ABAQUS非线性屈曲分析步骤_百度文库
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ABAQUS非线性屈曲分析步骤
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ansys位移加载时求解反力或荷载的问题
我建钢管混凝土的模型，最后想求解荷载位移曲线，就是总的荷载，因为想要模拟荷载的下降段，用力加载的时候发现得不到下降段，加到很大的荷载的时候荷载就不能继续加上去了，所以想用位移加载，但是用位移加载的时候，我在/post1中查看反力（因为我觉得反力的和就是模型所加到的荷载），有的节点的反力为负数，这个就和正的抵消了，最后得出的反力值很小，这是为什么，而且还有一个问题就是我用力加载后查看的节点反力时节点的数目和编号与我用位移加载时查看反力的节点不一致，这是怎么回事呢！！
希望能指点一下！！谢谢啦！！！
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★ 臭水沟(金币+1): 谢谢交流~~
你就这样说 别人是看不懂 你的问题的。 最好是上图说明
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【答案】应助回帖
★ xiegangmai(金币+1): 谢谢应助！
这个问题我也遇见过，应该是查看反力的总和，所有节点反力的总和！
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引用回帖:: Originally posted by zjg829 at
这个问题我也遇见过，应该是查看反力的总和，所有节点反力的总和！ 奥，我已经解决了，是要选择底部支座的节点，然后加个循环，求和就可以了额，谢谢你啦，我忘了我当初是怎么设置的了，所以不知道怎么加不上币，所以只能送朵花啦！！不好意思哦~~
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这个问题我也遇见过，应该是查看反力的总和，所有节点反力的总和！ 奥，我已经解决了，是要选择底部支座的节点，然后加个循环，求和就可以了额，谢谢你啦，我忘了我当初是怎么设置的了，所以不知道怎么加不上币，所以只能送朵花啦！！不好意思哦~~
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引用回帖:: Originally posted by ctgu_zheng at
你就这样说 别人是看不懂 你的问题的。 最好是上图说明 奥，我已经解决了，是要选择底部支座的节点，然后加个循环，求和就可以了额，谢谢你啦，我忘了我当初是怎么设置的了，所以不知道怎么加不上币，所以只能送朵花啦！！不好意思哦~~
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哥们，你这个帖子的问题我也有。。
到底怎么办啊，我也要画位移和荷载曲线。。然后给的某个面上的位移，求解之后那面上的节点荷载各种分散啊，方向都很不一样。就不知道怎么在时间历程处理器中选择代表节点去画曲线了。。真心不会啊，求帮助！！QQ
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【答案】应助回帖
xiegangmai: 非应助请勿选择应助回帖
有没有这个程序啊求程序啊
永远不要给自己放弃的理由！
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引用回帖:: Originally posted by 许铭 at
有没有这个程序啊求程序啊 很早以前的帖子，后来就忘了看了，不知道是否还需要，把命令流贴身，大家交流哈
NSOL,2,15387,U,Y
NUMVAR,200
RFORCE,3,1,F,Y
RFORCE,4,2,F,Y
*DO,I,3,196,1
RFORCE,4,I,F,Y
RFORCE,4,I,F,Y
中间类似加一些循环
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引用回帖:: Originally posted by 岸央 at
很早以前的帖子，后来就忘了看了，不知道是否还需要，把命令流贴身，大家交流哈
NSOL,2,15387,U,Y
NUMVAR,200
RFORCE,3,1,F,Y
RFORCE,4,2,F,Y
*DO,I,3,196,1
RFORCE,4,I,F,Y
ADD,3,3,4 ... 我的模型也是施加的位移荷载，想求出反力画荷载-位移曲线，参考你给出的命令流进行了时间后处理，我是对底面所有节点施加的约束，那荷载值是底面所有节点反力的和么？我的模型用了COMBINATION39单元，用了耦合，在底面处有耦合节点，是不是因为有耦合的节点所以导致用反力求荷载的时候会出现问题呢？我的荷载-位移曲线总是不对……
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Abaqus学习笔记
一 Abaqus 使用日记Abaqus 标准版共有“部件（part）、 ”“材料特性（property）、 ”“装配（assemble）、 ”“计算步 骤（step）、 ”“交互（interaction）、 ”“加载（load）、 ”“单元划分（mesh）、 ”“计算（job）、 ”“后 处理（visualization）、 ”“草图（sketch） ”十大模块组成。
建模方法： 一个模型 （model） 通常由一个或几个部件 （part） 组成，部件” “ 又由一个或几个特征体 （feature） 组成，每一个部分至少有一个基本特征体（base feature） ，特征体可以是所创建的实体，如 挤压体、切割挤压体、数据点、参考点、数据轴，数据平面，装配体的装配约束、装配体的 实例等等。 1．首先建立“部件” （1）根据实际模型的尺寸决定部件的近似尺寸，进入绘图区。绘图区根据所输入的近似尺 寸决定网格的间距，间距大小可以在 edit 菜单 sketcher options 选项里调整。 （2）在绘图区分别建立部件中的各个特征体，建立特征体的方法主要有挤压、旋转、平扫 三种。 同一个模型中两个不同的部件可以有同名的特征体组成， 也就是说不同部件中可以有 同名的特征体， 同名特征体可以相同也可以不同。 部件的特征体包括用各种方法建立的基本 特征体、数据点（datum point） 、数据轴（datum axis） 、数据平面（datum plane）等等。 （3）编辑部件可以用部件管理器进行部件复制，重命名，删除等，部件中的特征体可以是 直接建立的特征体，还可以间接手段建立，如首先建立一个数据点特征体，通过数据点建立 数据轴特征体，然后建立数据平面特征体，再由此基础上建立某一特征体，最先建立的数据 点特征体就是父特征体， 依次往下分别为子特征体， 删除或隐藏父特征体其下级所有子特征 体都将被删除或隐藏。 ××××特征体被删除后将不能够恢复， 一个部件如果只包含一个特 征体，删除特征体时部件也同时被删除××××× 2．建立材料特性 （1）输入材料特性参数弹性模量、泊松比等 （2）建立截面（section）特性，如均质的、各项同性、平面应力平面应变等等，截面特性 管理器依赖于材料参数管理器 （3）分配截面特性给各特征体，把截面特性分配给部件的某一区域就表示该区域已经和该 截面特性相关联 3．建立刚体 （1）部件包括可变形体、不连续介质刚体和分析刚体三种类型，在创建部件时需要指定部 件的类型，一旦建立后就不能更改其类型。采用旋转方式建立部件，在绘制轴对称部件的外 形轮廓时不能超过其对称轴。 （2）刚体是不能够施加质量、惯性轴等特性的，建立刚体后必须给刚体指定一个参考点 （reference point） 。在加载模块里对参考点施加约束和定义其运动，对参考点施加的荷载或 运动就相当于施加给了整个刚体。 4．模型装配 （1）在装配（assemble）模块里首先建立部件实例（part instance） ，一个部件实例可以看作 部件的代表，但并不是原部件的拷贝。实例一直和原部件保持关联，当原部件几何形状发生 变化时，实例也发生相应变化。不能对部件实例直接编辑，一个装配模型可以包含一个部件 所有装配模型中的实例都是该装配模型的特征体， 在创建第一个实例时所生成 的多个实例。 的装配模型总体坐标系也是该装配模型的一个实例。1同一个部件中所有特征体在装配模块中对该部件建立实例时会形成一个整体， 也即形成了装 配模型中一个特征体。选择该实例时，该实例在装配之前原部件中所有特征体都被选择了， 原部件中所有特征体在装配后形成了一个整体。 对于各部件的实例， 可以在 view 菜单 assembly display options 选项里选择 instance 标签对现 有的各实例决定其是否显示在当前视窗中，这一功能对选择视窗中的对象很有帮助。 所有建立的部件实例组成了装配模型新的特征体， 在特征体管理器中查看。 后续所有模块的 操作对象就是所生成的部件实例，也即装配模型中的特征体，而不是原来的部件。 『65』 ：部件实例有独立的和非独立的两种，缺省状态是非独立实例。独立的实例划分网格 时独立划分，与源部件不相关，非独立实例划分网格时和源部件相关联。 （2）在部件模块里定义部件，在材料特性模块来赋予部件材料参数，然而，在使用装配模 块将各个部件装配成一个模型时，所操作的对象仅仅是部件实例，而不是部件本身。在交互 模块、加载模块和单元划分模块里所操作的对象都是装配集合模型中各个部件的实例。 （3）创建了一个部件实例后，ABAQUS 需要生成一个装配体的总体坐标系定位该实例，该 装配体的总体坐标系与创建部件时的总体坐标系是两个不同的坐标系。 在创建部件基特征体 时的绘图（sketch）坐标原点与装配体的总体坐标系原点重合，并且 xy 坐标平面和装配体 总体坐标系 xy 平面平行。创建了第一个实例后，装配模块会在当前视图中显示出整体坐标 系的原点和方向，ABAQUS 定位该实例的方法就是将该实例基特征体的坐标原点（绘制平 面草图的坐标原点）与装配体总体坐标系原点重合。 （4）定位各个部件实例 除了移动和旋转方法外， 装配模块提供了定位各个部件实例的工具集， 通过选择实例的面或 边来定位。可以选择部件实例的面或边移动，成为移动部件实例，也可以选择面或边固定， 成为固定部件实例。常见的定位标准包括：平行面、面对面、平行边、边对边、共轴、点重 合、坐标系平行、接触。各定位标准之间互不影响，可以用新的定位标准替换原定位标准使 实例重新定位。 平行面：两个选择的面相互平行 面对面：选择的两个面相互平行并且有一个给定的间距 平行边：所选择的两个边相互平行 边对边：所选择的两个边相互平行并且有一个给定的间距或者两个边共线 共轴：两个选择的面轴线重合 每一个定位标准都作为装配模型的特征体而保存， 可以在特征体管理器里进行编辑， 也即用 来定位的面、边、点、轴、坐标系都成为了装配体的特征体。 5．定义分析步骤： （1）对模型施加荷载和边界条件之前或者定义模型的接触问题之前，必须定义不同的分析 步骤。然后可以指定在哪一步施加荷载，在哪一步施加边界条件，哪一步去定相互关联。 创建了分析步骤后，CAE 会选择分析过程相应的输出变量，选择变量写入输出结果文件数 据库的频率。 (2)CAE 缺省地创建初始步（initial） 分析步骤创建完成后自动生成了输出结果管理器 (3)输出结果要求 ABAQUS 求解器通常计算每一个增量步许多变量值，而往往我们只对其中某一小部分计算 数据感兴趣， 软件提供了指定要输出到计算结果数据库中的某些变量结果的功能。 输出要求 包括一下一些信息： （a）所需要的变量或者变量分量； （b）模型中某一特定区域和积分点的计算结果；2（c）写到计算结果数据库中各变量值的写入频率； 建立了第一分析步后，CAE 缺省地选择和相应的分析过程中输出变量集。缺省的情况下， CAE 输出模型中每个节点或积分点的计算值。 ●场变量输出（field）和历程输出（history） （a）场变量输出： 在通常情况下， 后处理模块采用变形形状、 等直线或矢量图来看实时输出结果， ABAQUS 由 生成的实时输出结果数据库文件都很大，因此可以通过输出要求来限制结果数据库的大小。 （b）历程输出： ABAQYUS 对模型中指定点产生历程输出数据。 在大多数情况下可以使用后处理模块在 XY 坐标系中查看历史输出结果。 结果的输出频率依赖于如何使用计算生成的各种数据， 输出频 率可以很高。可以建立历史输出要求，通过该要求限制历史输出频率。在建立历史输出要求 时可以指定某一个独立的变量写入输出结果数据库。 ●输出要求的传递（propagate） 创建了第一个分析步后，ABAQUS 自动创建一个缺省的场变量输出要求和历程输出要求， 并将其传递给其后创建的分析步。 ●通用分析步（general step）和线性干扰分析步（linear perturbation step） 分析步包括通用步和线性干扰步两大类，对第一个建立的通用步和线性干扰步 ABAQUS 自 动建立一个缺省的实时输出结果要求和历史输出结果要求。 这两种要求都可以传递给其后的 分析步， 当在已有的分析步中插入新的通用分析步或者线性干扰分析步时， 其上一个分析步 相应的输出结果要求会自动传递给该分析步。 如果在所有已有分析步之前插入一个新的分析 步，ABAQUS 将不会建立一个缺省的结果输出要求给该新的分析步，这时可以创建一个新 的结果输出要求， 也可以在结果输出要求管理器中将该分析步的下一分析步输出结果要求移 动到该分析步。 如果删除一个分析步， 相应的结果输出要求以及其后由该步传递的各分析步的输出结果要求 都将被删除。如果某一个分析步没有相应的结果输出要求，在计算模块（job）里生成输入 文件时将会给出警告。 输出文件用于从计算结果中绘制变形形状，等直线。 输出文件管理器是依赖于步骤管理器而存在的， 6．选择监视自由度 可以定义模型中选定部分的特殊单元和节点集合， 对这些集合可以在属性模块中分配断面特 性、在交互模块中创建接触节点和表面集合的接触对、在加载模块中加载和施加边界条件、 在步骤模块中指定输出文件要求、在显示模块中显示特定区域的计算结果。 7．在交互模块中创建接触表面用于相互作用的接触问题 在复杂的接触模型中首先要要用表面工具集创建接触接触表面集合供后面指定主从接触表 面是选择方便，但是如果模型简单，接触表面很容易选择就无需创建接触表面，可以直接从 模型中选择。当创建一个曲面接触面，必须指明是内表面还是外表面，可以通过所给出的矢 量箭头确定。一个表面集合中可以有多个表面，从表面集合管理器中可以查看各表面集合。 8．建立交互作用特性 交互作用是用来建立模型中接触表面或相距很近的表面之间力学关系的对象。 可以建立一系 列交互作用特性，它和交互作用相互独立，每个交互作用都可以被分配到交互作用特性。交 互作用特性共有三种：接触特性（contact） 、膜条件特性（file condition） 、激励和传导特性 （actuator/sensor） 接触交互作用特性可以是切向接触和法向接触， 接触面间可以是有摩擦、 无摩擦和阻尼接触， 还可以相互间分离。 接触交互作用特性中通常包含阻尼、 热传导、 热辐射、 摩擦生热等信息。3接触交互作用特性可以被通用接触、面对面接触或自我接触等交互作用引用。 膜条件交互作用特性定义膜层传热系数为温度的函数。 膜条件特性只能被膜条件交互作用引 用。 9．建立交互作用 交互作用依赖于所建立的分析步。建立交互作用时必须指定主作用面和从作用面。对于主、 从作用面可以从已经创建的作用面集合中选择，也可以从视窗中直接选择。 10．施加边界条件和荷载 在加载模块（load）中施加边界条件和荷载。施加边界条件也依赖于说建立的分析步。 实体单元（solid element）只有平动自由度，没有转动自由度，所以施加边界条件时只需约 束起平动自由度即可。对于分析刚体来说，约束只能施加给分析刚体的参考点。 缺省的情况下，ABAQUS 将边界条件传递给其后的每一个分析步。对每一个分析步中的边 界条件可以进行编辑和修改。 11．网格划分 （1）进入单元划分模块后，ABAQUS 的颜色代表该模型中不同区域适合用哪种方法就行单 元划分。绿色表示可以可以采用结构法划分，黄色表示可以用旋转扫描法划分，橙色表示该 区域不能用缺省的单元 （实体单元缺省的单元为六面体单元 hexahedral） 形状进行单元划分， 必须对该区域进行分解后才能用缺省的单元形状进行单元划分。 当然， 可以采用四面体单元 （tetrahedral）利用只有网格技术对任何形状的模型区域进行单元划分。 （2）分解模型（partition） 可以对模型中的边（edge） 、面（face）和体（cell）进行分解。用来将边、面、体分解成更 小部分的点、边、面都成为模型中的特征体，这些特征体和其他特征体一样可以在特征体管 理器中查看。 （如：将一个体分解成两部分需要用一个面将体切割成两部分，这个面就成了 模型中一个新的特征体。 ） 分解一个体的方法有五种，也即有五种分割特征体可以将一个特征体分解：定义切割面 （define cutting plane） 、使用数据平面（use datum plane） 、延伸平面（extended face） 、挤压 或旋转边（extrude/sweep edges） 、N-sided patch。 一次分解操作仅仅只是将被分解的对象分解成两部分，并不能改变被分解对象所在特征体 （部件实例）的整体性，也即原特征体或其上的某一组成部分被分解一次，该特征体并不会 被分解成两部分。 （3）单元划分控制 不能对刚体进行单元划分。 mesh control 中指定单元类型 在 （六面体单元、 四面体单元等等） 和单元划分方法 （结构划分法 （structured） 自由划分法 、 （free） 旋转划分法 、 （sweep） 等等） 。 操作的对象是被分解后的边、面、和体，可以对同一实例（装配模型的特征体）分解后产生 的不同边、面、体分别采用不同的单元划分方法，指定不同的单元类型。 （4）分配单元类型 选择单元库（standard、explicit） 、确定线性单元（linear）或者二次单元（quadratic） 、确定 这两种单元的特性：杂交元（hybrid formulation） 、缩步积分（reduced integration） 、非协调 单元模式（incompatible modes） 。操作的对象是被分解后的边、面、和体，可以对同一实例 （装配模型的特征体）分解后产生的不同边、面、体分别指定不同的单元库、单元特性等。 （5）指定单元大小 指定划分单元的近似尺寸。操作的对象是被分解后的边、面、和体。 （6）划分单元 操作对象是整个实例（装配体的特征体） 12．提交工作413．画布对象 画布可以看作是一个无限的屏幕或黑板，在上面可以布置各种对象。 画布对象包括三大类：视窗、画布文字注释、画布箭头注释。 （1）视窗是画布上显示模型和分析结果的对象。可以画布上随意建立和删除视窗，控制其 尺寸、位置和外观，但是画布上至少有一个视窗对象，不能全部删除所有的视窗对象。 （2）文字注释和箭头注释只能根据画布定位，与视窗无关，可以在视窗之内也可以在视窗 之外， 移动视窗对文字和箭头注释的位置没有任何影响， 但是可以调整他们的位置使得他们 处于视窗之中。 14．草图模块（sketch） 草图是二维的剖面图，可以用于生成三位部件。在草图模块中可以定义平面部件、梁、或者 分割体用于挤压、平扫、旋转等方法形成三维部件。在草图模块中也可以定义与特征体无关 的独立的二维平面断面图。 15．后处理文件输出 (1) *File Output：定义输出到结果文件 File Output 选项可以输出节点、 选项可以输出节点、 单元、 整体数据到选定的文件。 *EL FILE、 *ENGERGY FILE 单元、 整体数据到选定的文件。 和*NODE FILE 选项必须和*FILE OUTPUT 选相联使用。 ABAQUS 输入文件（input file） ABAQUS 输入文件包含模型数据和历史数据。模型数据定义有限元模型：单元、节点、单 元特性、材料定义等等。模型数据用来组织生成部件，部件经过装配后生成各种模型。 历史数据定义对模型的操作， 即求解模型响应所需要的时间顺序或加载情况等。 ABAQUS 在 里将这个历史过程分解为不同的分析步。每一个分析步都是某一特定类型的响应，如静载、 动力响应，土体瞬时固结等等。分析步的定义必须包括过程类型（静态应力分析、热传导分 析等） 、时间积分和非线性求解控制参数、荷载和输出控制。 非线性求解步和线性慑动分析步 ABAQUS 中的非线性求解步和线性慑动分析步有着明显的差别。非线性分析步定义一系列 事件， 上一个非线性步必须为下一个非线性步提供初始条件。 线性慑动分析步提供了系统基 本状态（BASE STATE）的线性响应，基本状态也就是优先于线性慑动分析步的最后一个非 线性分析步。 每一个非线性分析步都必须把前一个非线性分析步的状态作为自己的初始条件。 例如， 动力 分析可以不加载，动力响应主要来自静力分析步中所储存应变能的释放。 （2）计算结果输出到 data file 或者 results file所给定的场变量或历程变量可以通过下面 Keyword 写入.dat 文件，但是不能在 CAE 中实现。 *CONTACT PRINT *EL PRINT *ENERGY PRINT *INTERACTION PRINT *MODAL PRINT *NODE PRINT *SECTION PRINT内存问题： 二 内存问题：在你的 ABAQUS 安装目录找到 site 文件夹里面的 abaqus_v6.env 文件，将它 copy 到你的工作目录下，打开作相应的修改就可以了。比如： pre_memory = &512 mb& //预处理分配的内存5standard_memory = &800 mb& //standard 计算的内存 mp_mode = MPI scratch=&D:/temp& //计算的过程文件放在此目录下 mp_file_system = (DETECT,DETECT)约定相关 三 ABAQUS 约定相关DDDD每种软件在顺利运行中都有自己的一套在诸如单位、 符号、 变量值表示等方面的约 定用法，如果想用此种软件进行适合自己的分析，自己进行主观操作之外，对它的这种约定 我们也要提起注意，否则很容易产生我们觉察不到的问题。 （参考 abaqus analysis manual 中 1.2.2 Conventions） 1. 自由度 2. 坐标系统 3. 单位 4. 时间尺度 5. 曲面方向 6. 应力与应变 7. 旋转 ＝＝1＝＝自由度 Abaqus 中对单位的认定与其他软件（如 ANSYS）稍微有点不同就在于默认情况下 abaqus 是 以 1、2、3 等数字来表示各种自由度的标符的，在手写 inp 中，只能以它们表示自由度。 ●除了轴对称单元（.ax..）以外，其它单元对自由度进行如下约定： 1. x 方向（平动自由度） 2. y 方向。。 。 3. z 方向。。 。 4. 绕 x 轴旋转的旋转自由度（以弧度表示） 5. 绕 y。。 。 6. 绕 z。。 。 7. 翘曲（对于开口截面梁单元） 8. 孔隙压力（或静水压） 9. 电势 11．温度（或质量扩散分析中的归一化浓度） 12. 第二温度（对于壳、梁） 13. 第三温度。。 。 14. 其他 其中， y、 默认情况下是分别与系统的整体坐标系 X、 Z 相一致的， x、 z Y、 但如果使用*Transform 对结点进行局部坐标系转化的话，那么它们将与局部坐标系中的相关坐标轴一致。 ● 对轴对称单元的平动与旋转自由度如下规定： 1. r 方向（径向）位移 2. z 方向（轴向）位移 5. 绕 z 轴旋转（用于带扭曲的轴对称单元） ，以弧度表示 6. r-z 平面的旋转（用于轴对称壳单元） ，以弧度表示 用*transform 进行结点坐标系转换的自由度改变同上。6● 可用的自由度 上述所列自由度并不是同时都能用在某一单元结点上的，不同的分析，不同的单元自会 有适合其分析的自由度，而其他则在此是失效的。 ● ABAQUS/Standard 中的内部变量 除了上述所列的自由度外，ABAQUS/Standard 对某些单元还内定了内部‘自由度‘变量 （如用于施加约束的拉格朗日乘子） ，一般情况下，使用 ABAQUS 分析并不需要去了解这 些变量，但在进行分析过程中，当迭代中对非线性约束的满足进行检验时常用到这些内 部变量，这从 msg 文件中的错误警告信息中可以看到。内变量与内部结点相关，内部结 点在 ABAQUS 中为系统分析所用，以负的结点号出现以别于我们所定义的结点。 ＝＝2＝＝坐标系 同一般规定一样，ABAQUS 采用的基本坐标系（系统整体坐标系）是直角坐标系，方向遵 循右手法则。为便于各种分析，用户可以自行定义局部坐标系以便于建模、定义材料、定义 载荷以及变量输出等。 建模中，常在 node/ngen 中加入*system 材料中，常以*orientation 进行定义局部坐标系（尤其对于壳、梁单元） 载荷中，用*transform 可以定义局部坐标系下的载荷 输出中，先前定义的*transform（用于结点变量）与*orientation 可以发挥作用。 ＝＝3＝＝单位 实际上， ABAQUS 没有单位的概念， 它仅是通过有限元方法对矩阵进行数学运算得到结果， 理论上没有什么物理意义，但各种变量从人为地角度赋与物理意义以及物理定理的数学表 示，从而发动 ABAQUS 进行求解出‘有意义的‘的结果来，由此看来，结果是否有效，人对 各种数据变量的主观把握是重要的。 单位的一致性可以保证结果运算不会产生与之相关的问 题。一般，ABAQUS 建议用一套认可的单位制进行单位定义，比方说，国际单位制。当然， 如果你原意通过一系列的转化（转化因子可能复杂）的话，可以不遵守单位一致性的约定。 旋转及角度表示 ABAQUS 中，旋转自由度（4、5、6）以弧度来表示，而其他角度相关的一般 都以真实角度表示（如相角、*ncopy,shift 中的旋转角度） ，其实，便于好记的说法就是， 与长度或三角运算相关的用弧度，与旋转相关的用角度表示。 （个人理解） ● 国际单位制 国际单位制是我们最常用的一套符合一致性要求的单位系统（SI） 。其基本的单位共五 个：长度（m） ，质量（kg） 、时间（s） 、温度（K） 、电流（A） 。其他相关单位均在此单 位基础上组合或推导出来。如力，其单位为牛顿（N） ：类似地，库伦在国际单位制中为：焦耳（J） ：电势在国际单位制中为伏特（V） ，其单位标准为：然而，有时国际标准单位在分析中使用并不方便。比如说，结构分析中常用到的杨氏模 量，其单位常用为 MPa（＝N/mm^2） ，此时，为单位一致，与之相对应的其他基本单位应 为（1 吨＝1000KG、千米、秒） 。 ● 美（英）式单位 对我们而言，总是不太习惯使用美式或英式单位制，这是因为其单位命名规则不像国际 单位制中的表示的那样清楚。 比方说， 磅力等于 1 磅质量 1 （lbm） 乘以重力加速度 （单7位为） 如果以磅力、 。 英尺(ft)和秒作为基本单位的话， 则质量 lbm 可以表示为：。但在一般情况下，密度的单位为，所以若要以上述基本单位表示的话，就必须转化为：（不方便？）而且，从手册中也容易让我们在 lb 倒底代表的是 lbm 还是 lbf 而感到模糊。我们必须 通过查看其由哪些单位组成推导出才能确认是什么。 另外，难理解的还有两个单位，一个是斯（勒格）－slug（＝lbf sec^2/ft） ，其被定 义为在受到一磅重的力作用时产生每秒钟一英尺的加速度的质量单位。另一个是磅达－ poundal（是这么称呼的吧，？） ，被定义为使质量 1 磅的质点发生 1 尺/秒加速度的力。 以下两个有用的转化为： 速度值（单位为： ● ABAQUS 单位符号表示 单位 length mass time temperature electric current force energy electric charge electric potential mass concentration P A F J C 符号 SI 单位 L M T meter kilogram second degree Celsius Ampere Newton Joule Coulomb volt Parts per million ） 。 和 。这里 g 为重力加＝＝4＝＝时间 ABAQUS 共有两种时间计法，一种是步时间（step time）另一种是总分析时间（total time） 。除了线性扰动分析（它不考虑时间） ，步时间是从每一分析步开始计算，而总分析时 间则是从第一个 step 开始计算起的所有 step 的时间积累（包括*restart 步） 。 ＝＝5＝＝关于空间曲面的局部方向 完全的空间曲面定义需要有局部面方向的定义以完成定义诸如基于单元接触曲面的切向 滑移方向或是壳单元的应力应变方向。对此类方向 ABAQUS 作如下规定： 默认的局部 1 方向是整体 x 轴向曲面的投影，如果该 x 轴垂直于曲面（与曲面法线夹角 小于 0.1 度） ，其局部 1 方向是整体 z 轴向曲面的投影。而局部 2 方向则是局部 1 方向依右 手法则形成， 故而局部 1、 和曲面的正法线的构形局部坐标轴方向 2 （依右手法则） 如下图。 。 曲面的正法线方向是通过构成该单元的结点以右手法则旋转而成。局部曲面方向可以通过 *orientation 定义。8当考虑垫片单元或与*section print 和*section file 相关的局部坐标系统定义时， 曲面的局部 1-、2-方向变成局部 2-、3－方向。 对于线型单元如梁 beam、管 pipe、杆 truss 的空间方向，其默认的局部 1-方向和 2 －方向该单元的 切向与横向（ 其具体方向与结点定义 顺序有关） ，当然也可以 通过 *orientation 进行修改。 关于壳单元的应力方向规定15.6.1 Shell elements: overview ……Definition of local directions on the surface of a shell in spaceThe default local directions used on the surface of a shell for definition of anisotropic material properties and for reporting stress and strain components are defined in “Conventions,” Section 1.2.2.9……1.2.2 ConventionsLocal directions on surfaces in spaceLocal directions are needed
for example, to define the tangential slip directions on an element-based contact surface or to define stress and strain components in a shell. The convention used in ABAQUS for such directions is as follows. The default local 1-direction is the projection of the global -axis onto the surface. If the global -axis is within 0.1° of being normal to the surface, the local 1-direction is the projection of the global -axis onto the surface. The local 2-direction is then at right angles to the local 1-direction, so that the local 1-direction, local 2-direction, and the positive normal to the surface form a right-handed set (see Figure 1.2.2C1). The positive normal direction is defined in an element by the right-hand rotation rule going around the nodes of the element. The local surface directi see “Orientations,” Section 2.2.5. 1.2.2C Figure 1.2.2C1 Default local surface directions.10The local 1- and 2-directions become local 2- and 3-directions, respectively, when considering gasket elements or the local systems associated with integrated output sections (“Integrated output section definition,” Section 2.5.1) or user-defined sections (“Section output from ABAQUS/Standard” in “Output to the data and results files,” Section 4.1.2● 局部旋转方向 对于几何线性分析而言，以默认的材料方向（初始参考中定义）就可以将应力应变表示 出来。 对于几何非线性分析， ABAQUS/Standard 中的小应变壳单元 在 （S4R5, S8R, S8R5, S8RT, S9R5, STRI3, 和 STRI65）使用总体拉格朗日应变算法，应力应变可以相对于参考构型 的材料方向改定。垫片单元是小应变小位移单元，默认情况下其应力应变值也是以初始 参考构型定义的行为方向输出。 对于有限膜应变单元（所有的膜单元以及 S3/S3R, S4, S4R, SAX,和 SAXA 单元）和在 ABAQUS/Explicit 中的小应变单元，其材料方向是随着曲面的平均刚性旋转运动而变以 形成当前构型的材料方向。此时这些单元的应力应变则是根据当前的参考构型中的材料 方向给出的。 （更详细地说明可以参考 ABAQUS 相关手册） 。用户可以决定与*section print 和*section file 相关的局部坐标系统是固定不动还是随着曲面的平均刚性运动 而旋转。 ＝＝6＝＝应力应变的规定 在定义材料特性时，在 ABAQUS 中应力应变的各个分量定义如下顺序： ：1-方向的正应力11：2 方向的正应力 ：3 方向的正应力 ：1-2 面的剪应力 ：1-3 方向的剪应力 ：2-3 方向的剪应力 比如，一个完全各向异性、线弹性矩阵为：1-、2-和 3-方向的确定依靠所选择的单元类型。对于实体单元就是整体坐标系的空间 方向。对于壳单元和膜单元，1-、2-方向默认上是壳或膜曲面的局部方向。可以通过 *orientation 对三个方向进行适合自己分析的修改。 对于实体单元的几何非线性分析，默认的方向并不会随着材料的旋转而变化。然而， 如果通过*orientation 定义的方向则会旋转。 ABAQUS/Explicit 在分析中，在内部以不同的顺序完成对各应力的存储。对于几何非线 性分析，无论是否使用*orientation，这些被存储的变量总是随着材料的方向旋转的，这一 点在子程序 VUMAT 被使用时尤显重要。 ● 各向异性材料行为 在连续体单元中定义各向异性材料行为时， 用*orientation 所定义的材料方向是很重 要且必要的。 ● 零值应力 在分析中，如果应力值一直为零，在矩阵存储时将被忽略。例如，对于平面应力分析， ABAQUS 仅存储两个面内的正应力和一个面内的剪应力。 ● 剪应变 ABAQUS 输出工程剪应变 ：● 应力应变测量 在 ABAQUS 中，应力使用的是柯西应力（？）或真实应力值，即每单位当前面积上的 应大小。详细地请看手册。 “Stress measures,” Section 1.5.2 of the ABAQUS Theory Manual。 对于几何非线性分析，存在多种不同的应变计量方法。不像‘真实’应力，它没有 很清楚的真实应变的计法。对同一种物理变形，在大应变分析中不同的应变测量方法会 给出不同的应变值，当然其值所能反应的实际性也就不同。如何选择最好的应变测量方 法，这依靠分析类型、材料行为以及在一定程度上也依靠个人喜好！详见“Strain measures,” Section 1.4.2 of the ABAQUS Theory Manual 默认情况下，在 ABAQUS/Standard 中应变以“综合”总应变（E）输出，对于大应变 的壳、膜和实体单元，还有两种其他的总应变计法可以输出：自然应变（LE）和公称应 变（NE） 。 在 ABAQUS/Explicit 中，自然应变（LE）是默认的应变输出，也可以要求公称应变 输出。而“综合”应变在 ABAQUS/Explicit 中是无法得到的。 ● 总（综合）应变12默认情况下， ABAQUS/Standard 输出到.dat 文件和.fil 文件的应变为综合应变， 这是对 于所有可以在材料体下将应变率数值积分获得有限应变的单元都适用的： ，其中 和 分别是分析中第 n+1 次和第 n 次的总应变， 为旋转张量的增量， 为从第 n 次增量到第 n+1 次增量的总应变增量。对于使 用正转坐标系统（右手法则）的单元（使用*orientation 有限应变壳单元、膜单元和实体 单元）上式可以简化为：应变增量可以通过对变形率 D 在整个时间增量上积分得到：这种应变计法对于弹塑性（粘弹性材料）或弹性－蠕变材料都是适合的，这是因为塑性应变 和蠕变应变都是通过相同的积分方式得到的。在这样的材料里，弹性应变是很小的（因为屈 服应力相对于弹模来说是较小的） ，此时总（综合）应变可以直接地与塑性应变和蠕变应变 相对比！ 如果应变的主方向关于材料方向的变化而旋转变化的， 那么最后所得到的应变是不能和 总变形相联系的，此时无论采用的是何种坐标系统。如果主应变方向保持固定，那么应变就 是变形率的积分：这与稍后将要讨论的自然应变等效。 ● 格林应变 在 ABAQUS/Standard 中，对于小应变壳和梁单元，默认的应变计法 E 为格林应变：此时，F 为变形适量梯度而 I 为特征张量。这种应变计法适合于在小应变、大旋转分析 中使用这些单元。分量 代表沿原定义方向的应变，不能在有弹塑性或超弹性材料行为的 有限应变分析中使用小应变壳和梁单元，因为可能会导致不正确的分析结果！ ●公称应变 公称应变 NE 被定义为：其中，为左拉伸张量， 为主拉伸，为在当前材料参数下的主拉伸方向。因此，主公称应变也就是在主材料参数方向下长度变化对原长度的比值，从而直观地解 释了变形。 ●自然应变 自然应变 LE 被定义为：（式中变量同上） 。13● 应力不变量 在 ABAQUS 中许多结构模型都是根据应力不变量进行阐述的，这些应力不变量为：等效压应力：Mises 等效应力：第三偏应力不变量： 这中间，S 为偏应力，被定义成： ＝＝七＝＝有限旋转 空间中，对于有限旋转作如下规定：定义 就是指在一个节点的 4、5、6 自由度） 。 、 、 为关于整体 X、Y 和 Z 轴的旋转量（也定义，其中，方向P 为旋转同方向， 为右手法则得出的旋转角度（弧度表示） ，见下图。 值不是唯一确定的。 ， 在大旋转问题中，如果总旋转量超过 ，可以加或减任意倍的 （以得到在 内的值） 而这可能会导致旋转分量的不连续输出。这个规则提供了在大多数分析中对于运动边条和弯矩的简便输入以及输出的简单解释。由 ABAQUS 产生的对旋转的输出代表的是关于一固定轴从原参考构型到当前构型的旋转。此输 出不同于对结点的旋转历史输出。 而且， 这个规则成为了小旋转分析甚至是施加到初始有限 旋转上的小旋转情况 （这种情况可在关于一个预变形状态下小振动研究考虑） 最通常的规则。 ●组合旋转 因为有限旋转的方向性， 它不是累积的， 它们被指定的方式与其它种边条被指定的方式有 所不同：在整个 step 上指定的旋转增量必须是从分析步开始的构型到该步末所需要的构型 旋转结点所需要的旋转量。对于总旋转量，在分析中它将结点旋转到最终的位置，但如果它 是在其他的几个初始参考构型中施加的， 那么在一个分析步中就使结点旋转到总量来说是不 够的（也可以说是不正确的） 。如果对于某结点施加的一个旋转增量 是14在该分析步开始 （也就是上一分析步结束时） 时使该结点从其旋转边界条件旋转并最终在该 步结束时到其最终位置的话， 那么在该步末的模型此结点的边界条件诸如旋转向量就应该是 。如果旋转向量的方向保持不变，那么定义旋转边 条和总旋转向量的方法是相同的。 下面以梁的旋转为例来说明如何指定组合有限旋转以及说明有限旋转输出： 梁最初位一 x 轴上， 现在想进行如相复合旋转： 最行使梁绕 z 轴旋转 60 度， 随后梁自旋 （以 自己梁轴）90 度，最后使梁绕在 x-y 平面内垂直于梁体的轴旋转 90 度。 该分析的组合旋转分为三步，分别施加旋转微量 、 和 ，其中：在这个例子中，、和。这里 代表每一个绕旋转轴有限旋转的大小。上述的三个旋转向量分别在第一个步开始的构型定义时施加。用 *Boundary,type=velocity 可以很简便地进行定义。 为方便起见， ABAQUS 中对于 velocity 在 类型的边条其默认的 amplitude 值为常量。 如下为一个典型的 ABAQUS 分析步，将结点 1 固定在原点而将旋转加于结点 2 上： STEP, NLGEOM Step 1: Rotate 60 degrees about the z-axis *STATIC *BOUNDARY, TYPE=VELOCITY 2, 4, 5 2, 6, 6, 1.047198 *END STEP ** *STEP, NLGEOM Step 2: Rotate 90 degrees about the beam axis *STATIC *BOUNDARY, TYPE=VELOCITY 2, 4, 4, 0., 5, 5, 1., 6 *END STEP ** *STEP, NLGEOM Step 3: Rotate beam onto z-axis *STATIC *BOUNDARY, TYPE=VELOCITY 2, 4, 4, 1., 5, -0., 6, 6 *END STEP15推荐使用上述方示施加有限旋转边界条件 （*boundary, type-velocity 为默认的 amplitude 定义类型） 。然而，如果旋转边条是作为位移类型边条加载的话，上面的输入格式需要进行 改变， ABAQUS/Standard 中， 在 对于某一分析步的边条是在分析步内定义整体或该步最终的 边界状态。 这种情况下， 所有以前分析步中所指定的边条必须要被添加到增量的旋转向量分 量上。ABAQUS/Standard 的分析步定义将变为： *STEP, NLGEOM Step 1: Rotate 60 degrees about the z-axis *STATIC *BOUNDARY 2, 4, 5 2, 6, 6, 1.047198 *END STEP ** *STEP, NLGEOM Step 2: Rotate 90 degrees about the beam axis *STATIC *BOUNDARY 2, 4, 4, 0., 5, 5, 1., 6, 1.047198 *END STEP ** *STEP, NLGEOM Step 3: Rotate beam onto z-axis *STATIC *BOUNDARY 2, 4, 4, 2., 5, 5, 0., 6, 6, 1.047198 *END STEP 可以看出，第二、三步的边条是分别加上了前几步已定义的旋转边界条件！四 ABAQUS 单元小结1、 单元表征 单元族：单元名字里开始的字母标志着这种单元属于哪一个单元族。 C3D8I 是实体单元； S4R 是壳单元； CINPE4 是无限元； 梁单元； 刚体单元； 膜单元；16特殊目的单元，例如弹簧，粘壶和质量； 桁架单元。 自由度 dof（和单元族直接相关） ：每一节点处的平动和转动 1 1 方向的平动 2 2 方向的平动 3 3 方向的平动 4 绕 1 轴的转动 5 绕 2 轴的转动 6 绕 3 轴的转动 7 开口截面梁单元的翘曲 8 声压或孔隙压力 9 电势 11 度（或物质扩散分析中归一化浓度） 12＋梁和壳厚度上其它点的温度 轴对称单元 1 r 方向的平动 2 z 方向的平动 6 r-z 方向的转动 节点数：决定单元插值的阶数 数学描述：定义单元行为的数学理论 积分：应用数值方法在每一单元的体积上对不同的变量进行积分。大部分单元采用 高斯积分方法计算单元内每一高斯点处的材料响应。单元末尾用字母“R”识别减缩积分 单元，否则是全积分单元。 ABAQUS 拥有广泛适用于结构应用的庞大单元库。单元类型的选择对模拟计算的精度 和效率有重大的影响；节点的有效自由度依赖于此节点所在的单元类型；单元的名字完 整地标明了单元族、单元的数学描述、节点数及积分类型；所用的单元都必须指定单元 性质选项。单元性质选项不仅用来提供定义单元几何形状的附加数据，而且用来识别相 关的材料性质定义；对于实体单元，ABAQUS 参考整体笛卡尔坐标系来定义单元的输出变 量，如应力和应变。可以用*ORIENTATION 选项将整体坐标系改为局部坐标系；对于三维 壳单元，ABAQUS 参考建立在壳表面上的一个坐标系来定义单元的输出变量。可以用 *ORIENTATION 选项更改这个参考坐标系。 2．实体单元(C) 实体单元可在其任何表面与其他单元连接起来。 C3D:三维单元 CAX:无扭曲轴对称单元，模拟 3600 的环，用于分析受轴对称载荷作用，具有轴对称 几何形状的结构； CPE:平面应变单元，假定离面应变ε33 为零，用力模拟厚结构； CPS:平面应力单元，假定离面应力σ33 为零，用力模拟薄结构； 广义平面应变单元包括附加的推广：离面应变可以随着模型平面内的位置线性变化。 这种数学描述特别适合于厚截面的热应力分析。 可以扭曲的轴对称单元：用来模拟初始时为轴对称的几何形状，且能沿对称轴发生 扭曲。这些单元对于模拟圆柱形结构，例如轴对称橡胶套管的扭转很有用。 反对称单元的轴对称单元：用来模拟初始为轴对称几何形状的反对称变形。适合于 模拟像承受剪切载荷作用的轴对称橡胶支座一类的问题。如果不需要模拟非常大的应变17或进行一个复杂的，改变接触条件的问题，则应采用二次减缩积分单元 （CAX8R,CPE8R,CPS8R,C3D20R） ，如果存在应力集中，则应在局部采用二次完全积分单元 （CAX8,CPE8,CPS8,C3D20 等） 。对含有非常大的网格扭曲模拟（大应变分析） ，采用细网 格划分的线性减缩积分单元（CAX4R,CPE4R,CPS4R,C3D8R 等） ，对接触问题采用线性减缩 积分单元或非协调元（CAX4I,CPE4I,CPS4I,C3D8I）的细网格划分。 如果在模型中采用非协调元应使网格扭曲减至最小。 三维情况应尽可能采用块状单元（六面体） 。当几何形状复杂时，完全采用块体单元 构造网格会很困难，因此可能有必要采用G形和四面体单元，但尽量少用，并远离需要 精确求解的区域。 一些前处理程序包括网格划分方法，它们可用四面体单元构造任意形状的网格。只 要采用二次四面体单元（C3D10） ，其结果对小位移问题应该是合理的。 小结： 在实体单元中所用的数学公式和积分阶数对分析的精度和花费有显著的影响；使用 完全积分单元，尤其是一阶（线性）单元，容易形成自锁现象，正常情况不用；一阶减 缩积分单元容易出现沙漏现象；充分的单元细化可减小这种问题；在分析中如有弯曲位 移，且采用一阶减缩积分单元时，应在厚度方向至少用 4 个单元；沙漏现象在二阶减缩 积分单元中较少见，一般问题应考虑应用这些单元；非协调单元的精度依赖于单元扭曲 的量值；结果的数值精度依赖于所用的网格，应进行网格细化研究以确保该网格对问题 提供了唯一的解答。但是应记住使用一个收敛网格不能保证计算结果与问题的实际行为 相匹配：它还依赖于模型其他方面的近似化和理想化程度；通常只在想要得到精确结果 的区域细划网格；ABAQUS 具有一些先进特点如子模型，它可以帮助对复杂模拟得到有用 的结果。 3．壳单元(S) 可以模拟有一维尺寸（厚度）远小于另外两维尺寸，且垂直于厚度方向的应力可以 忽略的结构。 一般壳单元：S4R,S3R,SAX1,SAX2,SAX2T。对于薄壳和厚壳问题的应用均有效，且考 虑了有限薄膜应变； 薄壳单元：STRI3,STRI35,STRI65,S4R5,S8R5,S9R5,SAXA。 强化了基尔霍夫条件，即： 垂直于壳中截面的平面保持垂直于中截面； 厚壳单元：S8R,S8RT。二阶四边形单元，在小应变和载荷使计算结果沿壳的跨度方 向上平缓变化的情况下，比普通单元产生的结果更精确； 对于给定的应用，判断是属于薄壳还是厚壳问题，一般：如果单一材料制造的各向 同性壳体的厚度和跨度之比在 1/20－1/10 之间，认为是厚壳问题；如果比值小于 1/30， 则认为是薄壳问题；若介于 1/30－1/20 之间，则不能明确划分。由于横向剪切柔度在复 合材料层合壳结构中作用显著，故比值（厚跨比）将远小于“薄”壳理论中采用的比值。 具有高柔韧中间层的复合材料（ “三明治”复合材料）有很低的横向剪切刚度并且几乎总 是被用来模拟“厚”壳；横向剪切力和剪切应变存在于普通壳单元和厚壳单元中。对于 三维单元，提供了可估计的横向剪切应力。计算这些应力时忽略了弯曲和扭转变形的耦 合作用，并假定材料性质和弯曲力矩的空间梯度很小；壳单元可以使用每个单元的局部 材料方向，各项异型材料的数据，如纤维增强复合材料，以及单元输出变量，如应力和 应变，都按局部材料方向而定义。在大位移分析中，壳单元上的局部材料轴随着材料各 积分点上的平均运动而转动；线性、有限薄膜应变、四边形壳单元（S4R）是较完备的而 且适合于普通范围的应用；线性、有限薄膜应变、三角形壳单元（S3R）可作为通用的壳 单元来应用。由于在单元内部近似为应变场，精细的网格划分可用于求解弯曲变形和高18应变梯度；考虑到在复合材料层合壳模型中剪切柔度的影响，将采用“厚”壳单元 （S4R,S3R,S8R） ，四边形或三角形的二次壳单元，用于一般的小变形薄壳是很有效的。 它们对剪力自锁和薄膜锁死是不敏感的；在接触模拟中不用选用二阶三角形壳单元 （STRI65） ，要采用 9 节点的四边形壳单元（S9R5）;对于仅经历几何线性行为的非常大 的模型，线性、薄壳单元（S4R5）一般将比通用壳单元花费更少； 小结： 壳单元的横截面特性可以由沿厚度方向的数值积分确定（*SHELL SECTION） ，或在分 析开始时应用计算的横截面刚度（*SHELL GENERAL SECTION） ；*SHELL GENERAL SECTION 是非常有效的，但仅用于线性材料，*SHELL SECTION 可用于线性和非线性材料；数值积 分在沿壳厚度方向的一系列积分点上进行。这些积分点就是单元变量可以被输出的位置。 最外层的积分点位于壳单元的表面。壳单元法线方向决定了单元的正和负表面，为了正 确地定义接触和解释输出数据，必须知道其对应的是哪个面。壳法线还定义了施加在单 元上正压力载荷的方向，并可以在 ABAQUS/Post 中画出；壳单元利用材料方向局部化到 每个单元。在大位移分析中，局部材料轴随单元而转动。*ORIENTATION 被用来定义非默 认的局部坐标系统。单元的变量，如应力和应变，在局部方向输出；*TRANSFORM 定义节 点的局部坐标系，集中载荷和边界条件被应用在局部坐标系中。所用节点的输出，如位 移，也默认为基于局部的坐标系；矢量图可以使模拟结果可视化，特别是用来观察结构 的运动和载荷路径。4.梁单元（B） 模拟一维尺寸（长度）远大于另外二维尺寸的构件，且只有长度方向上的应力比较 显著。 对于包含接触的任何模拟，应使用一阶、剪切变形的梁单元（B21,B31） 如果结构刚度非常大或者非常柔软，在几何非线性模拟中应当使用杂交梁单元 （B21H,B32H,等）使用欧拉－伯努利（三次）梁单元（B23,B33）精度很高，可模拟承受 分布载荷作用的梁，例如动态振动分析。如果横向剪切变形也很重要，要使用铁摩辛柯 （二次型）梁单元（B22,B32）模拟有开口薄壁横截面的结构，应当使用考虑了开口截面 翘曲理论的梁单元（B31OS,B32OS） 小结： 梁单元的性质由截面（*BEAM SECTION 或*BEAM GENERAL SECTION）的数值积分决定， 或直接给出截面积、惯性矩和扭转常数（*BEAM GENERAL SECTION） ；当使用*BEAM GENERAL SECTION 选项时，模拟开始时进行一次数值积分，并且假定材料是弹性的；ABAQUS 包括 大量的标准横截面形状。其它形状可以通过定义 SECTION=ARBITRARY 来模拟；必须定义 横截面取向，方法是通过给出第三个节点，或者在单元性质定义中定义一个矢量。截面 取向在 ABAQUS 后处理中可以画出；当梁作为壳的加强构件使用时，梁的横截面可能偏离 节点；线性和二次型包含剪切变形的影响，三次型梁不考虑剪切柔度。开口截面梁准确 地模拟了扭转和薄壁开口截面翘曲（包括翘曲约束）的影响；多点约束和约束方程可以 用来连接模型中铰接、刚性连接等节点的自由度； “弯矩”型图使得像梁这样的一维单元 的结果很清楚地表示出来；ABAQUS 后处理图的硬拷贝可以得到 PostScript 和 HPGL 的格 式。5．桁架单元（T） 只能承受拉伸和压缩载荷的杆，不能承受弯曲，模拟铰接框架结构，近似模拟线缆 和弹簧。196．刚体单元（R） 没有独立的自由度。 7．非线性分析 小结： 结构问题中存在着三种非线性来源：材料、几何和边界（接触） 。这些因素的任意组 合都可以出现在 ABAQUS 的分析中；几何非线性发生在位移量值影响结构响应的情况下。 这包括大位移和转动效应、突然翻转和载荷硬化；非线性问题是利用牛顿－拉弗森方法 来进行迭代求解的。非线性问题比线性问题所需要的计算机资源要高许多倍；非线性分 析步被分为许多增量步。ABAQUS 通过迭代，在新的载荷增量结束时近似地达到静力学平 衡。ABAQUS 在整个模拟计算中完全控制载荷的增量和收敛性；状态文件允许在分析运行 时监控分析过程的进展。信息文件包含了载荷增量和迭代过程的详细信息；在每个增量 步结束时可以保存计算结果，这样结构响应的演化就可以用 ABAQUS/Post 显示出来。计 算结果也可以用 x-y 图的形式绘出。 8．材料 小结： ABAQUS 包含一个广泛的材料库，可模拟各种工程材料的性质。其中包括金属塑性和 橡胶弹性模型；金属塑性模型的应力－应变数据必须用真实应变定义；金属塑性模型假 定材料具有一旦屈服即不可压缩的性质。这将对应用于弹－塑性模拟的单元类型带来某 些限制；多项式和奥根应变能函数可应用于橡胶材料的弹性（超弹性） 。两种模型均允许 直接用实验数据来确定材料的系数。实验数据必须是名义应力和名义应变的值；在超弹 性材料模型中的稳定性警告，说明所要分析的应变范围不合适；存在对称性时，可以只 考虑部分模型从而减小模拟的尺寸。可通过施加适当的边界条件来反映结构其余部分的 效应；大畸变问题的网格设计比小位移问题更加困难。在分析的任何阶段，网格中的单 元务必不能过于畸变；ABAQUS/Post 中的*DEFINE CURVE 命令允许处理曲线上的数据以生 成新的曲线。两条曲线或一条曲线与一个常数可以加、减、乘、除。曲线还可以求导、 积分和合并。9．动态问题 具有下列特征的问题适于采用线性瞬态动力学分析： 系统是线性的：线性材料行为，无接触条件，无非线性的几何效应；响应只受较少 的频率支配。当响应中各频率成分增加时，例如撞击和冲击情况，振型叠加方法的效果 将大大降低；载荷的主要频率在可得到的固有频率范围内，以确保对载荷的描述足够精 确；由于任何突然加载所产生的初始加速度能用特征模型精确描述；对系统的阻尼不能 过大。 小结： 动态分析包括结构的惯性效应；*FREQUENCY 可以计算结构的固有频率和振型；通过 振型叠加，可以确定线性系统的动态响应。这一方法尽管有效，但是不能用于非线性问 题；线性动态过程可以计算瞬态载荷的瞬态响应、谐振动下的稳态响应、支座移动造成 的响应峰值和随机载荷的响应；为了准确表示结构的动态行为，必须选择足够多的振型。 总的等效模型质量应占可动质量的 90%以上；用户可以给定直接模态阻尼、瑞利阻尼和复 合模态阻尼。但是由于固有频率和振型的计算都是基于无阻尼的结构，所以此法只适用 于低阻尼结构；模态技术不适用于非线性的动态模拟。在这种情况下必须采用自己的时 间积分方法（*DYNAMIC）*AMPLITUDE 选项可以描述随时间任意变化的载荷，以及给定的 边界条件；振型和瞬态结果可以在 ABAQUS/Post 中用动画显示。这对于理解动态响应和20非线性静态分析十分有帮助。 10．多步骤分析 小结： 一个 ABAQUS 模拟过程可以包含任意数目的步骤； 一个分析步骤就是一段“时间” ，在这段时间里 ABAQUS 计算模型对一套指定载荷和 边界条件的响应。这一步骤中所用的特殊分析过程确定了这个响应的特征；在一个一般 分析步骤中，结构的响应可能是线性的，也可能是非线性的；每一个一般步骤的开始状 态是上一个一般步骤的结束状态。这样，在一个模拟中模型的响应随一系列一般步骤而 演化；线性扰动步骤计算结构对扰动载荷的线性响应。这个响应的基本状态是相对于最 后一个一般步骤结束时模型的状态所定义的； 在一般步骤中任何载荷选项里的 OP 参数 （例 如*BOUNDARY,*CLOAD 和*DLOAD 中）控制着这些选项中所指定的数值是如何与前面步骤中 定义的数值相互作用的；只要存储了一个重新启动文件就可以进行重新启动分析。重新 启动文件可以用来继续一个中断的分析或者给模拟添加附加的载荷过程。 11．接触 小结： 接触分析需要一个谨慎的逻辑方法。如果必要，将分析分解成几步执行，并缓慢地 施加荷载，以保证很好地建立接触条件；一般地，对分析的每一步最好采用分离步骤进 行，即使只是因为载荷而改变边界条件。您几乎肯定要比预期情况应用更多的步骤，但 模型则收敛得更容易。如果想一步就将所有的载荷加上，接触分析是难以完成的；在对 结构施加工作载荷之前，要在所有部件之间取得稳定的接触条件。如果必要，采用临时 的边界条件，在以后阶段再消除这些约束。只要所提供的约束不产生永久的变形，对最 后的结果应该毫无影响；不用对接触面上的节点施加边界条件，即在接触方向上限制节 点。如果有摩擦，不要在任何自由度上约束这些节点：可能导致零主元信息；对于接触 模拟，总要试图使用一阶单元。五 网格划分 CAE网格划分可以说是 CAE 工作中最简单的工作，繁琐而且技术性不高，但是它却是 CAE 分析的基础。一个有丰富经验的划分网格高手在美国的最低年薪是 10 万美元，国内就不要 想了，8 万人民币最多。但这个收入还是一般技术人员望尘莫及的，为什么？你能在两个月 内独立完成一个六缸发动机的六面体网格划分吗？如果你可以， 你就是大牛了， 不管是真的 牛还是吹的牛。我连吹都不敢吹 ，我用了近一个月才作了一个发动机箱盖的六面体网格， 还简化了很多东西。sign...实在是没面子。 言归正传，划分网格要明确的几个问题： 一、用什么类型的单元来划分网格？ 这取决于你要做什么分析和模型的结构特点， 对同样的分析， 采用的求解器不同也会影 响这个选择。 想成为专家的人可以多看看各种软件的单元类型介绍， 初学者则不要漫无目的 的到处留“情”，用到什么搞明白就可以了，Abaqus 帮助手册是很好的东东。当然如果你是 超级牛人，还可以试试开发一种全新的单元。If not, forget it. 记住要选择的： 1.单元的维数；一维的线单元、二维的面单元、三维的体单元，如果是一维单元，还要根据 功能不同选择 bar、rigid 等单元类型。 2.单元的形状；三角形还是四边形、四面体、五面体还是六面体213.单元的阶数；4 节点的四边形还是 8（9）节点的四边形，8 节点的六面体还是 20 节点的 4.其它的一些特征，比如 Abaqus 里有减缩积分单元、非协调元等等，每一种都有相应的适 用范围。 二、网格的大小 这取决于模型的规模、计算机的能力（CPU、内存、硬盘、是否并行算法） ，还有对计 算精度的要求。 同时， 经验丰富的技术人员还知道网格的大小调整经常可以有效地提高计算 精度同时降低计算耗费。 三、划分的方法 这个问题在这个论坛上大家已经讨论过很多实例了， 不同的例子有很多种划分方式， 比 如说那个球体。有的朋友指出对复杂的模型，思路是最重要的，工具是次要的，也有朋友认 为工具相对来说更重要。仁者见仁，智者见智，大家互相学习吧。 对曲面网格 HyperMesh 有很多独有的划分方法，而且在划分网格时就能人工干预划分 的质量，最后还有非常优秀的检查工具，应该是非常值得推荐的（也是国际公认的） 。对于 实体，四面体就不多说了，有些朋友认为 ansys 的完全自动分网技术非常优秀，也有些朋友认为还是先生成封闭的三角形面网格然后再自动化分体网格的方式更加能 保证质量（因为中间多一个检查面网格质量的步骤） 。我想多强调一下六面体网 格，因为越来越多的客户认识到六面体网格的精确性，一般的行规也是，能用六 面体就不用四面体。问题出现了，又有朋友认为软件划分六面体网格的自动化程 度越高越好，但我不这么认为。毕竟机器不能代替人去思考，另外对复杂模型来说，完全自动划分几乎是不可能的，算法不能实现且不说，即使划分出来质量也没办法提。 四、划分网格的一些原则： 1.计算精度和计算耗费的平衡原则。并不是节点越多越好，高密度的网格能带来计算精 度的提高，但是采用适当的单元类型才是最重要的，比如一块钢板，做不同的分析时可能会 选择不同类型的单元，是壳单元还是体单元？如果用体单元，用线性的还是用二次单元，是 全积分还是减缩积分（Abaqus） ，在厚度方向上分布几层单元才合适？毕竟节点数量的增加 带来的是计算量以平方增长。例如我计算过的一个钢板弹簧，涉及接触问题，采用了六千多 个六面体的减缩积分单元，如果用 8 节点单元，计算时间是 45 分钟，用 20 节点单元，计 算时间是 26 个小时，精度变化只有 0.1%。 2.自动划分和人工干预的结合原则。并不是自动化程度越高越好。这个说法可能会引起 歧义， 我先解释一下。 什么是自动化程度高？是在复杂模型上自动生成乱七八糟的单元好呢， 还是通过手工干预， 合理地利用模型几何特征来实现自动划分好呢？显然是后者， 因为计算 机不会知道哪个圆孔是需要特别关注因而需要细化网格的， 它也不会知道哪个特征是可以忽 略掉的。而通过人工指定就不一样了。 3.绝对不要认为一个模型划分完网格能计算通过就万事大吉了，问题肯定是存在的。 CAE 的目的是什么？是分析， 结果是否合理， 如何跟客户解释？那么计算结果的合理性取决 于什么呢，除了边界条件以外，网格的质量和合理性起着决定性的作用。 划分网格最重要的原则就是――态度。态度决定一切（米卢语） ，划分网格需要的耐心 和细心都来源于认真的态度，我想无论是做人还是做事都一定要认真。22六 CAE 软件在导入 CAD 几何模型的 时候经常会遇到这样几种情况一、CAE 软件导入几何数模时发生错误，无法导入。这种问题可能是由于版本的限制 问题，例如 HyperMesh5.0 不能直接导入 UG18 的 prt 文件，但 5.1 就可以了。5.*不能直接导 入 pro/e 的数据，但 6.0 就可以了。这种问题比较好解决，用 CAD 软件把这些几何用 iges 格式输出处理一下就可以了。 但这种问题也可能是几何数模中存在严重错误所致， 这就需要 修改模型了。 二、导入几何模型后发现有些曲面无法导入，这样模型就会缺少一些比较重要的面，或 者曲面存在缝隙、重叠、错位等缺陷，对较复杂的模型这种问题是经常性的。边界错位经常 引起网格扭曲，导致单元质量不高，求解精度差。 三、导入的模型很完整，没有错误。但是由于 CAE 分析和 CAD 设计的思想不同，会 产生一些两难的问题。CAD 设计主要是为生产服务的，模型中通常会包含某些细微特征， 例如曲面和边的倒圆，小孔。进行分析时如果要准确模拟这些特征，需要用到很多小单元， 导致求解时间过长。 上面第一种情况不是我想讨论的内容， 第二种和第三种情况则比较复杂， 因为在这两种情况下， 一些在前处理方面号称自动化程度高的软件， Ansys、 如 Marc、 Patran 等都会很郁闷。 就算网格能划分出来， 质量怎么保证呢？毕竟我们对计算结果的精度和计算 过程的费用是有要求的。 那么怎么办？一种办法是在做网格的时候忽略这些问题， 比如说遇 到缺少曲面，用户可以自己设法在 CAE 中做一个，毕竟简单的 CAD 工具还是有的。但也 只能对简单的曲面。 另外一种办法就是几何清理，不幸的是，据我所知，目前只有两种软 件可以做到，HyperMesh 和 I-deas，另外我注意到 I-deas 的帮助里提到她的几何清理功能使 用了 HyperMesh 的专利。 关于 HyperMesh 的几何清理， 基础内容请参考 Hypermesh 基础培 训 Day 1 部分的第三章， 培训材料的中文版我即将发布。 很多东西还是要有经验才能理解的， 大家慢慢摸索吧，有问题也可以到这里来问。 最后说一点题外话，我感觉很多朋友对几何清理并不太在乎，这是可以理解的，作为学 生，做分析项目主要是对一些很简单的模型，一般软件的功能就足够了。但是真正做工程项 目是不一样的，要保证计算的精度，还要考虑计算的耗费，几何清理是 CAE 前处理的重要 部分，有了它，很多事情可以事半功倍。 在这一点上，国外和国内有很大的区别，国外对 工程实际和理论的结合非常重视，国内则有一些脱节。还有这样一个现象，在国内用户群最 大的软件，在国外市场份额很小，反之在国外用户最多的软件在国内没什么市场。原因当然 很多，每个公司的市场做的业绩，企业领导的决定权、技术人员的观念...23输入档指令 指令简录 七 ABAQUS 输入档指令简录指令 一般 *HEADING 定义分析的标题 说明节点定义 *NCOPY *NFILL *NGEN *NODE *NSET 使用平移，旋转，镜射的方法来产生新的节点群 在两M节点群中产生完整的节点。节点距x可以是相等，或是成等 比级数 在一条直线或是曲线中产生节点群 定义节点的坐标 将某些节点群聚一起并给予命名，之后在应用r便可直接使用@节 点群来定义其性质元素定义 *ELCOPY *ELEMENT *ELGEN *ELSET 产生新的元素 定义元素 当以*ELEMENT 定义完一个元素r，便可依此来产生新的元素 给予一元素或一元素群名称元素性质定义 *RIGID SURFACE *BEAM SECTION *SHELL SECTION *SOLID SECTION 在接触}中定义刚性面 定义梁断面元素定义壳元素断面 定义固体元素接触} *CONTACT PAIR *FRICTION 定义可能互相接触的一对面 定义摩擦模型材料性质 *MATERIAL *DAMPING *DENSITY *ELASTIC *PLASTIC 定义材料性质 在动态}中，用来定义阻尼系数 在模态分析或禾治r，定义材料比重 定义线性弹性性质，对于等向性材料c非等向性材料均可 使用 Mises 或是 Hill 降服曲面来定义弹塑性材料，要先定义 *ELASTIC24*EXPANSION定义热膨胀系数，可以是等向性与非等向性s束条件 *BOUNDARY *EQUATION *MPC 用来描述某些节点固定位移（不能移动）与固定角度（不能转动） 用来约束多个点线性的关系（移动或转动） 定义多点的约束历程输入 *STEP *END STEP *INITIAL CONDITION *RESTART *USER SUBROUTINE 程序定义 *DYNAMIC *FREQENCY *MODAL DYNAMIC *STATIC *STEADY DYNAMICS 使用直接积分法来做动态应力应变分析 计算自然l率及模态形状 使用模态叠加来做时间历时的动态分析 o态分析 STATE 动态反应的稳态解 定义一分析步骤的起始 定义一分析步骤的Y束 用来定义分析的初始条件，可以是初始应力，应变，速度等 用来控制分析Y果(restart file *.res)的存取 使用者子程式加载定义 力控制 *CLOAD 施加集中力或集中力矩 OP=NEW：去除原本施力状态 OP=MOD： 在原本施力上状态下多加上其他的力或是修正原有的力 (要加在节点上) 施加分布力(加在面上，各面定义依不同元素型态而异)*DLOAD 位移控制 *BOUNDARY *MODAL DAMPING 输出 *.dat *EL PRINT *ENERGY PRINT *MODAL PRINT *MONITOR *NODE PRINT *PRINT施加位移，角度等 在模态分析中定义阻尼系数定义哪些元素的应力，应变等变数要输出 输出弹性应变能，动能或塑性能等 输出模态分析中的大小 观察某点某一自由度，可用于初步判断分析正确否，输出至 *.sta 输出节点位移反力等 输出 CONTACT：用于复杂接触}中，可用来观察接触或分离 FREQUENCY：输出的频率25输出*.fil *EL FILE *ENERGY FILE *NODE FILE 输出至.FIL 中，可以在 post 中观看 似*ENERGY PRINT 似*NODE PRINTABAQUS 后处理指令整理 *ANIMATE *SET,BC DISPLAY= ON *SET,HARD COPY=ON *CONTOUR 用来产生动画 在执行*DRAW r，显示边界条件 将银幕所见输出成其他格式 定义一轮廓现型式的输出，面上以不同色表示 *SET,FILL：以不同色显示 *SET,CLABEL：以曲F显示 将模型H就某部分输出，例如某些节点或元素 将变形前后的图形输出 *DR,DI：同r显示变形前后图 在后处理中，将某些元素加入或搬移特定元素群 Y束后处理 线上说明，使用(?)来辅助 输出变数（例如某点应力）对时间曲线 DISPLAY= 在执行*DRAW 时，显示施力 LOAD*DETAIL *DRAW *ELSET *END *HELP *HISTORY *SET ON *NSET *RESTART *SET *SHOW *VECTOR PLOT *VIEW *WINDOW *ZOOM SET /SHOW PARAMETER在后处理中，将某些节点加入或搬移特定节点群 指定所要观察的.RES 档，步骤，或 INC 等 设定某些值的开启与关闭 显示某些值设定观看角度，亦可直接从滑鼠点选 增加，移除或修改视窗 放大或缩小视窗八 问答Q:预拉钢筋怎样施加预应力，请各位指点~~~~ Q:我在文档里看到要在 inp 文件定义一个 rebar， 但是 rebar 只能用于 shell, membrane, and solid elements 。我现在想做的是一个预应力拉索，不是镶嵌在 shell, membrane, and solid26这些单元里的，而是独立的一根拉锁。拉索单元打算用 truss,但是怎样在 truss 上使用 rebar 啊？请高手指点 还有个问题，我看到别人的 inp 文件，如下： *rebar,element=continuum,material=rebar2,name=ubar top1,1.005e-4,0.15,0.0,0.5,1 第二行第一个是 setname（top1),第二个是 rebar 的截面面积（1.005e-4)，那第三、第四、 第五是指什么？（0.15,0,0.5),最后一个应该是方向，是 1 方向。 哪位高人指点下第三、四、 五项分别代表什么？ A:施加预应力 *initinial conditions,type=stress,rebar elset,rebar name,所施加预应力的值 ,另 prestress hold 为保持所施加的预应力的值不变， 我的理解是防止别的构件吃掉所施加的预应力， 造成所施加预应力的损失。 使用了这个命令 之后就避免了这种损失，保证所施加的预应力都施加到了钢筋上。 A:谢谢指点，你所说的应该是把预应力加在 rebar 上面，但我发觉 truss 单元不能定义成 rebar，其实是我多想了，truss 本来就可以当拉索，实际工程中加预应力只是为了使钢绞线 拉紧，起到张拉作用，而在 abaqus 里，truss 本身就是拉紧的，不用施加预应力 A:我知道模拟加强筋的时候需要用 rebar，但 钢筋确实可以直接用 truss 来模拟 ,而 lz 所说 的预应力其实其实只是施工时的张力而并不是真正意义上的预应力，比如螺栓预应力之类 的。如果是索的话可能是要施加预应力的，仅个人看法。 Q:请教： 做一个空间钢框架结构， 梁柱用梁元， 板采用壳元， 打算采用 tie 命令 （共用节点） ， 但不知该如何实现？ A:我想可以用*equation 实现，共用节点的约束情况自己在这一命令下定义。 A:我因为用命令比较多，但是用 cae 我想一样， 在 CAE 里进入命令编辑器，然后编辑就是 了，写入*equation 命令， 指定约束的自由度（这个看一下标准手册，写得很清楚） Q:“Response spectrum analysis（响应谱分析）与 Modal dynamic analysis（模态动力分析） 区别在什么地方？ 如 Response spectrum analysis 可以进行结构设计？ 但 Modal dynamic analysis 是用来干什么的阿？ A:就我知道的，modal dynamic analysis 应该是振型分解法做动力解析。分解为单自由度体 系再取有限个进行组合求反应。 Q:abaqus 如何施加地震荷载？ A:可以参考 abaqus 6.3 的例子，Seismic Analysis of a Concrete Gravity Dam 可以使用： 1。*amplitude, name=amp, input=seismicdata.dat 输入地震波 2。*boundary, type=acceleration, amplitude=amp 来施加荷载。 在&ABAQUS Example Problems Manual&的 2.1.15 Seismic analysis of a concrete gravity dam A:这是一个相对的问题，你可以推导一下那个动力方程，结果是：ANSYS 是取基础固定， 解出结构相对基础的相对时程,而 ABAQUS 是在边界上施加加速度时程，解出的是结构的绝 对时程。 因而两者相差一个所施加加速度时程。 在边界上施加加速度时程用显式计算速度较 快（主要取决于你的 CPU）ABAQUS 的 STANDERD 里面也是显式计算，另外它的 EXPLICT 模块也可以，具体例子可参见 Seismic Analysis of a Concrete Gravity Dam 的分析； ANSYS27用的是隐式求解（主要取决于你的硬盘速度和 CPU） ，并且结果暴大（应为它默认输出一大 堆数据） ，可用 ANSYS/LSDYNA 进行显式计算。偶曾经作过共同作用的时程分析，有一点点 经验。 Q:我老板要求我用的是 concrete damage plasticity model 1。在做非线性分析的时候，怎么知道结构破坏了，如何得知什么时候获取了结构的极限承 载力 2。如何确定 concrete compression damage 和 concrete tension damage？二者似乎都无法 通过试验得到。如果说可以忽略 compression damage，那么由于 tension stiffening 的存在 （下降段相对而言变长了） ，tension damage 的定义就显得很重要了。在 ABAQUS 关于重力 坝的例子中，tension stiffening 和 tension damage 的数据，似乎有一些关系。 3。定义 concrete tension stiffening 的时候，我看一些论文上面关于 tesion stiffening 说明 的时候，说如果 tensiong stiffening 定义得太小，收敛会很难。但是 tension stiffening 的大 小在用*concrete tension stiffening 定义如何体先呢，在前两个数据是 remaining direct stress after cracking 和 direct cracking strain. 4。tension stiffenig 与配筋率是否有关系呢？如果有的话，关系是怎么样的呢？ 谢谢大家 了。 A:我认为 damage plasticity model 主要用于混凝土受循环往复荷载的情况，concrete compression damage 和 concrete tension damage 也只在这时需要定义，tension stiffening 好像就是定义混凝土单轴受拉本构关系，与 tension damage 应该没有关系。与配筋率好像 也没有关系。 damage plasticity model 既可以模拟循环拟静荷载的情况， 也可计算结构在动力荷载 （地震、 风以及冲击荷载的作用） ，通过 concrete compression damage 和 concrete tension damage 考虑混凝土的拉压异性，tension stiffening 则可考虑拉伸屈服后的软还阶段本构行为，同样 是混凝土损伤全过程的一部分， 它与配筋率及网格划分密度的相互关系很大程度上影响到计 算的收敛性。 A:损伤主要针对循环加载问题，如果你不是循环加载的话可以不考虑损伤 ,我做过比较 A:楼上的大侠好象问题考虑的不是很全面吧.如果在单向加载时同时存在拉压,就应该考虑. 而其中的恢复系数是循环加载下考虑损伤恢复 A:我现在也在搞 concrete damage plasticity model,希望能和各位大虾交流交流 A:。在做非线性分析的时候，怎么知道结构破坏了，如何得知什么时候获取了结构的极限承 载力 ? 这个问题牵涉到结构在损伤到多少时即认为是损坏.也就是通常说的怎么把结构算倒.不知 道我理解的是否正确.如果是这个问题就牵涉到损伤系数的取法.因为是整个结构,就须要把 所有的损伤系数加权平均.加权的取法也很有讲究,有人认为达到 0.7 即认为倒塌,可以参考王 光远的文章.现有有限元程序还不能完成,是个急待解决的难题。当然是有关系的了 concrete compression damage 和 concrete tension damage 分别是受压损伤系数和受拉损伤系数函 数,在单项受力时是直接乘入混凝土刚度的.在往复荷载下要乘损伤恢复系数，在三轴应力下 还要乘加权因子。考虑了该参数后，开裂应变就不等于塑性应变。开裂应变是考虑弹性模量 折减的非弹性应变。因此此时塑性应变不等于非弹性应变。这是关键啊 。 A:谢谢各位的回复, 帮助很大. 现在 riks 去求解的时候,可以获取极限何在,结果与实验结果 差别不大,但是在极限荷载下的位移与实验结果差别很大,无论用 shell 还是 solid 来模拟钢筋 混凝土的话, 位移误差都很大. 请问大家有没有碰到着个问题呢? Q:钢筋混凝土梁中的箍筋如何加入？用 CAE 操作可以直接加入吗？28A:cae 中可以用 truss 单元模拟箍筋和纵筋,再采用 embed 约束实际到混凝土实体中.钢筋单 元的位移由他所在的混凝土单元的节点位移来决定.abaqus 中的帮助文件里面有详细的说 明,abaqus 加钢筋的办法有几种： 1。采用 rebar layer 的办法，在 part 里面画一个面，然后在 property 里面定义一个 surface 为 rebar layer，把这个 surface 的属性赋给前面的 part 里面的那个面。然后在 interation 中 embed 中把钢筋层 embed 到混凝土实体中去。 2。采用桁架单元的办法，在 part 里面建好纵筋和箍筋的钢筋骨架，在 property 中分别赋予 截面和属性，在 interation 中的 embed 把钢筋骨架 embed 到混凝土的实体中去。 3。如果是作构件的话，第二种办法建的比较精确，而且后处理比较方便，查看钢筋单元的 应力比较直观，如果是作结构的话，第一种钢筋层的办法比较好，但是个人觉得钢筋层的办 法纵筋和箍筋的位置定义的不是很明确。 楼上高手多谢指点。你说的建钢筋骨架是指在 part 中用 wire 画吗？一根一根的画？我做一 根混凝土梁的话，我先创建了一个实体代表混凝土梁，然后再 create---part 画钢筋，画钢 筋的坐标系与前面的坐标系应该是相同的？在 part 模块中创建两个 part,对吗？这两个 part 的坐标系完全相同，要不然在 interation 中没法 embedded.。不知我的想法对不？ liuxinmei2005 兄见笑,我学 abaqus 也不到一个月,绝对不是什么高手.这是我自己想的办法, 我自己的办法是这样的,part 里面画一个纵筋,画一个箍筋,在 assembly 中逐个加入纵筋和箍 筋并且定位,形成钢筋骨架,然后再 embed.我的办法很笨的,好处就是模型中钢筋的位置非常 明确,纵筋箍筋的后处理也都很方便,这种办法对于建一个构件来说还可以,一般 10 分钟就建 完了.对于建结构来说,钢筋层可能好些,很方便,但是后处理想直观的看钢筋的应力就不方便 了. 箍筋的建立的办法画图说明一下: 1.在 part 中画一个 wire, 2.赋予 wire 截面和材料属性 3.在 asemnly 中插入,平移或者旋转来布置箍筋的位置 下图就是箍筋的布置,同样的办法也可以建立纵筋,这样就形成了钢筋的骨架,这么建模比较 仔细,后处理比较方便。 对于剪切破坏的钢筋混凝土构件,箍筋的作用比较关键,必须要建立箍 筋单元,对于受弯曲破坏的钢筋混凝土构件,可以不建箍筋。 对于剪切破坏的混凝土构件， 箍筋的作用在任何一本混凝土教材里已经叙述的很清楚啦， 由 于箍筋的作用对该类型构件影响非常大，当然一定要考虑。 对于轴向受压构件，由于箍筋对侧向膨胀的约束作用在后期非常明显，所以当然也要考虑。 而对于受弯破坏的构件， 起主要作用的是受压区混凝土以及纵向配置的钢筋， 其性能受箍筋 的影响很小，从计算成本及建模的方便与否等因素考虑，可以忽略。 请问 ilxy，assembly 中的插入操作怎么实现？俺在菜单中只找着了平移，旋转所谓的&插入& 只是形象的说法,并不是说 constrain 里有相应的操作,都是通过那几个基本命令实现的.我是 用点重合的命令插入钢筋的.在混凝土的相应位置定义一个 datum point,再让该点与钢筋相 应的关键点重合就好啦.比较苯的方法,供参考. 钢筋嵌入单元可以直接横穿嵌入钢管混凝土吗？也就是，即嵌入了混凝土又嵌入了钢管？ 请问另外一个问题， 不同材料属性的两个 instant 可以用 merge geometry 在一起， 而属性 不变吗？我要把型钢梁和栓钉焊接在一起， 所以想用这个命令， 总说有属性错误， 有办法吗？ 还是要用 merge mesh 吗？还不会用 merge mesh，请高手指点。 Q:怎么在属性里面定义应力与应变的关系？ A:可以直接在材料定义的地方输入数据。 自己把本构关系的曲线分段， 然后输入每一段的应29力和塑性应变数据对。看一下入门手册关于材料非线形那章说明就知道了。可以在 inp 文件 中直接输入， *PLASTIC,HARDENING=（强化方法） &Yield stress&,&Plastic strain& 就可以了。 Q:我以前没接触过 ABAQUS，有一点 ANSYS 的基础，但也只是刚入门，没做过具体的项目。 目前在做竖井施工对软粘土的扰动效应研究的硕士论文， 其中一部分工作是用有限元软件模 拟竖井施工的挤土效应，考虑土体自重，得到竖井周围土体的塑性区范围，以便与理论解互 相验证。应该是一个比较简单的圆孔扩张问题：轴对称建模，在土体中给定一个孔半径大小 的位移，不需要考虑接触问题。 理论解采用的是摩尔库仑屈服条件，而 ANSYS 里面没有这个模型，所以打算采用 ABAQUS。 由于只是论文的其中一部分， 不可能花大量的时间来深入学习 ABAQUS， 这两天在版上看了 许多贴子，发现在短时间内掌握 ABAQUS 并不是一件容易的事情，甚是着急，希望高手能 给小弟指点一下迷津，如何针对我这个课题做一下分析？3x A:把 abaqus documentation――abaqus/cae user's manual 里面的第二个例子做一下，就了 解 abaqus cae 的基本过程了。例子里面没有而你需要解决的问题是初始地应力的形成。 过程如下： （假定基本操作你已经会了） 1、 建好模型， 设置好材料参数， 只施加重力荷载， 计算一遍， view results 进入 visualization 点 模块，点 report 菜单，将 mises 应力的 s11,s22,s33,s12,s13,s23 输出至文件，计算方式可 以选择 average，将文件命名为 xxx.inp。 2、将文件中的非数据行删掉，再在每个数据之间加一个逗号（用 excel 很容易的） ，每行的 最后一个数据不用加，保存。 3、在 cae 中重新进入你原先建好的模型，在 step 模块里面再新建一个 step，进入 load 模 块，沿着圆孔径向加位移（和加重力没什么区别） ，这个步应该发生在新建的 step 里面，注 意原来加的重力荷载不要删了！ 4、进入 job 模块，在 job manage 里面点 write input，于是 inp 文件被刷新了，用文本编辑 器打开 inp 文件， 找到*step 区域和*material 区域， 在这两个区域之间加入*initial conditions, type=stress, input=xxx.inp 5、 在开始――程序里面将 abaqus command 界面打开， 假设你原先的工作文件名为 yyy.inp， 打入 abaqus job=zzz.inp input=yyy.inp，所以路径都应该一致。 6、打开 log 文件，不管有错误还是顺利都会有提示，计算完成后，在 command 界面打入 abaqus viewer database=zzz.odb 查看结果 忘了说了，abaqus 可以形成两种 inp 文件，应该用没有 part 和 assembly 的那种，这样单 元和结点的编号不会重复，*initial conditions, type=stress, input=xxx.inp 才能正确执行， 参考&cae_no_parts_input_file& Q:就是一根三点弯曲的普通钢筋混凝土梁，我想看它的荷载－位移曲线，如何操作？ A:利用 riks 分析，记录位移和反力，再在 xy plot operation 里面作图。 *step,INC=100, NLGEOM *static,RIKS 0.001,1.0,,0.04,,4,3,-0.080 riks 指的是弧长法 也可以利用*NODE PRINT 命令，把节点位移和支座反力输出到.dat 文件，用 excel 画图，30很方便，修改也容易。 *node print 只能在 ABAQUS/standard 中起作用，在 ABAQUS/explicit 中不能使用 Q:有个问题想请教大侠： 我在做一个双材料界面的斜裂纹问题，模型见图。裂纹两侧是不同材料。如果不定义局部坐 标，输出的裂纹附近的正应力和剪应力应该都是整体坐标系下的，显然这时候的 S22,S12 并不满足连续条件。 现在就是想定义局部坐标系，并且输出局部坐标系定义下的 S22'，S12'，不知道 abaqus 具 体怎么样实现，请指教。 看到过帮助里提到过 orient 子程序，不知道怎么用 A:在 simwe 上坛友的帮助下 （当时只记了他的 mail:asia_,忘了他的 ID， 很抱 歉） ，解决了这个问题。 1。在打开 ODB 文件的时候，前面的 read_only 前面的勾去掉。 2。create coordinate system 选择一种方法建立局部坐标。 3。coordinate system manager 选择建立的 csys--&move to odb 4 。 重 新 打 开 odb ， main menu bar--&result--&options...--&transformation--&user-spcified--&choose your csys--&apply Q:adaptive mesh 是不是只能用在 explicit 里头呀 A:如果想要在 standard 里面用，在 cae 里该如何操作？在 step 模块，在 other 菜单里设定我昨天凌晨三点终于把弹簧加上了，幸亏我是一个人一个宿舍，否则别人会有意见的。在我 学习 ABAQUS 的过程中，从中 SIMWE 论坛中获益不少，有了办法，不敢独享，特传上来。 要点：1、弹簧单元只能在 INP 文件中手工加入。2、*ELEMENT，----和*SPRING，-----这 两个语句要挨着。3、新加的节点号和单元号，不要和已有的冲突。4、有不明白的，我愿 意解释，最好是晚上，白天我和老师在一个办公室，包教包会 QQ 号：，请注明是 ABAQUS 同行 Q:我想将 abaqus cae 中的图形导成 jpeg，或 bmp 文件格式。找了好几天，还是不知道怎 么弄？知道的，说一下具体操作。谢谢！ A:File -& Print -& to file, select tif or png or ..., you will get it. Q:section 那项里没有 point section 这一项啊，不知道如何定义,望大虾们指教，谢谢 A:create section 对话框， Category 一栏选 other，然后在 type 中有 point。 在定义属性的模块下，工具兰有一个定义特殊属性的菜单可以定义惯性属性 Q:?有哪位大侠知道怎样在 ABAQUS 中输入初应力文件吗： ） a:ABAQUS Example Problems Manual 1.1.10 Stress-free element reactivation 里面有部分相关内容，可以查阅之。 ** -------------------------------------