1、Abaqus仿真分析培训仿真分析培训1896192019872016上海交通大学上海交通大学2016-07-27-2/61-Contents 1.Abaqus/CAE简介 2.简单实例分析-3/61-1.1 1.1 什么是什么是ABAQUS/CAEABAQUS/CAE？Abaqus Abaqus是一组有限元分析模块。是一组有限元分析模块。AbaqusAbaqus的的核核心心是是它它的的求求解解器器模模块块，Abaqus/StandardAbaqus/Standard和和Abaqus/Explicit,Abaqus/Explicit,是是互互相相补补充充的的、集集成成的的分分析析模模块块：Sta
2、ndardStandard是是通通用用的的有有限限元元分分析析模模块块，ExplicitExplicit是是显显式式的的动动力力学学有有限限元元分分析析模块模块。Abaqus/CAEAbaqus/CAE将将 分分 析析 模模 块块 集集 成成 于于 Complete Complete Abaqus Abaqus EnvironmentEnvironment，用用于于建建模模、管管理理、监监控控AbaqusAbaqus的的分分析析过过程程和和结结果的可视化处理。果的可视化处理。前处理前处理+后处理后处理-4/61-1.1 1.1 什么是什么是ABAQUS/CAEABAQUS/CAE？Abaqus
3、/CAE Abaqus/CAE用户界面（版本：用户界面（版本：6.146.14）菜单栏菜单栏工具条工具条模型树模型树视窗视窗信息输出及指令输入窗口信息输出及指令输入窗口环境栏环境栏-5/61-1.2 ABAQUS/CAE1.2 ABAQUS/CAE的基本特征的基本特征 现代现代的图形用户界面的图形用户界面(GUI)(GUI)，如，如菜单菜单、图标和、图标和对话框。对话框。应用应用菜单可以直接访问各种菜单可以直接访问各种功能功能。对于对于经常使用的功能，图标经常使用的功能，图标可以可以提高访问的速度。提高访问的速度。对话框对话框可以输入文本的信息可以输入文本的信息，还，还可以选择不同的选项。可以
4、选择不同的选项。-6/61-1.2 ABAQUS/CAE1.2 ABAQUS/CAE的基本特征的基本特征创建部件的几何模型（如果需要，还需创建区域）为初始构型定位部件。如果模型中只包含一个部件，装配件将被自动创建。将装配件分割成可以分网的区域并划分网格定义分析步和输出需求定义材料定义部件区域的截面属性为部件或区域定义和分配截面属性为区域、集定义接触或其他形式的相互作用，并在指定的分析步应用它们为区域或集指定载荷、边界条件和场，并在指定的分析步应用它们提交、管理、并监控分析作业检验结果PartAssemblyStepLoadMeshVisualizationPropertyInteraction
5、Job9 9个基本模块个基本模块-7/61-1.2 ABAQUS/CAE1.2 ABAQUS/CAE的基本特征的基本特征一致的环境一致的环境以模块的方式表示各种以模块的方式表示各种功能。功能。每个模块包含该模块所每个模块包含该模块所有功能的子集。有功能的子集。各个模块的表示方法相各个模块的表示方法相似。理解其中一个模块似。理解其中一个模块的表示方法，可以方便的表示方法，可以方便的理解其他模块的理解其他模块。-8/61-1.2 ABAQUS/CAE1.2 ABAQUS/CAE的基本特征的基本特征完备的完备的CADCAD系统系统同同许许多多CADCAD系系统统类类似似，ABAQUS/CAEABAQ
6、US/CAE中中也也是是基基于于部部件件和和部部件件实实例例装装配配件件的的概概念。念。部件可以在部件可以在ABAQUS/CAEABAQUS/CAE中创建。中创建。可可以以导导入入其其它它程程序序包包生生成成的的几几何何体体或或将将几何体导出到其它程序包。几何体导出到其它程序包。已已有有的的ABAQUSABAQUS网网格格可可以以被被导导入入，作作进进一步的处理。一步的处理。-9/61-1.2 ABAQUS/CAE1.2 ABAQUS/CAE的基本特征的基本特征基于特征和参数化基于特征和参数化特特征征是是设设计计过过程程的的重重要要组组成成。模模型型是是由多个特征组成的；比如：由多个特征组成的
7、；比如：几何特征几何特征实体拉伸，线，切割，导角等。实体拉伸，线，切割，导角等。装配件特征装配件特征轮轮子子必必须须与与轴轴同同心心，毛毛坯坯必必须须与与刚体模具正确的接触等。刚体模具正确的接触等。分网特征分网特征将将几几何何体体分分成成不不同同的的区区域域，利利用用不不同同的的分分网网技技术术划划分分网网格格，不不同同的的边可以有不同的网格密度，等等。边可以有不同的网格密度，等等。-10/61-1.2 ABAQUS/CAE1.2 ABAQUS/CAE的基本特征的基本特征 模型树模型树 模模型型树树使使用用户户对对模模型型以以及及模模型型包包含含的的对对象象有有一一个图形上的直观个图形上的直观
8、概述。概述。结结果果树树用用于于显显示示输输出出odbodb数数据据以以及及XYXY数数据据的的分分析析结果。结果。两两种种树树使使得得模模型型间间操操作作和和管管理理对对象象更更加加直直接接和和集中。集中。-11/61-1.3 ABAQUS/CAE1.3 ABAQUS/CAE中的模型数据库中的模型数据库什么是模型数据库什么是模型数据库 (文件扩展名文件扩展名 .cae)?.cae)?对于任意数量的模型，包含所有的模型信息。对于任意数量的模型，包含所有的模型信息。一般包含一个模型或几个相关的模型。一般包含一个模型或几个相关的模型。在在ABAQUS/CAEABAQUS/CAE 中，一次只可以打开
9、一个模型数据库。中，一次只可以打开一个模型数据库。模模型型数数据据库库.cae.cae文文件件：存存储储分分析析模模型型和分析任务和分析任务。-12/61-1.4 ABAQUS1.4 ABAQUS有限元分析中的单位一致性有限元分析中的单位一致性SISI(mm)US UnitLengthmmminForceNN1bfMasskgT(103kg)1bf s2/inTimesssStressPaMPapsiEnergyJmJ(10-3J)in 1bfDensityKg/m3t/mm31bf s2/in4Acem/s2mm/s2CAECAE软件其实是数值计算软件，没有单位的软件其实是数值计算软件，没有
10、单位的概念。概念。-13/61-1.5 ABAQUS/CAE1.5 ABAQUS/CAE建模及分析步骤建模及分析步骤 1、几何建模、几何建模 Part 2、划分网格划分网格 Mesh 3、特性设置特性设置 Property 4、建立装配体建立装配体 Assembly 5、定义分析步、定义分析步 Step 6、相互作用相互作用 Interaction 7、载荷边界载荷边界 Load 8、提交运算提交运算 Job 9、后处理后处理 Visualization分分析析流流程程九九步步走走-14/61-Contents 1.Abaqus/CAE简介 2.简单实例分析-15/61-AbaqusAbaqu
11、s有限元仿真分析练习案例有限元仿真分析练习案例练习练习任务任务1.1.利用详细的说明，使用利用详细的说明，使用ABAQUS/CAEABAQUS/CAE 的各个模块创的各个模块创建简单的悬臂梁模型。建简单的悬臂梁模型。2.2.提交作业进行分析。提交作业进行分析。3.3.察看分析结果察看分析结果。材料：钢，杨氏模量为 209103 MPa，泊松比为 0.3-16/61-2.1 2.1 预备步骤预备步骤1、启动ABAQUS/CAE；2、创建一个模型数据库（WithWith Standard/Explicit Standard/Explicit）；3、为了创建一个模型，在主菜单上选择 ModelMod
12、el CreateCreate，在 Name Name 栏中输入 BEAM BEAM 后点击 OKOK；4、为保存模型数据库,选择 FileFile SaveSave,并在 File Name:File Name:一栏中输入 BEAM BEAM 后点击 OKOK；注：扩展名.cae .cae 自动添加量纲：量纲：ABAQUS没有固定专用的量纲系统，所有输入数据必须指定一致性的量纲。-17/61-2.2 2.2 创建部件创建部件1、选择 PartPart CreateCreate 创建一个新部件，出现 Create Part Create Part 对话框。2、修改 NameName：BeamB
13、eam，接受缺省设置3D,3D,Deformable,solid,ExtrusionDeformable,solid,Extrusion,修改 Approximate sizeApproximate size：300300，点击 Continue Continue 进入草图绘制界面进入草图绘制界面。后退到当前任务的前一步提示取消当前任务完成-18/61-2.2 2.2 创建部件创建部件a.点击工具箱中的工具 Create Lines:RectangleCreate Lines:Rectangle，并观察提示区。b.注意鼠标移动时，在视窗左上角对应的坐标变化。c.在坐标(-100,10)处点击，
14、指定矩形的一个角点。移动鼠标指定矩形的另一个角点(100,-10)；或者随意绘制一矩形，再标注尺寸。d.点击鼠标中键，点击提示区 DoneDone,完成矩形绘制。e.在弹出的 Edit Base ExtrusionEdit Base Extrusion 对话框中输入 Depth:Depth:2525,并点击 OKOK。-19/61-2.3 2.3 定义材料定义材料首先首先：创建一个线弹性材料，杨氏模量为创建一个线弹性材料，杨氏模量为 209 209 103 MPa103 MPa，泊松比为，泊松比为 0.3 0.3。1.选择功能模块 ModuleModule：PropertyProperty。2
15、.在主菜单选择 MaterialMaterial Create Create，创建一个新的材料；或者利用工具条中工具创建。3.在 Edit MaterialEdit Material 对话框中输入 Name:Name:SteelSteel。选择 MechanicalMechanical ElasticityElasticity ElasticElastic。4.在 Youngs ModulusYoungs Modulus 下输入 209.E3 209.E3，在 Poissons RatioPoissons Ratio 下输入 0.30.3。5.点击 OKOK 退出 Edit MaterialE
16、dit Material 对话框。-20/61-2.3 2.3 定义材料定义材料然后然后：定义各项同性实体截面。：定义各项同性实体截面。1.1.点击工具条上点击工具条上Create SectionCreate Section命令命令.2.在 Create Section Create Section 对话框中:a.输入 NameName：BeamSectionBeamSection。b.在 CategoryCategory 列表中选择缺省项 Solid Solid。c.在 Type Type 列表中选择缺省项 HomogeneousHomogeneous。d.点击 ContinueContinue.出现 Edit Section Edit Section 对话框。3.在 Edit Section Edit Section 对话框中:a.接受缺省项 MaterialMaterial：SteelSteel。b.接受缺省值 Plane stress/strain thicknessPlane stress/strain thickness：1 1。c.点击 OKOK。-21/61-2.3 2
