ABAQUS 2020有限元分析从入门到精通 CAD/CAM/CAE技术联盟 著 专业科技 文轩网

第1章 ABAQUS 2020概述 1 1.1 ABAQUS总体介绍 2 1.2 ABAQUS的主要模块 2 1.3 ABAQUS的文件类型 4 1.4 ABAQUS使用环境 5 1.4.1 启动ABAQUS/CAE 5 1.4.2 ABAQUS的主窗口 6 1.4.3 ABAQUS/CAE模块 7 1.5 ABAQUS 2020新功能 9 1.6 本章小结 10 第2章 ABAQUS的基本模块和操作方法 11 2.1 ABAQUS分析步骤 12 2.1.1 前处理（ABAQUS/CAE） 12 2.1.2 分析计算（ABAQUS/Standard或 ABAQUS/Explicit） 12 2.1.3 后处理（ABAQUS/Viewer） 12 2.2 ABAQUS/CAE的模块 12 2.3 部件模块和草图模块 13 2.3.1 创建部件 13 2.3.2 部件的外导入 14 2.3.3 问题模型的修复与修改 15 2.4 属性模块 16 2.4.1 材料属性 17 2.4.2 截面特性 18 2.4.3 梁的界面特性 19 2.4.4 特殊设置 20 2.5 装配模块 22 2.5.1 部件实体的创建 22 2.5.2 部件实体的定位 24 2.5.3 合并/切割部件实体 25 2.6 分析步模块 26 2.6.1 设置分析步 26 2.6.2 定义场输出和历史输出 32 2.7 载荷模块 33 2.7.1 载荷的定义 33 2.7.2 边界条件的定义 34 2.7.3 设置预定义场 36 2.7.4 定义载荷工况 37 2.8 相互作用模块 38 2.8.1 相互作用的定义 38 2.8.2 定义约束 40 2.8.3 定义连接器 40 2.9 网格模块 41 2.9.1 定义网格密度 41 2.9.2 设置网格控制 42 2.9.3 设置单元格类型 43 2.9.4 划分网格 44 2.9.5 检查网格 47 2.9.6 提高网格质量 48 2.10 分析作业模块 50 2.10.1 分析作业的创建与管理 50 2.10.2 网格自适应 51 2.11 可视化模块 52 2.11.1 显示无变形图形和变形图形 52 2.11.2 绘制云纹图 53 2.12 本章小结 54 第3章 线性结构静力分析 55 （ 视频讲解：19分钟） 3.1 静力分析介绍 56 3.1.1 结构静力分析简介 56 3.1.2 静力分析的类型 56 3.1.3 静力分析基本步骤 56 3.2 实例—挂钩的线性静力分析 57 3.2.1 实例描述 57 3.2.2 创建部件 58 3.2.3 定义材料属性 58 3.2.4 定义和指派截面属性 59 3.2.5 定义装配 60 3.2.6 设置分析步 60 3.2.7 划分网格 62 3.2.8 定义集合和载荷施加面 64 3.2.9 边界条件和载荷 65 3.2.10 提交分析作业 68 3.2.11 后处理 69 3.3 弹性体的5个基本假设 71 3.4 本章小结 71 第4章 接触分析 72 （ 视频讲解：63分钟） 4.1 ABAQUS接触功能概述 73 4.2 定义接触面 73 4.3 接触面间的相互作用 74 4.3.1 接触面的法向行为 74 4.3.2 表面的滑动 74 4.3.3 摩擦模型 74 4.3.4 其他接触相互作用选项 75 4.3.5 基于表面的约束 75 4.4 在ABAQUS/Standard中定义接触 76 4.4.1 接触相互作用 76 4.4.2 从属和主控表面 76 4.4.3 小滑动与有限滑动 76 4.5 实例—圆盘与平板模型的 接触仿真分析 77 4.5.1 实例描述 77 4.5.2 创建部件 77 4.5.3 定义材料属性 79 4.5.4 定义和指派截面属性 79 4.5.5 定义装配 80 4.5.6 设置分析步 80 4.5.7 划分网格 81 4.5.8 定义接触 83 4.5.9 定义边界条件和载荷 85 4.5.10 提交分析作业 88 4.5.11 后处理 88 4.6 实例—冲模过程仿真分析 90 4.6.1 实例描述 90 4.6.2 创建部件 90 4.6.3 定义材料属性 92 4.6.4 定义和指派截面属性 93 4.6.5 定义装配 94 4.6.6 设置分析步 94 4.6.7 定义接触 96 4.6.8 定义边界条件和载荷 99 4.6.9 划分网格 105 4.6.10 提交分析作业 106 4.6.11 后处理 107 4.7 本章小结 108 第5章 材料非线性分析 109 （ 视频讲解：30分钟） 5.1 材料非线性分析库简介 110 5.1.1 塑性 110 5.1.2 超弹性 111 5.1.3 粘弹性 111 5.2 实例—橡胶垫片压缩过程分析 112 5.2.1 实例描述 112 5.2.2 分析求解 113 5.2.3 结果处理 121 5.3 实例—悬臂梁受压过程分析 122 5.3.1 实例描述 123 5.3.2 分析求解 123 5.3.3 结果处理 130 5.4 本章小结 132 第6章 模态分析 133 （ 视频讲解：17分钟） 6.1 动力学分析概述 134 6.1.1 动力学分析简介 134 6.1.2 模态分析简介 134 6.2 模态分析概述 135 6.2.1 模态分析的功能 135 6.2.2 模态分析的步骤 135 6.3 实例—圆棒的结构模态分析 136 6.3.1 创建部件 136 6.3.2 定义材料属性 137 6.3.3 定义和指派截面属性 137 6.3.4 定义装配 138 6.3.5 设置分析步 138 6.3.6 划分网格 139 6.3.7 边界条件和载荷 140 6.3.8 提交分析作业 141 6.3.9 后处理 142 6.4 实例—弹壳的结构模态分析 144 6.4.1 创建部件 144 6.4.2 定义材料属性 145 6.4.3 定义和指派截面属性 145 6.4.4 定义装配 146 6.4.5 设置分析步 146 6.4.6 划分网格 147 6.4.7 边界条件和载荷 148 6.4.8 提交分析作业 149 6.4.9 后处理 150 6.5 本章小结 152 第7章 显式非线性动态分析 153 （ 视频讲解：21分钟） 7.1 ABAQUS/Explicit适用的问题 类型 154 7.2 动力学显式有限元方法 154 7.2.1 显式时间积分 154 7.2.2 比较隐式和显式时间积分程序 155 7.2.3 显式时间积分方法的优越性 156 7.3 自动时间增量和稳定性 156 7.3.1 显式方法的条件稳定性 157 7.3.2 稳定性的定义 157 7.3.3 ABAQUS/Explicit中的接近自动 时间增量与固定时间增量 158 7.3.4 质量缩放以控制时间增量 158 7.3.5 材料对稳定极限的影响 158 7.3.6 网格对稳定极限的影响 159 7.3.7 数值不稳定性 159 7.4 实例—钢球撞击钢板过程分析 159 7.4.1 实例描述 159 7.4.2 创建部件 159 7.4.3 定义材料属性 160 7.4.4 定义和指派截面属性 161 7.4.5 定义装配 162 7.4.6 设置分析步 162 7.4.7 划分网格 163 7.4.8 定义接触 165 7.4.9 定义边界条件和载荷 167 7.4.10 提交分析作业 170 7.4.11 后处理 170 7.5 本章小结 174 第8章 热应力分析 175 （ 视频讲解：24分钟） 8.1 热应力分析中的主要问题 176 8.2 实例—铁轨的热应力分析 176 8.2.1 实例描述 176 8.2.2 创建部件 176 8.2.3 定义材料属性 177 8.2.4 定义和指派截面属性 178 8.2.5 定义装配 179 8.2.6 设置分析步 179 8.2.7 定义集合、边界条件 180 8.2.8 定义温度场 181 8.2.9 划分网格 182 8.2.10 提交分析作业 183 8.2.11 后处理 184 8.3 实例—Y型支架的热应力分析 184 8.3.1 实例描述 185 8.3.2 创建部件 185 8.3.3 定义材料属性 186 8.3.4 定义和指派截面属性 186 8.3.5 定义装配 187 8.3.6 设置分析步 187 8.3.7 划分网格 188 8.3.8 定义集合和载荷施加面 189 8.3.9 边界条件和载荷 191 8.3.10 定义温度场 193 8.3.11 提交分析作业 194 8.3.12 后处理 195 8.4 本章小结 196 第9章 多体系统分析 197 （ 视频讲解：22分钟） 9.1 ABAQUS多体系统分析简介 198 9.2 ABAQUS的连接单元连接属性 198 9.2.1 连接单元边界条件和载荷 198 9.2.2 连接单元行为 199 9.2.3 ABAQUS的连接属性 199 9.3 实例—螺旋桨叶片的旋转过程 分析 200 9.3.1 创建部件 200 9.3.2 定义材料属性 202 9.3.3 定义和指派截面属性 203 9.3.4 定义装配 205 9.3.5 定义参考点和坐标系 205 9.3.6 定义集合 206 9.3.7 定义约束 206 9.3.8 定义连接属性和连接单元 207 9.3.9 设置分析步和历史输出变量 208 9.3.10 定义边界条件和载荷 209 9.3.11 划分网格 210 9.3.12 提交分析作业 212 9.3.13 后处理 213 9.4 本章小结 213 第10章 多步骤分析 214 （ 视频讲解：23分钟） 10.1 分析过程 215 10.1.1 分析过程的分类 215 10.1.2 一般分析步 215 10.1.3 线性摄动分析步 216 10.2 实例—铲斗系统的振动分析 217 10.2.1 实例描述 217 10.2.2 创建部件 217 10.2.3 定义材料属性 220 10.2.4 定义和指派截面属性 221 10.2.5 定义装配 222 10.2.6 设置分析步 222 10.2.7 划分网格 224 10.2.8 边界条件和载荷 225 10.2.9 提交分析作业 226 10.2.10 后处理 227 10.3 实例—重启动分析 230 10.3.1 重启动分析方法概述 230 10.3.2 创建重启动分析模型 231 10.3.3 模型属性 232 10.3.4 设置分析步 232 10.3.5 定义载荷 234 10.3.6 提交分析作业 236 10.3.7 后处理 237 10.4 本章小结 237 第11章 用户子程序 238 （ 视频讲解：13分钟） 11.1 用户子程序简介 239 11.2 用户子程序VUMAT接口及 调试 239 11.2.1 用户子程序VUMAT接口 界面 239 11.2.2 用户子程序VUMAT的 主要参数 240 11.2.3 用户子程序VUMAT的 调试与提交方法 241 11.3 显式应力更新算法简介 242 11.4 VUMAT子程序的编写 243 11.5 实例—Taylor杆撞击仿真分析 244 11.5.1 创建部件 244 11.5.2 划分网格 245 11.5.3 定义材料属性 246 11.5.4 定义和指派截面属性 248 11.5.5 定义装配 249 11.5.6 设置分析步 249 11.5.7 边界条件和载荷 250 11.5.8 提交分析作业 252 11.6 本章小结 257 附录A INP文件 259 附录B 源程序 262