ABAQUS寶貴筆記

1、1. 劃分疏密不同的網(wǎng)格主要用于應(yīng)力分析，計(jì)算固有特性則趨于采用較均勻的網(wǎng)格形式，因?yàn)楣逃?頻率和振型主要取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)量分布和剛度分布，不存在應(yīng)力集中的現(xiàn)象，采用均勻網(wǎng)格可使結(jié)構(gòu)剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的元素不至于相差太大，可減小數(shù)值計(jì)算誤差，同樣，在結(jié)構(gòu)溫度場計(jì)算中也趨于采用均勻網(wǎng)格。2. 增加網(wǎng)格數(shù)量和單元階次都可以提高計(jì)算精度3. 對線性單元來說，可接受的單元邊長比范圍是0,3，對二次單元來說，可接受的單元邊長比范圍是0，104. 部件創(chuàng)建或?qū)耄簡栴}模型的修復(fù)與修改5. 屬性設(shè)置l 創(chuàng)建材料屬性l 創(chuàng)建截面特性l 把截面特性賦予模型l 梁的截面特性定義與其他截面類型有所差異，具體見P27l

2、其他特殊設(shè)置：慣性，蒙皮，彈簧/阻尼器6. 裝配模塊l 一個模型只能包含一個裝配件，一個裝配件可以包含多個部件l 創(chuàng)建部件實(shí)體：非獨(dú)立與獨(dú)立，線性陣列模式與環(huán)形陣列模式l 部件實(shí)體的定位：平移和旋轉(zhuǎn)，約束定位工具，l 合并/切割部件實(shí)體7. 分析部模塊l 設(shè)置通用分析部、線性攝動分析步l 定義場輸出：8. 載荷模塊l 邊界條件創(chuàng)建l 定義對稱/反對稱/完全固定邊界條件9. 設(shè)置預(yù)定義場10. 定義載荷模塊11. 相互作用模塊：包括接觸、入射波、熱傳導(dǎo)、聲阻，相互作用接觸控制創(chuàng)建12. 定義約束，該模塊中的約束是約束模型中各部分間的自由度，而裝配功能模塊中的約束僅僅是限定各裝配件的相對位置。13

3、. 定義連接器14. 網(wǎng)格模塊l 定義網(wǎng)格密度：為邊布種l 設(shè)置網(wǎng)格控制：網(wǎng)格控制屬性15. 只有當(dāng)模型的某個區(qū)域顯示為綠色時，才可采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。16. 當(dāng)實(shí)體的某一區(qū)域顯示為橙色時，表明無法進(jìn)行網(wǎng)格剖分，這時可以通過采用對實(shí)體進(jìn)行分割的技術(shù)，將實(shí)體分割成幾個簡單的區(qū)域，然后再選擇結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分或掃描網(wǎng)格劃分。17. 對于多數(shù)分析，介于分析步總時間的5%10%之間的初始增量通常已足夠。18. 可以使用場變量輸出管理器和歷史變量輸出管理器來設(shè)置可能需要的輸出數(shù)據(jù)。19. pressure只能施加在面上（幾何的面，單元的面），為垂直于表面的分布；20. surface traction只能施加在

4、面上（幾何的面，單元的面），為沿著某一方向的分布力；21. concentrated force只能施加在點(diǎn)上（幾何的點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)），要使得集中力產(chǎn)生的效果等同于分布力，則需要將集中力施加在參考點(diǎn)上，然后將參考點(diǎn)與作用面上的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行耦合約束coupling（distributed coupling），而不要直接施加在節(jié)點(diǎn)上。22. 一般，如果不要求等效均布力，則集中力最好施加在幾何的點(diǎn)上。確實(shí)需要施加節(jié)點(diǎn)力，則施加在節(jié)點(diǎn)上23. ABAQUS/Standard使用Newton-Raphson算法來求解分線性問題，它把分析過程劃分一系列的載荷增量步，在每個增量步內(nèi)進(jìn)行若干次迭代，得到可接受的解后，再

5、求解下一個增量步，所有增量響應(yīng)的總和就是分線性分析的近似解。24. 在接觸分析中，如果接觸屬性為默認(rèn)的“硬接觸”，則應(yīng)盡可能使用一階單元，如CPS4I(平面應(yīng)力4節(jié)點(diǎn)四邊形雙線性非協(xié)調(diào)單元)不能使用六面體二次單元（C3D20和C3D20R），以及四面體二次單元（C3D10）,而應(yīng)盡可能使用六面體一次單元。25. 塑性材料和接觸面上都不能用 C3D20R 和 C3D20 單元， 這可能是你收斂問題的主要原因。如果需要得到應(yīng)力，可以使用 C3D8I (在所關(guān)心的部位要讓單元角度盡量接近 90 度)，如果只關(guān)心應(yīng)變和位移，可以使用 C3D8R, 幾何形狀復(fù)雜時，可以使用 C3D10M。26. 如果一

6、個部件很剛硬，而且它的變形和應(yīng)力情況不是所關(guān)心的重點(diǎn)，就可以把它作為剛體部件來建模，從而減小模型的規(guī)模。27. 解析剛體截面的圖形中只能包含線段、小于180°的弧和拋物線28. 用戶必須為剛體部件指定一個參考點(diǎn)，剛體部件上的邊界條件和載荷都要施加在此參考點(diǎn)上，在分析過程中，整個剛體部件各處的位移都和此參考點(diǎn)的位移相同。29. 剛體部件不需要為其劃分網(wǎng)格和設(shè)置單元類型，也不需要指定材料和截面屬性。30. 一對接觸面的法線方向應(yīng)該相反，都指向?qū)嶓w的外部。31. 解析剛體的面或由剛性單元構(gòu)成的面必須作為主面。32. 定義接觸對：l 應(yīng)選擇剛度較大的面作為主面；l 如果兩個接觸面的剛度相似，

7、則應(yīng)選擇網(wǎng)格較粗的面作為主面；l 兩個面的節(jié)點(diǎn)位置不要求是一一對應(yīng)的，但如果能夠令其一一對應(yīng)，可以得到更精確的結(jié)果；l 主面不能是由節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的面，并且必須使連續(xù)的33. 接觸屬性（CONTACT PROPERTY）l 包括兩部分：接觸面之間的法向作用和切向作用。對于法向作用，ABAQUS中接觸壓力和間隙的默認(rèn)關(guān)系是“硬接觸”（HARD CONTACT）。對于切向作用，ABAQUS中常用的摩擦模型為庫侖摩擦，即使用摩擦系數(shù)來表示接觸之間的摩擦特性。默認(rèn)的摩擦系數(shù)為零，即無摩擦。庫侖摩擦的計(jì)算公式為        &#

8、160;                         = x p 是臨界切向力，是摩擦系數(shù)，p 是法向接觸壓強(qiáng)（CPRESS）。在切向力達(dá)到臨界切應(yīng)力之前，摩擦面之間不會發(fā)生相對滑動。l 硬接觸：接觸面之間能夠傳遞的接觸壓力大小不受限制；當(dāng)接觸壓力變?yōu)榱慊蜇?fù)值時，兩個接觸分離，并且去掉相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上的接觸約束。l 另外ABAQUS還提供多種“軟摩擦

9、”（SOFTENED CONTACT），包括指數(shù)模型，表格模型，線性模型等。34. 有限滑移和小滑移l 有限滑移（FINITE SLIDING） 兩個接觸面之間可以有任意的相對滑動，這是定義接觸時的默認(rèn)特性。在有限滑移的過程中，ABAQUS/STANDARD需要不斷地判定從面節(jié)點(diǎn)和主面的哪一部分發(fā)生接觸，因此計(jì)算代價(jià)較大。有限滑移要求主面是光滑的。l 小滑移（SMALL SLIDING） 兩個接觸面之間只有很小的相對滑動，滑動量大小只是單元尺寸的一小部分。對于小滑移的接觸時，ABAQUS/STANDARD在分析的開始就確定了從面節(jié)點(diǎn)和主面的哪一部分發(fā)生接觸，在整個分析過程中這種接觸關(guān)系不會再發(fā)

10、生變化。因此，小滑移的計(jì)算代價(jià)小于有限滑移。l 小滑移問題的接觸壓強(qiáng)總是根據(jù)變形時的接觸面積來計(jì)算的，有限滑移問題的接觸壓強(qiáng)則是根據(jù)變化的接觸面積來計(jì)算。35. CPRESS和COPEN都顯示在從面上；l 如果法線方向錯誤，接觸分析無法得到正確的的結(jié)果。因此當(dāng)接觸分析出現(xiàn)收斂問題時，可以使用顯示各個面的法線方向來查看接觸面的法線方法是否正確。l ABAQUS/CAE推薦的方法是把整個數(shù)值模型（如材料、邊界條件、載荷等）都直接定義在幾何模型上，而不是像其他處理器那樣定義在單元和節(jié)點(diǎn)上，這樣在修改網(wǎng)格時不必重新定義材料和邊界條件等模型參數(shù)。這樣在處理復(fù)雜問題時，可以首先簡單地劃分粗網(wǎng)格，得到初步的

11、模擬結(jié)果，然后再在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域細(xì)化網(wǎng)格。l 載荷類型PRESSURE的含義是單位面積上的力，正值表示壓力，負(fù)值表示拉力。l 如果沒有選擇對部件劃分網(wǎng)格，而是按照默認(rèn)選項(xiàng)來對整個裝配件劃分網(wǎng)格，會出現(xiàn)錯誤。l 對于應(yīng)力集中問題，使用二次單元可以提高應(yīng)力結(jié)果的精度。l 可以首先進(jìn)行劃分網(wǎng)格。這樣做的好處是，往往在劃分網(wǎng)格的過程中，會發(fā)現(xiàn)部件的幾何模型需要進(jìn)一步修改，例如存在較小的圓角或線段，導(dǎo)致不必要的細(xì)化網(wǎng)格；而經(jīng)過修改后，已經(jīng)定義好的邊界條件。、載荷和接觸等可能變?yōu)闊o效，需要重新進(jìn)行定義。l 可以在初始分析步中，定義模型初始狀態(tài)下的邊界條件和相互作用。l ABAQUS自適應(yīng)網(wǎng)格功能允許單元網(wǎng)格獨(dú)

12、立于材料移動，從而在大變形分析過程中也能始終保證高質(zhì)量的網(wǎng)格。l 自適應(yīng)網(wǎng)格主要用于ABAQUS/Explicit，以及ABAQUS/Standard中的表面磨損過程模擬。l ABAQUS自適應(yīng)網(wǎng)格不改變網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它結(jié)合了純拉格朗日分析（網(wǎng)格跟隨材料移動）和歐拉分析（網(wǎng)格位置固定，材料在網(wǎng)格中流動），被稱為“任意拉格朗日-歐拉分析”。l 對非獨(dú)立實(shí)體劃分網(wǎng)格時，應(yīng)在“part”狀態(tài)下對部件劃分網(wǎng)格；對獨(dú)立實(shí)體劃分網(wǎng)格時，應(yīng)在Assembly，即對整個裝配件劃分網(wǎng)格。36. 選擇三維實(shí)體單元類型的基本原則l 對于三維區(qū)域，盡可能采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)或掃掠網(wǎng)格劃分技術(shù)，從而得到Hex單元網(wǎng)格

13、，減小計(jì)算代價(jià)，提高計(jì)算精度。l 如果使用了自由網(wǎng)格劃分技術(shù)，Tex單元的類型應(yīng)選擇二次單元。存在接觸、且使用的是默認(rèn)的“硬”接觸關(guān)系，則應(yīng)選擇修正的Tet單元C3D10M。l 對于應(yīng)力集中問題，盡量不要使用線性減縮積分單元，可使用二次單元來提高精度。l 如果模型中存在接觸或大的扭曲變形，則應(yīng)使用線性Quad或Hex單元，以及修正的二次Tri單元或Tet單元，而不能使用其他的二次單元。l 一對相互接觸的面稱為“接觸對”，一個接觸對中最多只能有一個由節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的接觸面。主面不能是由節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的面，并且必須使連續(xù)的。l 對于三維實(shí)體，法線應(yīng)該指向?qū)嶓w的外側(cè)。如果法線方向錯誤，ABAQUS往往會將其理解

14、為具有很大過盈量的過盈接觸，因而無法達(dá)到收斂。l 如果某一對接觸面的接觸狀態(tài)對整個模型的影響不大，或者這一對接觸面在整個分析過程中都是始終緊密接觸的，可以考慮將它們之間的接觸關(guān)系改為綁定約束（tie），這樣會有助于消除剛體位移，并且大大減少計(jì)算接觸狀態(tài)所需要的迭代。l 如果接觸屬性默認(rèn)的“硬”接觸，則不能使用六面體二次單元（C3D20和C3D20R），以及四面體二次單元（C3D10），而因盡可能使用六面體一階單元，如C3D8I（六面體非協(xié)調(diào)模式單元）。如果無法劃分六面體單元網(wǎng)格，可以使用修正的四面體二次單元（C3D10M）37. 二次完全積分單元，CPS8（8節(jié)點(diǎn)四邊形二次平面應(yīng)力完全積分單元

15、），C3D20（20節(jié)點(diǎn)六面體二次完全積分單元）38. 彈塑性分析中，盡量不要使用二次六面體單元（C3D20和C3D20R），以避免出現(xiàn)體積自鎖現(xiàn)象。建議使用非協(xié)調(diào)單元（C3D8I）、一次縮減積分單元（C3D8R）和修正的二次四面體單元（C3D10M）l 對應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果很精確，適于模擬應(yīng)力集中問題；l 一般情況下沒有剪切自鎖問題。l 但不能用于接觸分析；l 對于彈塑性分析，如果材料時不可壓縮的，則容易產(chǎn)生體積自鎖；l 當(dāng)單元發(fā)生扭曲或彎曲應(yīng)力有梯度時，有可能出現(xiàn)某種程度的自鎖。39. 使用Tri單元或Tet單元時應(yīng)注意以下問題l 線性Tri單元和Tet單元精度較差，所以不要在模型中所關(guān)心的部

16、位及其附近區(qū)域使用；l 二次Tri單元和Tet單元精度較高，而且能模擬任意的幾何形狀，但計(jì)算代價(jià)比Quad單元或Hex單元大。因此模型中能夠使用Quad單元或Hex單元，盡量不要使用Tri單元和Tet單元。l 二次Tet單元（C3D10）適于ABAQUS/Standard中的小位移無接觸問題；修正的二次Tet單元（C3D10M）適于ABAQUS/Explicit，以及ABAQUS/Standard中的大變形和接觸問題。40. 查看模型上的應(yīng)力結(jié)果又兩種選擇l 查看節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力：這是最常用的方法，但是事實(shí)上，后處理中得到的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力是對單元積分點(diǎn)上的應(yīng)力進(jìn)行外插值和平均后得到的，并不精確。l 查看

17、單元積分點(diǎn)上的應(yīng)力：P55這時ABAQUS推薦的方法，。線性減縮積分單元只有一個積分點(diǎn)，可以很方便地查看積分點(diǎn)上的分析結(jié)果。如果使用了線性減縮積分單元，就應(yīng)該查看單元積分點(diǎn)上的分析結(jié)果，并且要在應(yīng)力變化劇烈的部位劃分足夠細(xì)的網(wǎng)格。41. 在導(dǎo)入STEP文件時，如果幾何形狀比較復(fù)雜，有可能由于數(shù)值誤差而無法順利導(dǎo)入。這時可以在create part from step file對話框中選中convert to precise representation，讓ABAQUS/CAE嘗試自動修復(fù)錯誤。1) 建模；軸對稱建模時，截面必須完全位于對稱中心線的某一邊，即在y軸左側(cè)或是右側(cè)2) 部件；3) 特性；4) 裝配；5) 分析步；6) 相互作用l 定義各個接觸面l 定義接觸屬性l 定義接觸面主面從面l 定義邊界條件和載荷42.當(dāng)增量步小于“最小增量步時”停止計(jì)算，即計(jì)算發(fā)生錯誤一個分析步有1秒43. Field output 是某個量隨空間位置的變化，