滑动和小滑动

17.1.3输出接触力

17.1.4Abaqus/Standard与Abaqus/Explicit的接触分析

17.1.5严重不连续迭代与平衡迭代

17.2Abaqus/Standard接触分析中的警告信息

17.2.1数值奇异

17.2.2零主元

17.2.3过约束

17.2.4负特征值

17.3Abaqus/Standard接触分析综合实例

17.3.1接触分析综合实例1

17.3.2接触分析综合实例2

17.4本章小结

第18章

弹塑性分析常见问题解答与实用技巧

18.1弹塑性基础知识

18.2定义材料的塑性参数

18.2.1根据试验数据计算应力和应变

18.2.2输入材料的塑性数据

18.2.3材料的失效和破坏

18.2.4将塑性材料数据绘制为XY图

18.3弹塑性分析的网格和单元

18.4弹塑性分析不收敛时的解决方法

18.5弹塑性分析的后处理

18.6本章小结

第19章

Abaqus中的Python脚本接口常见问题解答与实用技巧

19.1Python语言编程基础

19.2Abaqus的Python脚本接口

19.2.1简介

19.2.2与Abaqus脚本接口相关的文件

19.2.3运行Python脚本的方法

19.2.4Abaqus的Python二次开发优势

19.3快速开发脚本的方法

19.3.1录制宏

19.3.2借助于abaqus.rpy文件

19.4插件

19.5开发案例

19.5.1自动建立几何模型

19.5.2创建材料库

19.5.3批量提交分析作业

19.6学习经验

19.7本章小结

第20章

错误信息与警告信息的处理

20.1MSG文件中的错误信息与警告信息

20.1.1数值奇异

20.1.2零主元和过约束

20.1.3负特征值

20.1.4过多次迭代尝试

20.1.5局部塑性变形过大

20.1.6接触的过盈量太大

20.1.7MSG文件中的正常提示信息

20.2DAT文件中的错误信息与警告信息

20.2.1未注明实例名称

20.2.2文件中包含空行

20.2.3关键词前遗漏星号

20.2.4关键词拼写错误

20.2.5关键词的参数错误

20.2.6数据行中的数据错误

20.2.7标点符号错误

20.2.8关键词位置错误

20.2.9没有为单元赋予截面属性

20.2.10过约束

20.2.11材料的塑性数据格式错误

20.2.12DAT文件中的正常提示信息

20.3LOG文件中的错误信息与警告信息

20.3.1错误代码

20.3.2分析过程中的临时文件

20.4Abaqus/CAE中的错误信息与警告信息

20.4.1不能为非独立部件实例设置网格参数

20.4.2数据无法释放

20.4.3Abaqus版本

20.5本章小结

附录

附录AAbaqus青岛培训中心简介

附录BAbaqus青岛培训中心培训课程简介

参考文献

收 2100433B

本书以问答及实用技巧总结的形式，详细介绍了使用Abaqus软件进行有限元分析过程中的各种常见问题，并以实例的形式教读者如何分析问题，查找错误产生的原因并尝试解决办法，帮助读者提高解决问题的能力。 本书分为两篇：第1篇为基础篇，依次介绍了Abaqus/CAE各个功能模块中的常见问题、解决方法、注意事项和实用分析技巧；第2篇为提高篇，介绍了INP文件、多步骤分析、非线性分析、接触分析、弹塑性分析、Abaqus中的Python脚本接口等复杂模型的常见问题、解决方法和实用分析技巧，在一些典型实例中同时给出了错误和正确的模型文件，教给读者查找错误和修改模型的方法，并给出了复杂模型分析的注意事项和经验总结。 书中内容从实际应用出发，文字通俗易懂，深入浅出，读者不需要具备很深的理论知识，即可轻松地掌握使用Abaqus软件进行有限元分析的技巧。 本书主要面向Abaqus软件的初级和中级用户，对于高级用户也有一定的参考价值。

ABAQUS是国际上比较流行的、被誉为功能最强大的有限元分析软件之一，特别是在非线性分析领域，它可以分析复杂的工程力学问题，具有驾驭庞大求解规模的能力。__eol__ 本书以ABAQUS 6.14最新版本为讲解对象，由浅入深地讲解ABAQUS仿真计算的各种功能。全书共分为两部分18章，其中基础部分包括ABAQUS的基本操作、前处理、网格划分、相互作用定义、分析及后处理等内容，实例分析部分包括结构静力学、接触问题、材料非线性、结构动力学、热应力、多体系统、显式非线性、多步骤分析、用户子程序、复杂工程分析等内容。__eol__ 本书每个实例都以图文并茂的形式详细介绍ABAQUS/CAE的操作流程，并对INP文件进行细致的解释。此外，书中还着重讨论了用户常犯的错误和经常遇到的疑难问题，以及常见的错误信息和警告信息，并给出了相应的解决方法。