【正文】 ABAQUS 簡介[1] (pp7)在[開始] →[程序] →[ABAQUS ]→[ABAQUS COMMAND]，DOS 提示符下輸入命令Abaqus fetch job = file name可以提取想要的算例input 文件。ABAQUS 基本使用方法[2](pp15)快捷鍵：Ctrl+Alt+左鍵來縮放模型；Ctrl+Alt+中鍵來平移模型；Ctrl+Alt+右鍵來旋轉模型。②(pp16)ABAQUS/CAE 不會自動保存模型數(shù)據，用戶應當每隔一段時間自己保存模型以避免意外丟失。[3](pp17)平面應力問題的截面屬性類型是Solid（實心體）而不是Shell（殼）。ABAQUS/CAE 推薦的建模方法是把整個數(shù)值模型（如材料、邊界條件、載荷等）都直接定義在幾何模型上。載荷類型Pressure 的含義是單位面積上的力，正值表示壓力，負值表示拉力。[4](pp22)對于應力集中問題，使用二次單元可以提高應力結果的精度。[5](pp23)Dismiss 和Cancel 按鈕的作用都是關閉當前對話框，其區(qū)別在于：前者出現(xiàn)在包含只讀數(shù)據的對話框中；后者出現(xiàn)在允許作出修改的對話框中，點擊Cancel 按鈕可關閉對話框，而不保存所修改的內容。[6](pp26)每個模型中只能有一個裝配件，它是由一個或多個實體組成的，所謂的“實體”（instance）是部件（part）在裝配件中的一種映射，一個部件可以對應多個實體。材料和截面屬性定義在部件上，相互作用（interaction）、邊界條件、載荷等定義在實體上，網格可以定義在部件上或實體上，對求解過程和輸出結果的控制參數(shù)定義在整個模型上。[7](pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有兩種：幾何部件（native part）和網格部件（orphan mesh part）。創(chuàng)建幾何部件有兩種方法：（1）使用Part 功能模塊中的拉伸、旋轉、掃掠、倒角和放樣等特征來直接創(chuàng)建幾何部件。（2）導入已有的CAD 模型文件，方法是：點擊主菜單File→Import→Part。網格部件不包含特征，只包含節(jié)點、單元、 面、集合的信息。創(chuàng)建網格部件有三種方法：（1）導入ODB 文件中的網格。（2）導入INP 文件中的網格。（3）把幾何部件轉化為網格部件，方法是：進入Mesh 功能模塊，點擊主菜單Mesh→Create Mesh Part。[8](pp31)初始分析步只有一個，名稱是initial，它不能被編輯、重命名、替換、復制或刪除。在初始分析步之后，需要創(chuàng)建一個或多個后續(xù)分析步，主要有兩大類：（1）通用分析步（general analysis step）可以用于線性或非線性分析。常用的通用分析步包含以下類型：—Static, General: ABAQUS/Standard 靜力分析—Dynamics, Implicit: ABAQUS/Standard 隱式動力分析—Dynamics, Explicit: ABAQUS/ Explicit 顯式動態(tài)分析（2）線性攝動分析步（linear perturbation step）只能用來分析線性問題。在ABAQUS/Explicit 中不能使用線性攝動分析步。在ABAQUS/Standard 中以下分析類型總是采用線性攝動分析步?！狟uckle: 線性特征值屈曲。—Frequency: 頻率提取分析?！狹odal dynamics: 瞬時模態(tài)動態(tài)分析?！猂andom response: 隨機響應分析。—Response spectrum: 反應譜分析。—Steadystate dynamics: 穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析。[9]（pp33）在靜態(tài)分析中，如果模型中不含阻尼或與速率相關的材料性質，“時間”就沒有實際的物理意義。為方便起見，一般都把分析步時間設為默認的1。每創(chuàng)建一個分析步，ABAQUS/CAE 就會自動生成一個該分析步的輸出要求。[10] （pp34）自適應網格主要用于ABAQUS/Explicit 以及ABAQUS/Standard 中的表面磨損過程模擬。在一般的ABAQUS/Standard 分析中，盡管也可設定自適應網格，但不會起到明顯的作用。Step 功能模塊中，主菜單Other→Adaptive Mesh Domain 和Other→Adaptive Mesh Controls 分別設置劃分區(qū)域和參數(shù)。[11]（pp37）使用主菜單Field 可以定義場變量（包括初始速度場和溫度場變量）。有些場變量與分析步有關，也有些僅僅作用于分析的開始階段。使用主菜單Load Case 可以定義載荷狀況。載荷狀況由一系列的載荷和邊界條件組成，用于靜力攝動分析和穩(wěn)態(tài)動力分析。[12]（pp42）獨立實體是對部件的復制，可以直接對獨立實體劃分網格，而不能對相應的部件劃分網格。非獨立實體是部件的指針，不能直接對非獨立實體劃分網格，而只能對相應的部件劃分網格。由網格部件創(chuàng)建的實體都是非獨立實體。[13]（pp45）Quad 單元（二維區(qū)域內完全使用四邊形網格）和Hex 單元（三維區(qū)域內完全使用六面體網格）可以用較小的計算代價得到較高的精度，因此應盡可能選擇這兩種單元。[14]（pp45）結構化網格和掃掠網格一般采用Quad 單元和Hex 單元，分析精度相對較高。因此優(yōu)先 選用這兩種劃分技術。使用自由網格劃分技術時，一般來說，節(jié)點的位置會與種子的位置相吻合。使用結構化網格和掃掠網格劃分技術時，如果定義了受完全約束的種子，劃分可能失敗。[15]（pp45）劃分網格的兩種算法：中性軸算法（Medial Axis）：（1）中性軸算法（Medial Axis）更易得到單元形狀規(guī)則的網格，但網格與種子的位置吻合得較差。（2）在二維區(qū)域中，使用此算法時選擇Minimize the mesh transition（最小化網格的過渡）可提高網格質量，但更容易偏離種子。當種子布置得較稀疏時，使用中性軸算法得到的單元形狀更規(guī)則。（3）如果在模型的一部分邊上定義了受完全約束的種子，中性軸算法會自動為其他的邊選擇最佳的種子分布。（4）中性軸算法不支持由CAD 模型導入的不精確模型和虛擬拓撲。Advancing Front 算法（1） 網格可以與種子的位置很好地吻合，但在較窄的區(qū)域內，精確匹配每粒種子可能會使網格歪斜。（2） 更容易得到單元大小均勻的網格。有些情況下， 單元均勻是很重要的， 例如在ABAQUS/Explicit 中，網格中的小單元會限制增量步長。（3） 容易實現(xiàn)從粗網格到細網格的過渡。（4） 支持不精確模型和二維模型的虛擬拓撲。[16]（pp50）網格劃分失敗時的解決辦法與網格劃分失敗的原因：（1） 幾何模型有問題，例如模型中有自由邊或很小的邊、面、尖角、裂縫等。（2） 種子布置得太稀疏。如果無法成功地劃分Tet 網格，可以嘗試以下措施：（1） 在Mesh 功能模塊中，選擇主菜單Tools→Query 下的Geometry Diagnostics，檢查模型中是否有自由邊、短邊、小平面、小尖角或微小的裂縫。如果幾何部件是由CAD 模型導入的，則應注意檢查是否模型本身就有問題（有時可能是數(shù)值誤差導致的）；如果幾何部件是在ABAQUS/CAE 中創(chuàng)建的，應注意是否在進行拉伸或切割操作時，由于幾何坐標的誤差，出現(xiàn)了上述問題。（2） 在Mesh 功能模塊中，可以使用主菜單Tools→Virtual Topology（虛擬拓撲）來合并小的邊或面，或忽略某些邊或頂點。（3） 在Part 功能模塊中，點擊主菜單Tools→Repair，可以修復存在問題的幾何實體。（4） 在無法生成網格的位置加密種子。[17]（pp51）網格質量檢查在Mesh 功能模塊中，點擊主菜單Mesh→Verify，可以選擇部件、實體、幾何區(qū)域或單元，檢查其網格的質量，獲得節(jié)點和單元信息。在Verify Mesh 對話框，選擇Statistical Checks（統(tǒng)計檢查）可以檢查單元的幾何形狀，選擇Analysis Checks（分析檢查）可以檢查分析過程中會導致錯誤或警告信息的單元。單擊Highlight 按鈕，符合檢查判據的單元就會以高亮度顯示出來。[18]（pp51）單元類型ABAQUS 擁有433 種單元，分8 大類：連續(xù)體單元（continuum element，即實體單元solid element、殼單元、薄膜單元、梁單元、桿單元、剛體單元、連接單元和無限元。（1） 線性單元（即一階單元）；二次單元（即二階單元）；修正的二次單元（只有Tri 或Tet 才有此類型）。（2） ABAQUS/Explicit 中沒有二次完全積分的連續(xù)體單元。（3） 線性完全積分單元的缺點：承受彎曲載荷時，會出現(xiàn)剪切自鎖，造成單元過于剛硬，即使劃分很細的網格，計算精度仍然很差。二次單元不能用于接觸分析？（4） 二次完全積分單元的優(yōu)點：（A）應力計算結果很精確，適合模擬應力集中問題；（B）一般情況下，沒有剪切自鎖問題。但使用這種單元時要注意：（A）不能用于接觸分析；（B）對于彈塑性分析，如果材料不可壓縮（例如金屬材料），則容易產生體積自鎖；（C）當單元發(fā)生扭曲或彎曲應力有梯度時，有可能出現(xiàn)某種程度的自鎖。（5） 線性減縮積分單元在單元中心只有一個積分點，存在沙漏數(shù)值問題而過于柔軟。采用這種單元模擬承受彎曲載荷的結構時，沿厚度方向上至少應劃分四個單元。優(yōu)點：（A）位移計算結果較精確；（B）網格存在扭曲變形時（例如Quad 單元的角度遠遠大于或小于90186。），分析精度不會受到明顯的影響；（C）在彎曲載荷下不易發(fā)生剪切自鎖。缺點：（A）需要較細網格克服沙漏問題；（B）如果希望以應力集中部位的節(jié)點應力作為分析目標，則不能選用此單元。（6） 二次減縮積分單元不但保持線性減縮積分單元的上述優(yōu)點，還具有如下特點：（A）即使不劃分很細的網格也不會出現(xiàn)嚴重的沙漏問題；（B）即使在復雜應力狀態(tài)下，對自鎖問題也不敏感。使用這種單元要注意：（A）不能用于接觸分析；（B）不能用于大應變問題；（C）存在與線性減縮積分單元類似的問題，即節(jié)點應力的精度往往低于二次完全積分單元。（7