【正文】 Step模塊自己創(chuàng)建分析步。在Step模塊中，也允許用戶指定在分析過程中任何步驟輸出數(shù)據(jù)。在ABAQUS中有兩類分析步：一般分析步（general analysis steps），可以用來分析線性或非線性響應(yīng)；線性攝動(dòng)步（linear perturbation steps），只能用來分析線性問題。進(jìn)入Step模塊后，選擇Step→Create創(chuàng)建分析步，在創(chuàng)建分析步對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置，選擇分析過程：線性擾動(dòng)或一般分析步，就創(chuàng)建了分析步。⑵ 設(shè)定輸出數(shù)據(jù)有限元分析可以創(chuàng)建大量的輸出數(shù)據(jù)，ABAQUS允許用戶控制和管理這些輸出數(shù)據(jù)，從而只產(chǎn)生需要用來說明模擬結(jié)果的數(shù)據(jù)。一個(gè)ABAQUS/CAE分析中可以輸出四種類型的數(shù)據(jù)：① 結(jié)果輸出保存到一個(gè)中間二進(jìn)制文件中，由ABAQUS/CAE應(yīng)用于后處理。這個(gè)文件稱為ABAQUS輸出數(shù)據(jù)庫(kù)文件。②結(jié)果以打印列表的形式輸?shù)紸BAQUS數(shù)據(jù)（.dat）文件中。僅在ABAQUS/Standard有輸出數(shù)據(jù)文件的功能。③重啟動(dòng)數(shù)據(jù)用于繼續(xù)分析過程，輸出在ABAQUS重啟動(dòng)（.res）文件中。④結(jié)果保存在一個(gè)二進(jìn)制文件中，用于第三方軟件進(jìn)行后處理，寫入到ABAQUS結(jié)果（.fil）文件。默認(rèn)情況下，ABAQUS/CAE將分析結(jié)果寫入輸出數(shù)據(jù)庫(kù)（.obd）文件中。每創(chuàng)建一個(gè)分析步，ABAQUS/CAE就默認(rèn)生成一個(gè)該步驟的輸出要求。用戶可以使用Field output Requests Manager（場(chǎng)變量輸出管理器）來設(shè)置可能的輸出變量，這些變量來自整個(gè)模型或模型的大部分區(qū)域，它們以相對(duì)較低的頻率寫入到輸出數(shù)據(jù)庫(kù)中；用戶可以使用History Output Requests Manager（歷史變量輸出管理器）來設(shè)置可能需要的輸出數(shù)據(jù)，它們以較高的頻率將來自一小部分模型的數(shù)據(jù)寫入到輸出數(shù)據(jù)庫(kù)中。在主菜單中選擇Output→Field Output Requests→Manager，對(duì)輸出變量進(jìn)行管理，或者在左側(cè)工具欄中進(jìn)行操作。注意：Dismiss與Cancel的區(qū)別。前者按鈕出現(xiàn)在包含只讀數(shù)據(jù)的對(duì)話框中，允許你閱讀輸出設(shè)置，但是你要修改輸出變量的設(shè)置必須應(yīng)用里面的編輯器，單擊Dismiss按鈕直接關(guān)閉對(duì)話框；而后者出現(xiàn)在允許做出修改的對(duì)話框中，單擊Cancel按鈕可關(guān)閉對(duì)話框，但是不保存所修改的內(nèi)容。從菜單或工具欄，可以打開History Output Requests Manager，用類似的方法就行操作。 在模型上施加邊界條件和載荷在結(jié)構(gòu)分析中，邊界條件施加在模型中的已知位移或轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域，模擬時(shí)可以將這些區(qū)域進(jìn)行約束從而使其保持固定（零位移/轉(zhuǎn)動(dòng)），或者指定非零位移/轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)應(yīng)有六個(gè)自由度，可產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的方向稱為自由度（degrees of freedom，DOF）。⑴ 施加邊界條件選擇Module列表中Load進(jìn)入載荷模塊，有幾個(gè)約束就要?jiǎng)?chuàng)建幾個(gè)邊界條件。BC→Create，顯示創(chuàng)建邊界條件對(duì)話框，按提示進(jìn)行操作，通過BC Manager進(jìn)行管理。⑵ 施加載荷術(shù)語載荷通常包括：集中力，力偶，壓力，非零邊界條件，體力，溫度等。需要?jiǎng)?chuàng)建載荷，有幾個(gè)載荷就要?jiǎng)?chuàng)建幾個(gè)載荷。與邊界條件使用基本一樣，通過Load Manager窗口進(jìn)行Load的編輯與修改。 模型的網(wǎng)格劃分應(yīng)用Mesh（網(wǎng)格）模塊可以生成有限元網(wǎng)格。用戶可以選擇ABAQUS/CAE使用的創(chuàng)建網(wǎng)格、單元形狀和單元類型的網(wǎng)格生成技術(shù)。盡管系統(tǒng)具有一系列的各種網(wǎng)格生成技術(shù)，但是，一維的網(wǎng)格生成技術(shù)不能改變?！鳌鳌鳌鳌鳍?設(shè)置ABAQUS單元類型△△△△△選擇Mesh模塊，選擇Mesh→Element，彈出Element type對(duì)話框，選擇區(qū)域，進(jìn)行設(shè)置，必須設(shè)置正確的單元類型才能計(jì)算。⑵ 生成網(wǎng)格基本的網(wǎng)格劃分是兩步操作：首先在部件上的邊界上“撒種子”，然后對(duì)部件實(shí)體劃分網(wǎng)格。從主菜單中選擇Seed→Instance，在部件上撒種子，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置；在主菜單中選擇Mesh→Instance，對(duì)部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分。注意：通過在主菜單欄中選擇View→Assembly Display Options，用戶可以在Mesh模塊中顯示節(jié)點(diǎn)和單元編號(hào)。切換至Mesh選項(xiàng)頁，選中Show node labels（顯示節(jié)點(diǎn)標(biāo)記）與Show element labels（顯示單元標(biāo)記）。 創(chuàng)建分析作業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)置好了分析模型，下一步就是進(jìn)入Job作業(yè)模塊中創(chuàng)建一個(gè)與該模型相關(guān)的作業(yè)。進(jìn)入Job模塊，選擇Job→Manager，顯示作業(yè)管理器，選擇創(chuàng)建作業(yè)對(duì)話框，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置后完成。 檢查模型生成模型后，就可以準(zhǔn)備運(yùn)行分析了，遺憾的是，在這個(gè)模型中可能由于數(shù)據(jù)不正確或者疏漏而存在錯(cuò)誤，因此在運(yùn)行模型之前必須進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查分析。確認(rèn)Job Type（作業(yè)類型）設(shè)置為Data Check(數(shù)據(jù)檢查)。從JOB Manager（作業(yè)管理器）窗口右邊的按鈕中，點(diǎn)擊Submit（提交），來提交作業(yè)進(jìn)行分析。狀態(tài)欄的顯示信息如下：None 當(dāng)分析輸入文件正在被生成時(shí)；Submitted 當(dāng)作業(yè)正在被提交分析時(shí)；Running 當(dāng)ABAQUS運(yùn)算分析模型時(shí)；Completed 當(dāng)分析運(yùn)算完成時(shí)，并將輸出寫入到輸出數(shù)據(jù)庫(kù)；Aborted 如果ABAQUS/CAE發(fā)現(xiàn)輸入文件或者分析存在問題并且終止分析時(shí)。此外，ABAQUS/CAE在信息區(qū)報(bào)告發(fā)生的問題。監(jiān)控作業(yè)狀態(tài)：從Job Manager（作業(yè)管理器）右側(cè)的按鈕，單擊Moniter（監(jiān)控器）打開作業(yè)監(jiān)控對(duì)話框（該對(duì)話框只有在作業(yè)Submitted提交后才有效）對(duì)話框的上半?yún)^(qū)顯示了在ABAQUS分析中所創(chuàng)建的狀態(tài)文件（.sta）中的信息。對(duì)話框的下半?yún)^(qū)顯示了下列信息：?jiǎn)螕鬖og（操作記錄）頁，顯示在操作記錄（.log）中出現(xiàn)的分析開始和終止時(shí)刻。單擊Errors（錯(cuò)誤）和Warning（警告）頁，顯示數(shù)據(jù)（.dat）和信息（.msg）文件中出現(xiàn)的前十個(gè)出錯(cuò)信息或者前十個(gè)警告信息。單擊Output（輸出頁），顯示寫入輸出數(shù)據(jù)庫(kù)中每條輸出數(shù)據(jù)的記錄。 運(yùn)行分析當(dāng)數(shù)據(jù)檢查分析完成和沒有出錯(cuò)的信息后，則運(yùn)行分析計(jì)算。在作業(yè)管理器中單擊Submit以提交作業(yè)進(jìn)行分析。為了確保模型定義的正確性，并檢查是否具有足夠的磁盤空間和可用內(nèi)存來完成分析運(yùn)算，在運(yùn)行一個(gè)模型之前，用戶必須進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查分析（datacheck）。然而，通過將Job Type設(shè)置為Full analysis（整體分析），能夠?qū)?shù)據(jù)檢查和模擬的分析階段組合起來。 用ABAQUS/CAE進(jìn)行后處理ABAQUS在模擬過程中產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，可以用不同的圖形方法顯示：變形圖、等值線圖、矢量圖、動(dòng)畫和XY曲線圖；也可以創(chuàng)建一個(gè)輸出數(shù)據(jù)報(bào)告。⑴ 圖形化顯示設(shè)置：用戶從主菜單中選擇Viewport→Viewport Annotation Options，設(shè)置標(biāo)題塊、狀態(tài)塊和三位觀察方向。顯示模型形狀及數(shù)據(jù)，從主菜單Plot選項(xiàng)中進(jìn)行查看；顯示動(dòng)畫效果，可從animate選項(xiàng)中進(jìn)行查看。Options選項(xiàng)，可對(duì)許多顯示進(jìn)行控制，如節(jié)點(diǎn)、單元編號(hào)，動(dòng)畫，顏色，收縮放大等進(jìn)行設(shè)置，注意這個(gè)選項(xiàng)。在主菜單中選擇View→ODB Display Options，在這個(gè)對(duì)話框中，單擊Entity Display頁，可以設(shè)置邊界條件的顯示。⑵ 數(shù)據(jù)列表報(bào)告的設(shè)置：主要在主菜單Report→Field Output中進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。在Output Variable選項(xiàng)中選定應(yīng)輸出的變量；在Set up選項(xiàng)中設(shè)置變量輸出的類型與形式。 應(yīng)用ABAQUS/Explicit重新運(yùn)行分析為了比較，我們應(yīng)用ABAQUS/Explicit分析結(jié)構(gòu)施加載荷后的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。在運(yùn)行之前，將已經(jīng)存在的模型復(fù)制成新的模型，命名為Explicit。然后對(duì)這個(gè)Explicit模型進(jìn)行所有相應(yīng)的修改。在重新提交作業(yè)之前，需要將靜態(tài)（static）分析步修改為顯示動(dòng)態(tài)（explicit dynamic）分析步，并修改輸出要求和材料定義以及單元庫(kù)。⑴ 替換分析步進(jìn)入Step模塊，從主菜單中選擇Step→Replace→Apply Step對(duì)話框中，從General（一般）步驟列表中選擇Dynamic、Explicit.在Edit Step(編輯分析步)對(duì)話框的Basic（基礎(chǔ)）選項(xiàng)中，鍵入分析步描述，并設(shè)置分析步的時(shí)間期限。⑵ 修改輸出要求由于是動(dòng)態(tài)分析，所以將中心點(diǎn)的位移作為歷史變量輸出將有助于分析問題。對(duì)于位移歷史變量輸出的要求只能設(shè)置在預(yù)先選定的集合中，因此，需要?jiǎng)?chuàng)建包括桁架底部中心頂點(diǎn)的一個(gè)集合，然后將位移加入到歷史變量輸出要求中。創(chuàng)建一個(gè)集合：將當(dāng)前分析步改變?yōu)锳pply load，從主菜單中選擇Tools→Set→Create，彈出對(duì)話框中改變集合名。在視區(qū)中選擇桁架底部中心，完成后在提示區(qū)中單擊Done。在主菜單中選擇Output→History Output Requests→Manager；在對(duì)話框中單擊Edit，顯示歷史變量輸出編輯器，進(jìn)行輸出相關(guān)修改。⑶ 修改材料定義由于是動(dòng)態(tài)分析，需要指定材料的密度。進(jìn)入Property模塊，Materal→Edit→Steel,在General→Density，輸入密度值?！鳌鳌鳌鳌鳍?修改單元庫(kù)，并提交分析任務(wù)△△△△△能夠用于ABAQUS/Explicit的單元是那些用于ABAQUS/Standard單元的一個(gè)子集，因此，為了保證分析中應(yīng)用了有效的單元類型，必須將選擇單元的單元庫(kù)改變?yōu)轱@示單元庫(kù)。根據(jù)所選擇的單元庫(kù)，ABAQUS/CAE會(huì)自動(dòng)地過濾單元類型。改變單元庫(kù)之后，將創(chuàng)建和運(yùn)行關(guān)于ABAQUS/Explicit分析的一個(gè)新的作業(yè)。進(jìn)入Mesh，模塊，從主菜單中選擇Mesh→Element Type，在視區(qū)中選擇桁架，并將Element Library（單元庫(kù)）改變?yōu)镋xplicit。進(jìn)入JOB模塊進(jìn)行運(yùn)行，選擇JOB→MANAGER，并創(chuàng)建一個(gè)新作業(yè)，設(shè)置作業(yè)類型，并提交作業(yè)。三、有限單元和剛性體有限單元和剛性體是ABAQUS模型的基本構(gòu)件。有限單元是可變形的，而剛性體在空間運(yùn)動(dòng)不改變形狀。任何物體或物體的局部均可以定義作為剛性體；大多數(shù)單元類型都可以用于剛性體的定義（也有例外）。剛性體比變形體的優(yōu)越性在于對(duì)剛性體運(yùn)動(dòng)的描述所需自由度較少（每個(gè)參考點(diǎn)最多有6個(gè)自由度），將模型的一部分作為剛性體可以極大地節(jié)約時(shí)間，提高計(jì)算效率。 有限單元在ABAQUS/Explicit中的單元是在ABAQUS/Standard中的單元的一個(gè)子集。影響一個(gè)單元特性的因素有5個(gè)方面。 單元的表征每個(gè)單元表征如下：① 單元族② 自由度（DOF，與單元族直接相關(guān)）③ 節(jié)點(diǎn)數(shù)目④ 數(shù)學(xué)描述⑤ 積分ABAQUS中每個(gè)單元都有唯一的名字，例如T2D2，S4R，C38I等。單元的名字標(biāo)識(shí)了一個(gè)單元的5個(gè)方面的每個(gè)特征。⑴ 單元族下圖給出了應(yīng)力分析中常用的單元族。不同單元族之間的一個(gè)主要區(qū)別是每個(gè)單元族所假定的幾何類型不同。單元名字中的第一個(gè)字母或者字母串表示該單元屬于哪個(gè)單元族。例如，S4R中的S表示它是殼（shell）單元，而C3D8I中的C表示它是實(shí)體（continuum）。⑵ 自由度自由度是在分析中計(jì)算的基本變量。對(duì)于應(yīng)力/位移模擬，自由度是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的平移。某些單元族，諸如梁和殼單元族，還包括轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。對(duì)于熱傳導(dǎo)模擬，自由度是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的溫度，因此，熱傳導(dǎo)分析要求使用與應(yīng)力分析不同的單元，因?yàn)樗鼈兊淖杂啥炔煌Ｔ贏BAQUS中使用的關(guān)于自由度的順序約定如下：1 1方向的平移；2 2方向的平移；3 3方向的平移；4 繞1軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；5 繞2軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；6 繞3軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；7 開口截面梁?jiǎn)卧穆N曲；8 聲壓、孔隙壓力或靜水壓力；9 電勢(shì)11 對(duì)于實(shí)體單元的溫度（或質(zhì)量擴(kuò)散分析中的歸一化濃度），或者在梁和殼的厚度上第一點(diǎn)的溫度；12+ 在梁和殼厚度上其他點(diǎn)的溫度（繼續(xù)增加自由度）。除非在節(jié)點(diǎn)處已經(jīng)定義了局部坐標(biāo)系，否則方向1，2，和3分別對(duì)應(yīng)與整體坐標(biāo)系的1，2，和3方向。軸對(duì)稱單元是個(gè)例外，其位移和旋轉(zhuǎn)的自由度規(guī)定如下：1 r方向的平移；2 z方向的平移；6 rz平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)除非在節(jié)點(diǎn)處已經(jīng)定義了局部坐標(biāo)系，否則方向r（徑向）和z（軸向）分別對(duì)應(yīng)于整體坐標(biāo)的1和2方向。⑶ 節(jié)點(diǎn)數(shù)目——插值的階數(shù)ABAQUS僅在單元的節(jié)點(diǎn)處計(jì)算前面提到的位移、轉(zhuǎn)動(dòng)、溫度和其他自由度，在單元內(nèi)的任何其他點(diǎn)處的位移是由節(jié)點(diǎn)位移插值獲得的。通常插值的階數(shù)由單元采用的節(jié)點(diǎn)數(shù)目決定。① 僅在角點(diǎn)處布置節(jié)點(diǎn)的單元，在每個(gè)方向上采用線性插值，常稱為線性單元或一階單元。② 在每條邊上有中間節(jié)點(diǎn)的單元，采用二次插值，常稱為二次單元或二階單元。③ 在每條邊上有中間節(jié)點(diǎn)的修正三角形或四面體單元，采用修正的二階插值，常常稱為修正的單元或修正的二次單元或二階單元。如下圖所示：ABAQUS/Standard提供了對(duì)于線性和二次單元的廣泛選擇，ABAQUS/Eplicit僅提供線性單元，及二次梁?jiǎn)卧托拚乃拿骟w、三角形單元。一般情況下，一個(gè)單元的節(jié)點(diǎn)數(shù)目標(biāo)識(shí)在其名字中。如8節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元稱為C3D8；8節(jié)點(diǎn)一般殼單元稱為S8R。梁?jiǎn)卧捎昧松杂胁煌募s定：在單元名字中標(biāo)識(shí)了插值的階數(shù)。這樣，一階三維梁?jiǎn)卧Q為B31，而二階三維梁?jiǎn)卧Q為B32，對(duì)于軸對(duì)稱殼單元和膜單元采用了類似的約定。⑷ 數(shù)學(xué)描述（Formulation）單元的數(shù)學(xué)描述是指用來定義單元行為的數(shù)學(xué)理論。在不考慮自適應(yīng)網(wǎng)格（adaptive meshing）的情