彈性力學(xué)仿真軟件：ABAQUS：ABAQUS軟件基礎(chǔ)操作與界面介紹

彈性力學(xué)仿真軟件：ABAQUS：ABAQUS軟件基礎(chǔ)操作與界面介紹1彈性力學(xué)仿真軟件：ABAQUS：軟件安裝與配置1.1安裝ABAQUS1.1.1系統(tǒng)要求在開始安裝ABAQUS之前，確保你的計算機滿足以下最低系統(tǒng)要求：-操作系統(tǒng)：Windows10/11或Linux（Ubuntu18.04,CentOS7等）-處理器：多核Intel或AMD處理器-內(nèi)存：至少16GBRAM-硬盤空間：至少100GB可用空間-圖形卡：支持OpenGL的圖形卡1.1.2安裝步驟下載安裝包：從官方渠道或授權(quán)經(jīng)銷商處下載ABAQUS安裝包。解壓文件：使用解壓縮軟件如WinRAR或7-Zip解壓下載的安裝包。運行安裝程序：找到解壓后的安裝程序，雙擊運行。選擇安裝類型：選擇“典型”或“自定義”安裝類型。對于初學(xué)者，建議選擇“典型”。輸入許可證信息：輸入你的許可證文件路徑或使用網(wǎng)絡(luò)許可證。選擇安裝目錄：指定ABAQUS的安裝目錄。等待安裝完成：安裝過程可能需要一段時間，耐心等待。完成安裝：安裝完成后，重啟計算機以確保所有更改生效。1.2配置環(huán)境變量為了確保ABAQUS能夠正確運行，需要配置環(huán)境變量。以下是在Windows系統(tǒng)中配置環(huán)境變量的步驟：打開環(huán)境變量編輯器：右鍵點擊“計算機”或“此電腦”，選擇“屬性”，然后點擊“高級系統(tǒng)設(shè)置”。編輯環(huán)境變量：在“系統(tǒng)屬性”窗口中，點擊“環(huán)境變量”按鈕。添加或修改變量：在“系統(tǒng)變量”區(qū)域，找到并修改Path變量，或創(chuàng)建一個新的變量如ABAQUS_DIR。設(shè)置變量值：將ABAQUS的安裝目錄路徑添加到Path變量中，例如：C:\ProgramFiles\Simulia\Abaqus\6.14-1對于ABAQUS_DIR，設(shè)置其值為：ABAQUS_DIR=C:\ProgramFiles\Simulia\Abaqus\6.14-1確認(rèn)并關(guān)閉：點擊“確定”保存更改，然后關(guān)閉所有窗口。1.3啟動ABAQUS啟動ABAQUS可以通過以下幾種方式：從開始菜單啟動：在Windows系統(tǒng)中，點擊“開始”菜單，找到ABAQUS的快捷方式并點擊。從桌面快捷方式啟動：如果在安裝過程中創(chuàng)建了桌面快捷方式，直接雙擊即可啟動。從命令行啟動：打開命令提示符或終端，輸入以下命令：cae這將啟動ABAQUS的CAE界面，用于模型構(gòu)建和結(jié)果可視化。1.3.1注意事項確保在啟動前，環(huán)境變量已正確配置。如果使用網(wǎng)絡(luò)許可證，確保計算機可以訪問許可證服務(wù)器。在Linux系統(tǒng)中，可能需要使用特定的命令行選項來啟動ABAQUS，例如：abaquscae-noGUI1.3.2示例：在Linux中啟動ABAQUS假設(shè)你正在使用Linux系統(tǒng)，并且已經(jīng)正確配置了環(huán)境變量，下面是如何從命令行啟動ABAQUS的示例：#設(shè)置環(huán)境變量

exportABAQUS_DIR=/opt/simulia/abaqus/6.14-1

exportPATH=$PATH:$ABAQUS_DIR

#啟動ABAQUSCAE界面

abaquscae-noGUI這段代碼首先設(shè)置了ABAQUS_DIR環(huán)境變量，指向ABAQUS的安裝目錄。然后，它將ABAQUS_DIR添加到PATH環(huán)境變量中，以便系統(tǒng)可以在任何位置找到ABAQUS的可執(zhí)行文件。最后，使用abaquscae-noGUI命令啟動ABAQUS的CAE界面，-noGUI選項表示不使用圖形用戶界面啟動，但在本例中，它實際上啟動的是GUI界面。通過以上步驟，你已經(jīng)完成了ABAQUS的安裝與配置，并學(xué)會了如何啟動軟件。接下來，你可以開始探索ABAQUS的界面和基本操作，為進行彈性力學(xué)仿真做好準(zhǔn)備。2彈性力學(xué)仿真軟件：ABAQUS：軟件基礎(chǔ)操作與界面介紹2.1ABAQUS界面概覽2.1.1主菜單介紹ABAQUS的主菜單是軟件操作的核心，提供了訪問所有功能的入口。主菜單通常位于屏幕的頂部，包含以下主要選項：File:用于文件操作，如新建、打開、保存和打印。Edit:提供編輯功能，如撤銷、重做、復(fù)制和粘貼。View:控制視圖設(shè)置，包括模型的顯示方式、縮放和平移。Analysis:分析菜單，用于設(shè)置和運行分析。Modeling:建模菜單，提供創(chuàng)建和編輯模型的工具。Mesh:網(wǎng)格菜單，用于生成和編輯網(wǎng)格。Job:作業(yè)菜單，管理分析作業(yè)的提交和狀態(tài)。Visualization:可視化菜單，用于結(jié)果的后處理和顯示。UtilityMenu:輔助菜單，提供各種輔助工具和功能。2.1.2工具欄功能ABAQUS的工具欄位于主菜單下方，提供了快速訪問常用功能的圖標(biāo)。工具欄可以自定義，以適應(yīng)不同的工作流程。以下是一些常見的工具欄及其功能：StandardToolbar:包含基本的文件操作、視圖控制和模型操作工具。ModelingToolbar:提供建模工具，如創(chuàng)建零件、裝配和特征操作。MeshingToolbar:用于網(wǎng)格生成和編輯的工具。AnalysisToolbar:分析設(shè)置和運行的快捷方式。VisualizationToolbar:結(jié)果顯示和后處理的工具。2.1.3模型樹結(jié)構(gòu)ABAQUS的模型樹結(jié)構(gòu)位于界面的左側(cè)，它以樹狀形式顯示模型的各個組成部分，包括零件、裝配、材料、載荷、邊界條件等。通過模型樹，用戶可以輕松地管理模型的層次結(jié)構(gòu)，進行選擇和編輯操作。模型樹的每個節(jié)點代表模型的一個方面，例如：Part:零件節(jié)點，包含幾何形狀和材料屬性。Assembly:裝配節(jié)點，顯示零件如何組合成整體模型。Step:步驟節(jié)點，定義分析的各個階段。Load:載荷節(jié)點，包含施加在模型上的力和載荷。BoundaryConditions:邊界條件節(jié)點，定義模型的約束。Material:材料節(jié)點，管理模型中使用的材料屬性。2.2ABAQUS基礎(chǔ)操作示例2.2.1創(chuàng)建零件在ABAQUS中創(chuàng)建零件，首先需要定義零件的幾何形狀。以下是一個使用PythonAPI創(chuàng)建一個簡單的立方體零件的示例：#導(dǎo)入ABAQUS模塊

fromabaqusimport*

fromabaqusConstantsimport*

fromcaeModulesimport*

frompartimport*

fromsketchimport*

#創(chuàng)建一個會話

session=Session()

#創(chuàng)建一個新零件

myPart=mdb.models['Model-1'].Part(name='Cube',dimensionality=THREE_D,type=DEFORMABLE_BODY)

#創(chuàng)建一個草圖

s=myPart.Sketch(name='__profile__',sheetSize=100.0)

#在草圖中繪制一個矩形

s.rectangle(point1=(0.0,0.0),point2=(10.0,10.0))

#從草圖創(chuàng)建一個拉伸特征

p=myPart.features['Cube-1']

myPart.BaseSolidExtrude(sketch=s,depth=10.0)

#關(guān)閉草圖

s.unsetPrimaryObject()

delmyPart.sketches['__profile__']2.2.2生成網(wǎng)格網(wǎng)格生成是有限元分析的關(guān)鍵步驟。以下是一個使用ABAQUSPythonAPI生成網(wǎng)格的示例：#導(dǎo)入ABAQUS模塊

fromabaqusimport*

fromabaqusConstantsimport*

fromcaeModulesimport*

frommeshimport*

#選擇要網(wǎng)格化的零件

partInstance=mdb.models['Model-1'].parts['Cube']

#定義網(wǎng)格控制

elemType1=mesh.ElemType(elemCode=C3D8R,elemLibrary=STANDARD)

elemType2=mesh.ElemType(elemCode=C3D6,elemLibrary=STANDARD)

elemType3=mesh.ElemType(elemCode=C3D10,elemLibrary=STANDARD)

partInstance.setElementType(regions=(partInstance.cells,),elemTypes=(elemType1,elemType2,elemType3))

#生成網(wǎng)格

partInstance.generateMesh()2.2.3提交分析作業(yè)在ABAQUS中，分析作業(yè)的提交可以通過菜單操作或PythonAPI進行。以下是一個使用PythonAPI提交分析作業(yè)的示例：#導(dǎo)入ABAQUS模塊

fromabaqusimport*

fromabaqusConstantsimport*

fromcaeModulesimport*

fromjobimport*

#創(chuàng)建一個新作業(yè)

job=mdb.Job(name='CubeAnalysis',model='Model-1',description='',type=ANALYSIS,

atTime=None,waitMinutes=0,waitHours=0,queue=None,

memory=90,memoryUnits=PERCENTAGE,getMemoryFromAnalysis=True,

explicitPrecision=SINGLE,nodalOutputPrecision=SINGLE,

echoPrint=OFF,modelPrint=OFF,contactPrint=OFF,historyPrint=OFF)

#提交作業(yè)

job.submit(consistencyChecking=OFF)

#等待作業(yè)完成

job.waitForCompletion()通過以上示例，我們展示了如何在ABAQUS中使用PythonAPI進行基礎(chǔ)操作，包括創(chuàng)建零件、生成網(wǎng)格和提交分析作業(yè)。這些操作是進行彈性力學(xué)仿真分析的基石，掌握它們將有助于更高效地使用ABAQUS軟件。3彈性力學(xué)仿真軟件：ABAQUS基礎(chǔ)操作指南3.1創(chuàng)建新模型在ABAQUS中創(chuàng)建新模型是進行任何仿真分析的第一步。以下步驟指導(dǎo)您如何在ABAQUS/CAE中創(chuàng)建一個新模型：啟動ABAQUS/CAE：雙擊ABAQUS/CAE圖標(biāo)或從開始菜單中選擇它來啟動軟件。選擇“NewPart”：在主菜單中，選擇“Part”>“NewPart”，這將打開一個新窗口，讓您選擇模型的類型。對于大多數(shù)彈性力學(xué)分析，選擇“Solid”類型。定義模型尺寸：在新模型的創(chuàng)建界面，您可以定義模型的尺寸。例如，創(chuàng)建一個長方體模型，輸入其長度、寬度和高度。保存模型：一旦模型創(chuàng)建完成，選擇“File”>“Save”來保存您的模型。確保選擇一個易于識別的文件名和合適的保存位置。3.2導(dǎo)入CAD模型ABAQUS支持多種CAD格式的導(dǎo)入，這使得從設(shè)計階段到仿真分析的過渡更加順暢。以下是導(dǎo)入CAD模型的步驟：啟動ABAQUS/CAE：確保軟件已啟動。選擇“Import”：在主菜單中，選擇“Part”>“ImportPart”，這將打開一個文件選擇對話框。選擇CAD文件：從您的文件系統(tǒng)中選擇CAD文件。ABAQUS支持包括IGES、STEP、Parasolid等多種格式。設(shè)置導(dǎo)入選項：在導(dǎo)入對話框中，您可能需要設(shè)置一些選項，如單位系統(tǒng)、導(dǎo)入精度等。確保這些設(shè)置與您的模型和分析需求相匹配。導(dǎo)入并檢查模型：點擊“Import”，ABAQUS將導(dǎo)入CAD模型。之后，使用“Part”模塊中的工具檢查模型的幾何和拓?fù)?，確保沒有錯誤。3.3定義材料屬性在ABAQUS中，正確定義材料屬性對于獲得準(zhǔn)確的仿真結(jié)果至關(guān)重要。以下是如何在ABAQUS中定義材料屬性的步驟：創(chuàng)建材料：在主菜單中，選擇“Material”>“NewMaterial”，為您的材料命名。選擇材料類型：在材料屬性編輯器中，選擇材料類型。對于彈性材料，選擇“Isotropic”或“Orthotropic”。輸入材料屬性：根據(jù)所選材料類型，輸入相應(yīng)的材料屬性。例如，對于各向同性材料，您需要輸入彈性模量（E）和泊松比（ν）。#ABAQUSPythonScript示例：定義各向同性材料

fromabaqusimport*

fromabaqusConstantsimport*

session.Materials.changeName('Material-1','Steel')

steel=session.materials['Steel']

steel.Elastic(table=((200e9,0.3),))保存材料屬性：完成材料屬性的輸入后，確保保存您的設(shè)置。在ABAQUS/CAE中，這通常是通過點擊“Apply”或“OK”按鈕完成的。將材料分配給模型：在“Section”模塊中，選擇“HomogeneousSolidSection”，然后選擇您創(chuàng)建的材料，將其分配給模型的適當(dāng)區(qū)域。通過以上步驟，您可以在ABAQUS中創(chuàng)建模型、導(dǎo)入CAD模型以及定義材料屬性，為進行彈性力學(xué)仿真分析奠定基礎(chǔ)。每個步驟都應(yīng)仔細(xì)執(zhí)行，以確保模型的準(zhǔn)確性和仿真結(jié)果的可靠性。4網(wǎng)格劃分技術(shù)網(wǎng)格劃分是有限元分析中的關(guān)鍵步驟，它將連續(xù)的結(jié)構(gòu)體離散成一系列小的、簡單的形狀，稱為單元。這些單元的集合構(gòu)成了網(wǎng)格，網(wǎng)格的質(zhì)量直接影響到仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。ABAQUS提供了自動和手動兩種網(wǎng)格劃分方式，以及網(wǎng)格質(zhì)量檢查工具，以確保分析的可靠性。4.1自動網(wǎng)格劃分4.1.1原理自動網(wǎng)格劃分利用算法自動確定網(wǎng)格的大小和形狀，適用于大多數(shù)模型。ABAQUS的自動網(wǎng)格劃分算法考慮了模型的幾何特征和材料屬性，以生成適合分析的網(wǎng)格。4.1.2內(nèi)容選擇自動網(wǎng)格劃分：在ABAQUS中，選擇“Mesh”選項卡下的“AutoMesh”功能，軟件將自動為模型生成網(wǎng)格。設(shè)置網(wǎng)格參數(shù)：用戶可以設(shè)置網(wǎng)格的細(xì)化區(qū)域、單元類型（如四面體、六面體）和單元大小等參數(shù)。生成網(wǎng)格：點擊“Mesh”按鈕，ABAQUS將根據(jù)設(shè)定的參數(shù)生成網(wǎng)格。4.1.3示例假設(shè)我們有一個簡單的立方體模型，需要進行自動網(wǎng)格劃分。#導(dǎo)入ABAQUS模塊

fromabaqusimport*

fromabaqusConstantsimport*

fromcaeModulesimport*

frompartimport*

frommeshimport*

#創(chuàng)建一個立方體

myModel=mdb.models['Model-1']

myPart=myModel.ConstrainedSketch(name='__profile__',sheetSize=200.0)

myPart.rectangle(point1=(0.0,0.0),point2=(100.0,100.0))

myPart=myModel.Part(name='Cube',dimensionality=THREE_D,type=DEFORMABLE_BODY)

myPart.BaseSolidExtrude(sketch=myPart,depth=100.0)

#設(shè)置自動網(wǎng)格劃分參數(shù)

myMesh=myPart.setMeshControls(regions=myPart.cells,technique=FREE,sizingFactor=0.5)

#生成網(wǎng)格

myPart.seedPart(size=10.0,deviationFactor=0.1,minSizeFactor=0.1)

myPart.generateMesh()4.2手動網(wǎng)格劃分4.2.1原理手動網(wǎng)格劃分允許用戶更精細(xì)地控制網(wǎng)格的生成，適用于復(fù)雜幾何或需要特定網(wǎng)格密度的區(qū)域。在ABAQUS中，用戶可以定義網(wǎng)格的大小、形狀和分布，以滿足特定的分析需求。4.2.2內(nèi)容選擇手動網(wǎng)格劃分：在“Mesh”選項卡下，選擇“ManualMeshing”功能。定義網(wǎng)格參數(shù)：用戶可以定義網(wǎng)格的大小、形狀和分布，包括在特定邊界上設(shè)置網(wǎng)格尺寸。生成網(wǎng)格：在定義完所有參數(shù)后，點擊“Mesh”按鈕生成網(wǎng)格。4.2.3示例對于上述立方體模型，我們希望在頂部邊界上細(xì)化網(wǎng)格。#定義細(xì)化區(qū)域

myPart.seedEdgeBySize(edges=myPart.edges.findAt(((50.0,50.0,100.0),)),size=5.0,deviationFactor=0.1,minSizeFactor=0.1)

#手動設(shè)置網(wǎng)格參數(shù)

myMesh=myPart.setMeshControls(regions=myPart.cells,technique=STRUCTURED,sizingFactor=0.5)

#生成網(wǎng)格

myPart.generateMesh()4.3網(wǎng)格質(zhì)量檢查4.3.1原理網(wǎng)格質(zhì)量檢查是評估網(wǎng)格是否適合進行有限元分析的過程。ABAQUS提供了多種工具來檢查網(wǎng)格的質(zhì)量，包括單元形狀、大小和扭曲度等。4.3.2內(nèi)容運行網(wǎng)格質(zhì)量檢查：在ABAQUS中，選擇“Mesh”選項卡下的“QualityCheck”功能。查看檢查結(jié)果：軟件將顯示網(wǎng)格質(zhì)量的統(tǒng)計信息，包括最差單元、單元扭曲度等。優(yōu)化網(wǎng)格：根據(jù)檢查結(jié)果，用戶可以調(diào)整網(wǎng)格參數(shù)，優(yōu)化網(wǎng)格質(zhì)量。4.3.3示例檢查上述立方體模型的網(wǎng)格質(zhì)量。#運行網(wǎng)格質(zhì)量檢查

myMeshQuality=myPart.checkMeshQuality()

#打印檢查結(jié)果

print(myMeshQuality)檢查結(jié)果將包括網(wǎng)格的總體質(zhì)量、最差單元信息和建議的優(yōu)化措施，幫助用戶調(diào)整網(wǎng)格參數(shù)，以獲得更高質(zhì)量的網(wǎng)格。通過上述自動和手動網(wǎng)格劃分以及網(wǎng)格質(zhì)量檢查的步驟，用戶可以確保ABAQUS中的模型網(wǎng)格適合進行彈性力學(xué)仿真，從而提高分析的準(zhǔn)確性和可靠性。5邊界條件與載荷設(shè)置5.1應(yīng)用邊界條件在ABAQUS中，邊界條件的設(shè)置是模擬結(jié)構(gòu)行為的關(guān)鍵步驟。邊界條件可以限制模型的自由度，確保模型在仿真過程中按照預(yù)期的方式響應(yīng)。ABAQUS提供了多種邊界條件的定義方式，包括固定約束、位移約束、旋轉(zhuǎn)約束等。5.1.1固定約束固定約束是最常見的邊界條件之一，用于模擬結(jié)構(gòu)在某些點或區(qū)域完全不動的情況。例如，如果要模擬一個懸臂梁的彈性行為，梁的一端通常會被固定。示例假設(shè)我們有一個3D模型，需要在模型的底部面施加固定約束。在ABAQUS/CAE中，可以通過以下步驟實現(xiàn)：在模型樹中選擇要施加約束的部件。選擇菜單欄中的Step->BoundaryConditions->Create。在彈出的對話框中，選擇Fixed作為約束類型。在Region選項中，選擇模型的底部面。點擊OK完成設(shè)置。5.2施加載荷加載荷是模擬結(jié)構(gòu)在外部力作用下的響應(yīng)。ABAQUS支持各種類型的載荷，包括集中力、分布力、壓力、溫度載荷等。正確施加載荷對于獲得準(zhǔn)確的仿真結(jié)果至關(guān)重要。5.2.1集中力集中力是指作用在結(jié)構(gòu)的特定點上的力。例如，模擬一個螺栓連接的結(jié)構(gòu)時，螺栓的預(yù)緊力可以被定義為集中力。示例在ABAQUS中，施加集中力可以通過以下步驟：選擇Step->Loads->Create。選擇ConcentratedForce作為載荷類型。在Region選項中，選擇力作用的點。在Magnitude選項中，輸入力的大小和方向。點擊OK完成設(shè)置。5.3定義接觸在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)仿真中，定義接觸是必要的，以模擬不同部件之間的相互作用。ABAQUS提供了詳細(xì)的接觸定義功能，包括主從面的定義、摩擦系數(shù)的設(shè)置等。5.3.1主從面定義主從面定義是接觸分析中的基礎(chǔ)。主面（MasterSurface）和從面（SlaveSurface）的正確設(shè)置，可以確保接觸分析的準(zhǔn)確性。示例定義接觸的步驟如下：選擇Step->Contact->Create。在MasterSurface選項中，選擇接觸的主面。在SlaveSurface選項中，選擇接觸的從面。設(shè)置接觸屬性，如FrictionCoefficient（摩擦系數(shù)）。點擊OK完成設(shè)置。5.3.2摩擦系數(shù)設(shè)置摩擦系數(shù)的設(shè)置對于接觸分析的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。不同的材料和接觸條件需要不同的摩擦系數(shù)。示例假設(shè)我們正在分析兩個金屬部件的接觸，需要設(shè)置摩擦系數(shù)。在ABAQUS中，可以通過以下步驟設(shè)置：在接觸定義的對話框中，選擇ContactProperties。在Friction選項中，輸入適當(dāng)?shù)哪Σ料禂?shù)。確認(rèn)設(shè)置后，點擊OK。以上內(nèi)容詳細(xì)介紹了在ABAQUS中如何設(shè)置邊界條件、施加載荷以及定義接觸。通過這些步驟，可以確保模型在仿真過程中能夠準(zhǔn)確地反映實際的物理行為。在實際操作中，根據(jù)具體問題的需要，可能還需要調(diào)整和優(yōu)化這些設(shè)置，以獲得最佳的仿真結(jié)果。6作業(yè)提交與結(jié)果分析6.1提交分析作業(yè)在ABAQUS中提交分析作業(yè)，首先需要確保模型已經(jīng)完全定義，包括幾何、材料屬性、邊界條件和載荷。一旦模型準(zhǔn)備就緒，可以通過以下步驟提交作業(yè)：打開Job模塊。在Job模塊中，指定作業(yè)名稱，如果需要，可以更改作業(yè)的描述。選擇Analysistype，根據(jù)你的模型選擇適當(dāng)?shù)姆治鲱愋?，如Static、Dynamic或HeatTransfer。在Analysissettings中，設(shè)置分析參數(shù)，如時間步長、收斂準(zhǔn)則等。選擇Solver，通常為Standard或Explicit，根據(jù)分析類型和需求選擇。點擊Submit按鈕，開始作業(yè)提交。6.1.1示例假設(shè)你已經(jīng)定義了一個靜態(tài)分析模型，現(xiàn)在準(zhǔn)備提交作業(yè)。#ABAQUS作業(yè)提交示例

fromabaqusimportmdb

fromabaqusConstantsimport*

#創(chuàng)建作業(yè)

job=mdb.Job(name='Static_Analysis',model='Model-1',description='Astaticanalysisjob',

type=ANALYSIS,atTime=None,waitMinutes=0,waitHours=0,queue=None,

memory=90,memoryUnits=PERCENTAGE,getMemoryFromAnalysis=True,

explicitPrecision=SINGLE,nodalOutputPrecision=SINGLE,

echoPrint=OFF,modelPrint=OFF,contactPrint=OFF,historyPrint=OFF,

userSubroutine='',scratch='',resultsFormat=ODB,multiprocessingMode=DEFAULT,

numCpus=1,numGPUs=0)

#提交作業(yè)

job.submit(consistencyChecking=OFF)6.2查看分析狀態(tài)提交作業(yè)后，可以監(jiān)控作業(yè)的執(zhí)行狀態(tài)，以確保分析順利進行。ABAQUS提供了幾種方法來查看作業(yè)狀態(tài)：在Job模塊中，作業(yè)列表會顯示每個作業(yè)的狀態(tài)，如Pending、Running或Completed。通過命令行或腳本，可以查詢作業(yè)狀態(tài)。6.2.1示例使用Python腳本查詢作業(yè)狀態(tài)。#查詢作業(yè)狀態(tài)示例

fromabaqusimportmdb

#獲取作業(yè)實例

job=['Static_Analysis']

#打印作業(yè)狀態(tài)

print("Jobstatus:",job.status)6.3結(jié)果后處理與可視化ABAQUS提供了強大的后處理工具，用于查看和分析仿真結(jié)果。這些工具包括：Historyoutput：查看時間歷史數(shù)據(jù)，如位移、應(yīng)力等隨時間變化的曲線。Fieldoutput：查看模型的場數(shù)據(jù)，如位移場、應(yīng)力場等。Visualization：通過圖形界面查看模型的變形、應(yīng)力分布等。6.3.1示例使用Python腳本讀取ODB文件并可視化結(jié)果。#ABAQUS結(jié)果后處理與可視化示例

fromabaqusimport*

fromabaqusConstantsimport*

fromodbAccessimport*

fromvisualizationimport*

#打開ODB文件

odb=openOdb('Static_Analysis.odb')

#創(chuàng)建可視化窗口

session.viewports['Viewport:1'].setValues(displayedObject=odb)

#顯示位移

session.viewports['Viewport:1'].odbDisplay.display.setValues(plotState=(DEFORMED,))

#顯示等效應(yīng)力

session.viewports['Viewport:1'].odbDisplay.display.setValues(plotState=(STRESS,))

#關(guān)閉ODB文件

odb.close()6.3.2數(shù)據(jù)樣例假設(shè)你的模型在分析后產(chǎn)生了以下位移和應(yīng)力數(shù)據(jù)：NodeIDXDisplacementYDisplacementZDisplacementEquivalentStress10.0020.0010.012020.00150.00050.011530.0010.00.0110這些數(shù)據(jù)可以通過ABAQUS的后處理工具進行可視化，幫助你理解模型的響應(yīng)。以上示例和說明詳細(xì)介紹了如何在ABAQUS中提交分析作業(yè)、查看作業(yè)狀態(tài)以及進行結(jié)果的后處理與可視化。通過這些步驟，你可以有效地管理和分析你的仿真數(shù)據(jù)。7高級功能介紹7.1非線性分析7.1.1原理非線性分析在ABAQUS中涉及材料、幾何和載荷的非線性。材料非線性考慮材料在大應(yīng)變下的行為變化，幾何非線性考慮結(jié)構(gòu)變形對分析結(jié)果的影響，而載荷非線性則處理隨時間變化或與位移相關(guān)的載荷。7.1.2內(nèi)容在ABAQUS中進行非線性分析，需要定義非線性材料屬性、設(shè)定非線性邊界條件和載荷，并選擇合適的求解算法。例如，使用Material定義材料屬性，使用Step定義分析步，其中包含非線性載荷和邊界條件。示例#定義材料屬性

model.Material(name='Steel')

model.Materials['Steel'].Elastic(table=((200e9,0.3),))

#定義非線性材料屬性

model.Materials['Steel'].Plastic(table=((235e6,0.0),(300e6,0.2)))

#定義分析步

model.StaticStep(name='Step-1',previous='Initial')

model.Steps['Step-1'].setValues(maxNumInc=1000,initialInc=0.01,minInc=1e-06)

#應(yīng)用非線性載荷

model.ConcentratedForce(name='Load',createStepName='Step-1',region=model.parts['Part-1'].faces[1],cf1=1000.0)7.2多物理場耦合7.2.1原理多物理場耦合分析在ABAQUS中允許同時考慮多種物理現(xiàn)象，如結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)等之間的相互作用。這種分析對于理解復(fù)雜系統(tǒng)的行為至關(guān)重要，尤其是在設(shè)計和優(yōu)化階段。7.2.2內(nèi)容進行多物理場耦合分析，需要在ABAQUS中定義所有相關(guān)的物理場，設(shè)置耦合條件，并選擇適當(dāng)?shù)那蠼馄?。例如，可以使用HeatTransfer和Structural分析步來耦合熱和結(jié)構(gòu)分析。示例#定義熱分析材料屬性

model.Material(name='Aluminum')

model.Materials['Aluminum'].Density(table=((2700.0,),))

model.Materials['Aluminum'].SpecificHeat(table=((900.0,),))

model.Materials['Aluminum'].Conductivity(table=((237.0,),))

#定義結(jié)構(gòu)分析材料屬性

model.Materials['Aluminum'].Elastic(table=((70e9,0.33),))

#定義熱分析步

model.HeatTransferStep(name='Heat-Step',previous='Initial',deltmx=100.0)

#定義結(jié)構(gòu)分析步

model.StaticStep(name='Structural-Step',previous='Heat-Step')

#定義耦合條件

model.Temperature(name='Temp-BC',createStepName='Heat-Step',region=model.parts['Part-1'].faces[1],distributionType=UNIFORM,magnitude=300.0)

model.DisplacementBC(name='Disp-BC',createStepName='Structural-Step',region=model.parts['Part-1'].faces[1],u1=0.0,u2=0.0,u3=0.0,amplitude=UNSET,fixed=OFF,distributionType=UNIFORM)7.3用戶子程序開發(fā)7.3.1原理用戶子程序開發(fā)允許用戶擴展ABAQUS的功能，通過編寫自定義的Fortran或Python代碼來實現(xiàn)特定的材料模型、邊界條件或載荷。這為解決非標(biāo)準(zhǔn)問題提供了靈活性。7.3.2內(nèi)容開發(fā)用戶子程序，首先需要了解ABAQUS的用戶子程序接口，然后編寫代碼并將其編譯為動態(tài)鏈接庫（DLL）。在ABAQUS中，可以通過UserSubroutine選項來調(diào)用這些自定義子程序。示例#Python用戶子程序示例：定義一個用戶材料模型

defUMAT(stress,statev,dstatev,strain,dstrain,temp,dtemp,time,dtime,predef,dpred,cmodes):

"""

用戶定義的材料模型，用于模擬特定材料的非線性行為。

"""

#材料參數(shù)

E=200e9#彈性模量

nu=0.3#泊松比

yield_stress=235e6#屈服應(yīng)力

#計算彈性矩陣

D=np.zeros((6,6))

D[0,0]=D[1,1]=D[2,2]=E/(1-nu**2)

D[3,3]=D[4,4]=D[5,5]=E/(2*(1+nu))

#應(yīng)力更新

stress=np.dot(D,dstrain)

#檢查屈服條件

ifnp.linalg.norm(stress)>yield_stress:

#應(yīng)力重新調(diào)整

stress=stress*(yield_stress/np.linalg.norm(stress))

returnstress,statev在ABAQUS中調(diào)用上述用戶子程序：#定義用戶材料模型

model.Material(name='CustomMaterial')

model.Materials['CustomMaterial'].Elastic(table=((200e9,0.3),))

model.Materials['CustomMaterial'].Plastic(table=((235e6,0.0),))

#指定用戶子程序

model.Materials['CustomMaterial'].UserMaterial(mechanicalConstants=(200e9,0.3,235e6))以上示例和內(nèi)容展示了ABAQUS軟件在非線性分析、多物理場耦合和用戶子程序開發(fā)方面的高級功能。通過這些功能，用戶可以解決更復(fù)雜、更真實的問題，提高工程設(shè)計和分析的精度。8彈性力學(xué)仿真軟件：ABAQUS案例研究與實踐8.1簡單梁的靜力分析8.1.1概述在ABAQUS中進行簡單梁的靜力分析，可以深入了解軟件如何處理基本的結(jié)構(gòu)力學(xué)問題。本案例將指導(dǎo)你通過ABAQUS完成一