第1章 ABAQUS基础 School of Transportation, Southeast University 本章主要内容 1 ABAQUS产品的组成 2 ABAQUS/CAE中的分析模块与常用工具 3 ABAQUS中的分析模型组成 School of Transportation, Southeast University 1 ABAQUS产品的组成 School of Transportation, Southeast University 1 ABAQUS产品的组成 核心求解器 ABAQUS/Standard 通 用模块，隐式积分 ABAQUS/Explicit 动态 有限元模拟，显式积 分 前后处理 ABAQUS/CAE 交互式 图形环境（前处理） ABAQUS/Viewer CAE 的一部分，又称为 Visualization模块（后 处理） School of Transportation, Southeast University 1 ABAQUS产品的组成 其他模块 ABAQUS/Aqua 适合于模拟离岸结构，如油井 平台，可用于分析波浪、风荷载和浮力的作用 。 ABAQUS/Design 适合于进行设计敏感性计算 ABAQUS/Foundation 适合于线性静态、动态 分析 School of Transportation, Southeast University 2 ABAQUS/CAE中的分析模块与常用工具 2.1 ABAQUS/CAE的组成（Components） 2.2 ABAQUS/CAE中的分析模块（Modules ） 2.3 ABAQUS/CAE中的常用工具（Tools） School of Transportation, Southeast University 2.1 ABAQUS/CAE的组成（Components） 主窗口的组成 工具栏（Toolbar） 环境栏（Context bar） 模型树（Model tree） 工具区（Toolbox area） 视图区（Viewport） 提示区（Prompt area） 信息区（Message area） 和命令行接口（ Command line interface） School of Transportation, Southeast University 2.2 ABAQUS/CAE中的分析模块（Modules） 分析模块 部件（Part） 特性（Property） 装配（Assembly） 分析步（Step） 相互作用（Interaction） 载荷（Load） 网格（Mesh） 作业（Job） 可视化（Visualization） 草图（Sketch） School of Transportation, Southeast University 2.2 ABAQUS/CAE中的分析模块（Modules） 分析过程分析模块 School of Transportation, Southeast University 2.3 ABAQUS/CAE中的常用工具（Tools） 查询（Query） 数据点（Datum） 剖分（Partition） 集合（Set）与面（Surface） 显示组（Display Group） School of Transportation, Southeast University 实例1：路面结构的受力分析 主要目的：熟悉 ABAQUS/CAE中的常 用工具。 问题描述：具有五层结构 的沥青路面，路面总厚度为 69cm。在路面顶面作用标准行 车荷载，即垂直压力0.7MPa， 两荷载圆半径为1（10.65cm） ，圆心距为3（31.95cm）。模 型深度取3m，宽度取6m。 School of Transportation, Southeast University 实例1：路面结构的受力分析 路面结构各层材料的特性如下： 结构层材料名称厚度（cm）弹性模量E（ MPa） 泊松比 表面层沥青玛蹄脂SMA414000.35 中面层沥青混凝土AC20612000.3 下面层沥青稳定碎石 ATB 2410000.3 上基层级配碎石GM155000.35 下基层水泥稳定碎石 CTB 2015000.25 土基压实 土SG400.4 实例1：路面结构的受力分析 现场实例演示 School of Transportation, Southeast University ABAQUS约定1：单位 ABAQUS有限元程序中没有规定尺寸单位 ，需要用户自行定义一致的尺寸单位。常 用的尺寸单位如下表所示（建议采用国际 单位制SI或SI（mm）。 School of Transportation, Southeast University ABAQUS约定1：单位 QuantitySISI (mm)US Unit (ft) US Unit (inch) Lengthmmmftin ForceNNlbflbf Masskgtonne (103 kg) sluglbf s2/in Timessss StressPa (N/m2)MPa (N/mm2) lbf/ft2psi (lbf/in2) EnergyJmJ (103 J)ft lbfin lbf Densitykg/m3tonne/mm3slug/ft3lbf s2/in4 School of Transportation, Southeast University ABAQUS约定2：自由度 ABAQUS中的自由度（degrees of freedom (dof) ）规定如下： School of Transportation, Southeast University 3 ABAQUS中的分析模型组成 3.1 ABAQUS分析过程 前处理（ ABAQUS/CAE） 模拟计算（ ABAQUS/Standard或 ABAQUS/Explicit） 后处理（ ABAQUS/CAE） School of Transportation, Southeast University 3.2 ABAQUS分析模型的组成 离散化的几何图形（ Discretized geometry ） 单元截面属性（ Element section properties ） 材料数据（ Material data ） 载荷和边界条件（ Loads and boundary conditions ） 分析类型（ Analysis type ） 输出需求（ Output requests ） School of Transportation, Southeast University 4 ABAQUS中的常用命令 命令约定： 在C:Temp后输入abaqus help，按Enter键回车，将显示当前版本 ABAQUS所支持的所有命令（均以abaqus开头）。在下面的 ABAQUS命令中，有以下约定： 黑体字（Boldface）部分为可选项。可选项位置不限，并可被 简写； 默认选项下加下划线（ ）； 方括号（）之间的部分是可选的； 用竖线（|）隔开的部分是相互排斥的； 花括号（）之间的部分必须选择一个； 斜体字（italics）部分必须由用户给定一个值； 空格（blanks）作为选项之间的分隔符，不要在等号（=）之 前或之后使用； 格式（option=value）可用格式（-option value）代替。 School of Transportation, Southeast University 4 ABAQUS中的常用命令 用于获取信息的命令（Execution procedure for obtaining information） abaqus help | information=environment | local | memory | release | status | support | system | all job=job- name | whereami 最常用命令：abaqus help（用来获取ABAQUS 所有命令） School of Transportation, Southeast University 4 ABAQUS中的常用命令 用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit求解 器的命令（Execution procedure for ABAQUS/Standard and ABAQUS/Explicit） abaqus job=job-name analysis | datacheck | parametercheck | continue | convert=select | odb | state | all | recover | syntaxcheck | information=environment | local | memory | release | status | support | system | all input=input-file user=source-file | object-file oldjob=oldjob-name fil=append | new globalmodel=results file-name | output database file-name cpus=number-of-cpus parallel=domain | loop domains=number-of-domains mp_mode=mpi | threads standard_parallel=all | solver memory=memory-size interactive | background | queue=queue-name after=time double scratch=scratch-dir output_precision=single | full School of Transportation, Southeast University 输入文件（*.inp）的格式约定 关键字行 “*”开始，后紧跟关键字和必要参数 *Element，type=T2D2 续行标志符，“，” *Element，type=T2D2, ELSET=FRAME 关键字行中可存在空格 * Element， type= T2D2 School of Transportation, Southeast University 输入文件（*.inp）的格式约定 数据行 必须经跟关键字行 *NODE 101，0.，0.，0. 102，1.，0.，0. 数据行中可存在空格 101，0.，0.，0. 101， 0.， 0.， 0. 有限单元和刚体 School of Transportation, Southeast University 3.1单元（element ）的表征 单元簇（Family ） 自由度（Degrees of freedom，与单元族直 接相关） 节点数（Number of nodes ） 数学描述（Formulation ） 积分（Integration） School of Transportation, Southeast University ABAQUS常用单元簇 School of Transportation, Southeast Universi