【正文】 大，表明使用的網(wǎng)格過(guò)于粗糙。該子集可以包括來(lái)自當(dāng)前模型或輸出數(shù)據(jù)庫(kù)中的部件實(shí)例、幾何形體（小區(qū)域、面或邊）、單元、節(jié)點(diǎn)和表面的任意組合。注意創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)（面，線）命令的使用，選擇Tools→Datum（基點(diǎn)線，基準(zhǔn)面），然后依據(jù)提示進(jìn)行相應(yīng)的操作。按Shift鍵，單擊，可以同時(shí)選擇模型多個(gè)部分。⑵ 定義材料和截面特性要做的就是：先創(chuàng)建材料，定義材料；然后創(chuàng)建截面，定義截面；最后通過(guò)Assign命令，把截面定義賦予部件。⑶ 對(duì)于接觸問(wèn)題，采用細(xì)化網(wǎng)格的線性、減縮積分單元或者非協(xié)調(diào)模式單元（CAX4I，CPE4I，CPS4I，C3D8I等）。作為結(jié)論，只有必須完成網(wǎng)格劃分時(shí)，才應(yīng)用這些單元，即便如此，它們必須遠(yuǎn)離需要精確結(jié)果的區(qū)域。對(duì)不可壓縮材料，其體積在荷載作用下并不改變，因此，壓應(yīng)力不能由節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算。應(yīng)用得當(dāng)，非協(xié)調(diào)模式單元是有用的，它們可以以很低的成本獲得較高的精度結(jié)果。線性減縮積分單元能夠很好地承受扭曲變形，因此，在任何扭曲變形很大的模擬中可以采用網(wǎng)格細(xì)化的這類(lèi)單元。在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，完全積分的二次單元也有可能發(fā)生自鎖，因此如果在模型中應(yīng)用這類(lèi)單元，應(yīng)仔細(xì)檢查計(jì)算結(jié)果。產(chǎn)生偽剪力的原因是單元的邊不能彎曲，單元的位移場(chǎng)不能模擬與彎曲相關(guān)的變形而引起的。模擬的精度很大程度上依賴(lài)于模型中采用的單元類(lèi)型。Explicit單元庫(kù)中的單元是Standard單元庫(kù)中的單元的子集。 剛性體部件一個(gè)剛性體的運(yùn)動(dòng)是由單一節(jié)點(diǎn)控制的：剛性體參考點(diǎn)。在二維和三維中有線性和二次桁架，在Eplicit中沒(méi)有二次桁架。ABAQUS中梁?jiǎn)卧拿忠宰帜窧 開(kāi)頭。這種情況下，ABAQUS以截面工程參量（面積、慣性矩等）的方式直接模擬殼體的橫截面行為，所以，無(wú)需讓ABAQUS在單元橫截面上積分任意變量。軸對(duì)稱(chēng)殼單元的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處有三個(gè)自由度：1 r方向的平移；2 z方向的平動(dòng)；6 rz平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。而S4單元和其他三角形殼單元?jiǎng)t采用完全積分。通過(guò)定義單元的平面尺寸、表面法線和初始曲率，常規(guī)的殼單元對(duì)參考面進(jìn)行離散。因此，在積分點(diǎn)處應(yīng)力分量是作用在整體坐標(biāo)系的1方向，如下圖所示。⑷ 單元性質(zhì)所有的實(shí)體單元必須賦予截面性質(zhì)，它定義了與單元相關(guān)的材料和任何附加的幾何數(shù)據(jù)。它適合于模擬圓桶形結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)，如軸對(duì)稱(chēng)的橡膠套管。⑵ 二維實(shí)體單元庫(kù)ABAQUS具有幾種離面行為互不相同的二維實(shí)體單元。ABAQUS/Standard提供了完全積分和減縮積分單元；除了修正的四面體和三角形單元外，ABAQUS/Explicit只提供了減縮積分單元。為了適用于不同類(lèi)型的行為，在ABAQUS中的某些單元族包含了幾種采用不同數(shù)學(xué)描述的單元。如8節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元稱(chēng)為C3D8；8節(jié)點(diǎn)一般殼單元稱(chēng)為S8R。軸對(duì)稱(chēng)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。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。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(lèi)型都可以用于剛性體的定義（也有例外）。進(jìn)入Property模塊，Materal→Edit→Steel,在General→Density，輸入密度值。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)。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(huà)效果，可從animate選項(xiàng)中進(jìn)行查看。單擊Errors（錯(cuò)誤）和Warning（警告）頁(yè)，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。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(huà)框，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置后完成。用戶(hù)可以選擇ABAQUS/CAE使用的創(chuàng)建網(wǎng)格、單元形狀和單元類(lèi)型的網(wǎng)格生成技術(shù)。 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)。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(xiě)入到ABAQUS結(jié)果（.fil）文件。在ABAQUS中有兩類(lèi)分析步：一般分析步（general analysis steps），可以用來(lái)分析線性或非線性響應(yīng)；線性攝動(dòng)步（linear perturbation steps），只能用來(lái)分析線性問(wèn)題。為將截面特性賦予模型，在主菜單中選擇Assign→Section,按提示區(qū)的指導(dǎo)完成后續(xù)操作，選擇需要賦予模型的部分，點(diǎn)擊Done，選擇已定義的截面。 創(chuàng)建材料用戶(hù)應(yīng)用Property模塊創(chuàng)建材料和定義材料的參數(shù)。部件定義了模型各部分的幾何形體，因此，它們是創(chuàng)建ABAQUS/CAE模型的基本構(gòu)件。應(yīng)用該模塊創(chuàng)建草圖，定義平面部件、梁、剖面，或者創(chuàng)建一個(gè)草圖，然后通過(guò)拉伸、掃掠或者旋轉(zhuǎn)等方式將其形成三維部件。⑻ Job（作業(yè)）生成（create）一個(gè)作業(yè)并提交進(jìn)行分析計(jì)算。在一個(gè)裝配件中，僅指定表面之間某種類(lèi)型的相互作用，對(duì)于描述兩個(gè)表面的實(shí)際接近程度實(shí)不夠的。⑵ Property（特性）用戶(hù)可以定義截面和材料，并將它們賦予（assign）部件的某一部分。如下圖所示。例如沖擊對(duì)部件的影響，或在地震時(shí)建筑物的響應(yīng)。沒(méi)有約束的剛體位移會(huì)導(dǎo)致剛度矩陣產(chǎn)生奇異（singularity）（剛度矩陣的行列式為零）。網(wǎng)格中單元類(lèi)型、形狀、位置和所有單元的總數(shù)都會(huì)影響模擬計(jì)算的結(jié)果。二、ABAQUS基礎(chǔ)一個(gè)完整的ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit分析過(guò)程，通常由三個(gè)明確的步驟組成：前處理、模擬計(jì)算和后處理。一旦節(jié)點(diǎn)位移已知，每個(gè)單元的應(yīng)力與應(yīng)變就可以很容易求出。ABAQUS/CAE具有對(duì)幾何體劃分網(wǎng)格的強(qiáng)大功能，并可檢驗(yàn)所形成的分析模型。對(duì)于大多數(shù)模擬，包括高度非線性問(wèn)題，用戶(hù)僅需要提供結(jié)構(gòu)的幾何形狀、材料性能、邊界條件、荷載工況等工程數(shù)據(jù)。對(duì)于多部件問(wèn)題，可以通過(guò)對(duì)每個(gè)部件定義合適的材料模型，然后將它們組合成幾何構(gòu)形。通過(guò)生成或輸入將要分析結(jié)構(gòu)的幾何形狀，并將其分解為便于網(wǎng)格劃分的若干區(qū)域，應(yīng)用它可以方便而快捷地構(gòu)造模型，然后對(duì)生成的幾何體賦予物理和材料特性、荷載以及邊界條件。在應(yīng)力分析中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移是ABAQUS計(jì)算的基本變量。求解式通過(guò)動(dòng)態(tài)方法從一個(gè)增量步前推到下一個(gè)增量步得到的。通常，網(wǎng)格只是實(shí)際結(jié)構(gòu)幾何形狀的近似表達(dá)。應(yīng)用邊界條件可以使模型的某一部分受到約束而保持固定（零位移）或使其移動(dòng)指定大小的位移值（非零位移）。其他情況下，可能用戶(hù)關(guān)心的是結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 什么是功能模塊每一個(gè)模塊（module）只包含與模擬作業(yè)的某一指定部分相關(guān)的一些工具，如Mesh模塊，Job模塊等。⑴ Part（部件）：用于創(chuàng)建各個(gè)獨(dú)立的部件。除非在相互作用模塊中指定接觸，否則ABAQUS/CAE不會(huì)自動(dòng)識(shí)別部件實(shí)體之間或一個(gè)裝配件的各區(qū)域之間的力學(xué)接觸關(guān)系。利用所提供的各個(gè)層次上的自動(dòng)剖分和控制工具，用戶(hù)可以生成滿(mǎn)足自己要求的網(wǎng)格。⑽ Sketch（草圖）它是二維輪廓圖形，用來(lái)幫助形成幾何形狀，定義ABAQUS/CAE可識(shí)別的部件。 創(chuàng)建部件應(yīng)用Part（部件）模塊創(chuàng)建分析模型的每個(gè)部件。草圖畫(huà)出之后，記得從提示區(qū)（靠近主窗口的底部）單擊Done，以生成模型，在下一步進(jìn)行之前，在模型數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)你的模型。主菜單欄中選擇Section→Create，在Create Section對(duì)話(huà)框中選擇截面類(lèi)型；再在Edit Section對(duì)話(huà)框中進(jìn)行有關(guān)設(shè)置。在Step模塊中，也允許用戶(hù)指定在分析過(guò)程中任何步驟輸出數(shù)據(jù)。③重啟動(dòng)數(shù)據(jù)用于繼續(xù)分析過(guò)程，輸出在ABAQUS重啟動(dòng)（.res）文件中。從菜單或工具欄，可以打開(kāi)History Output Requests Manager，用類(lèi)似的方法就行操作。 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。 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)。對(duì)話(huà)框的下半?yún)^(qū)顯示了下列信息：?jiǎn)螕鬖og（操作記錄）頁(yè)，顯示在操作記錄（.log）中出現(xiàn)的分析開(kāi)始和終止時(shí)刻。⑴ 圖形化顯示設(shè)置：用戶(hù)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。然后對(duì)這個(gè)Explicit模型進(jìn)行所有相應(yīng)的修改。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。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。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(lèi)型不同。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。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。ABAQUS/Standard應(yīng)用歐拉單元模擬對(duì)流換熱，這里不討論歐拉單元和自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)。ABAQUS在單元名字末尾采用字母“R”來(lái)標(biāo)識(shí)減縮積分（如果一個(gè)減縮積分單元同時(shí)又是雜交單元，末尾字母為RH）。一階四面體單元（C3D4）具有簡(jiǎn)單的常應(yīng)變公式，為了得到精確的解答需要非常細(xì)劃的網(wǎng)格。② 帶有扭曲的軸對(duì)稱(chēng)單元，可以模擬初始時(shí)為軸對(duì)稱(chēng)幾何形狀，但能沿對(duì)稱(chēng)軸發(fā)生扭曲的模型。相應(yīng)地在三維單元中，自由度1，2，和3時(shí)有效的，而在平面應(yīng)變單元、平面應(yīng)力單元和無(wú)扭曲的軸對(duì)稱(chēng)單元中，只有自由度1和2是有效的。⑹ 單元輸出變量默認(rèn)情況下，諸如應(yīng)力和應(yīng)變等單元輸出變量都是參照笛卡爾直角坐標(biāo)系的。在ABAQUS中具有兩種殼單元：常規(guī)的殼單元和基于連續(xù)體的殼單元。所有的四邊形殼單元（除了S4）和三角形殼單元S3/S3R均采用減縮積分。其他的三維殼單元在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處有6個(gè)自由度（三個(gè)平移和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)）。如選擇在分析開(kāi)始時(shí)一次計(jì)算橫截面剛度，可以定義橫截面性質(zhì)來(lái)模擬線性和非線性行為。 梁?jiǎn)卧簡(jiǎn)卧脕?lái)模擬一個(gè)方向的尺寸（長(zhǎng)度）遠(yuǎn)大于另外兩個(gè)方向的尺寸，并且僅沿梁軸方向的應(yīng)力時(shí)比較顯著的構(gòu)件。 桁架單元所有的桁架單元都以字母T開(kāi)頭，隨后的兩個(gè)字符表示單元的維數(shù)，如2D表示二維桁架，3D表示三維桁架，最后一個(gè)字符表示在單元中的節(jié)點(diǎn)數(shù)目。由解析剛性表面定義的剛性體比離散的剛性體可以節(jié)省一些計(jì)算成本。小結(jié)：⑴ 單元類(lèi)型的選擇對(duì)模擬計(jì)算的精度和效率有重要影響。可供使用的實(shí)體單元總數(shù)很大，僅三維模型就超過(guò)20種。剪力自鎖引起單元在彎曲時(shí)過(guò)于剛硬。如果對(duì)載荷產(chǎn)生的變形類(lèi)型有所懷疑，則應(yīng)采用不同類(lèi)型的單元。建議在厚度方向至少采用四個(gè)單元。然而，非協(xié)調(diào)模式單元對(duì)單元的扭曲（warping）很敏感。橡膠就是一種典型的具有不可壓縮性質(zhì)的材料。當(dāng)幾何形狀復(fù)雜時(shí)，還需要鍥形和四面體單元，這些單元——C3D4和C3D6——的一階模式是較差的單元（需要細(xì)化網(wǎng)格以取得較好的精度）。它們以最低的成本獲得最好的解答。② 繪制完二維圖形后，顯示Edit Base Extrusion（編輯伸展方式）對(duì)話(huà)框，指定輪廓圖伸展距離后，就可以生成三維圖形。切割有多種用途：用來(lái)定義材料的邊界、表明載荷和約束的位置，以及細(xì)化網(wǎng)格。有的區(qū)域必須分割，才可采用相應(yīng)的網(wǎng)格生成技術(shù)。④ Display Group（顯示組，也就是顯示模型子集）ABAQUS/CAE默認(rèn)地顯示整個(gè)模型，然而可以選擇僅顯示模型的子集。通過(guò)要求在節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)力輸出（從單元積分點(diǎn)外推和包含該節(jié)點(diǎn)的所有單元平均）寫(xiě)入報(bào)告文件，這種差異可以解決。② 常變量的輸出通過(guò)Tools→XYData→Create中操作，選擇ODB field output，在下面的對(duì)話(huà)框中，可以設(shè)置變量類(lèi)型和位置，從而生成XY曲線圖。小結(jié)：⑴ 在實(shí)體單元中采用的數(shù)學(xué)公式和積分階數(shù)，對(duì)分析的精度和成本有顯著影響。⑻ 局部細(xì)化問(wèn)題；預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的應(yīng)力比計(jì)算準(zhǔn)確的位移需要更加細(xì)化的網(wǎng)格，因?yàn)閼?yīng)力與應(yīng)變是由位移梯度計(jì)算得到的，預(yù)測(cè)位移梯度比計(jì)算準(zhǔn)確的位移所需的網(wǎng)格更密。 殼體厚度和截面點(diǎn)除了定義殼體厚度之外，無(wú)論是在分析過(guò)程中還是在分析開(kāi)始時(shí)，都可以得到橫截面的剛度。 參考面的偏置大多數(shù)情況下，將參考面定義為中面的偏置更為有效。判斷一個(gè)給定的應(yīng)用是屬于薄殼還是厚殼問(wèn)題：對(duì)于厚殼，剪切變形是重要的，而對(duì)于薄殼可以忽略不計(jì)。ABAQUS按照坐標(biāo)軸的循環(huán)順序（1，2，3）及你的選擇將坐標(biāo)軸投影到殼體上，從而構(gòu)成材料的1方向。⑵ 線性、有限薄膜應(yīng)變、減縮積分、四邊形殼單元（S4R）很強(qiáng)健，應(yīng)用很廣泛。⑴ 定義模型的幾何形狀選好大致尺寸，；當(dāng)輸入20時(shí)，；當(dāng)輸入50時(shí)，每格1m。⑶ 創(chuàng)建裝配件、定義分析步驟和指定輸出要求在“裝配車(chē)間”里創(chuàng)建部件的模型實(shí)體。創(chuàng)建作業(yè)，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)及提交運(yùn)算。分析開(kāi)始時(shí)計(jì)算橫截面剛度僅適用于線性材料；在分析過(guò)程中計(jì)算橫截面剛度的方法對(duì)線性和非線性材料都適用。為了應(yīng)用梁理論產(chǎn)生可接受的結(jié)果，橫截面的尺度必須小于結(jié)構(gòu)典型軸向尺度的十分之一（要有跨度才行）。如何定賦值梁橫截面的方向，涉及到梁?jiǎn)卧木植壳芯€t，代表局部梁橫截面的矢量和方向。ABAQUS中的三次單元被稱(chēng)為EulerBernoulli梁?jiǎn)卧˙23和B33），它們不能模擬剪切變形。實(shí)心橫截面梁的扭轉(zhuǎn)剛度取決于材料的剪切模量G和梁截面的扭轉(zhuǎn)常數(shù)J；扭轉(zhuǎn)常數(shù)取決于梁橫截面的形狀和翹曲特征，對(duì)與在橫截面上產(chǎn)生較大非彈性變形的扭轉(zhuǎn)載荷，應(yīng)用這種方法不能得到精確的模擬。⑷ 翹曲函數(shù)翹曲引起整個(gè)梁橫截面的軸向變形，截面的翹曲函數(shù)定義了翹曲的變化。