【正文】 用途(specialpurpose) 殼單元：包括純薄殼 (thinonly) 單元和純厚殼 ( thickonly) 單元。根據(jù)單元的定義方式 ， 還可以將 ABAQUS 殼單元?jiǎng)澐譃?：? 常規(guī)（conventional) 殼單元： 通過(guò)定義單元的平面尺寸、表面法向和初始曲率來(lái)對(duì)參考面進(jìn)行離散，只能在截面厲性中定義殼的厚度， 而不能通過(guò)節(jié)點(diǎn)來(lái)定義殼的厚度。? 連續(xù)體（continuum) 殼單元：類(lèi)似于三維實(shí)體單元，對(duì)整個(gè)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散。選擇殼單元的類(lèi)型時(shí)可以遵循以下原則：? 對(duì)于薄殼問(wèn)題， 常規(guī)殼單元的性能優(yōu)于連續(xù)體殼單元；而對(duì)于接觸問(wèn)題，連續(xù)體殼單元的計(jì)算結(jié)果更加精確，因?yàn)樗茉陔p面接觸中考慮厚度的變化。? 如果需要考慮薄膜模式或彎曲模式的沙漏問(wèn)題，或模型中有面內(nèi)彎曲，在 ABAQUS/Standard 中使用S4單元（4節(jié)點(diǎn)四邊形有限薄膜應(yīng)變線(xiàn)性完全積分殼單元）可以獲得很高的精度。? S4R單元（4節(jié)點(diǎn)四邊形有限薄膜應(yīng)變線(xiàn)性減縮積分殼單元）性能穩(wěn)定，適用范圍很廣。? S3/S3R 單元（3節(jié)點(diǎn)三角形有限薄膜應(yīng)變線(xiàn)性殼單元）可以作為通用殼單元使用。由于單元中的常應(yīng)變近似，需要?jiǎng)澐州^細(xì)的網(wǎng)格來(lái)模擬彎曲變形或高應(yīng)變梯度。? 對(duì)于復(fù)合材料，為模擬剪切變形的影響，應(yīng)使用適于厚殼的單元（例如 SS4R、SS3R、S8R），并要注意檢查截面是否保持平面。? 四邊形或三角形的二次売單元對(duì)剪切自鎖或薄膜自鎖都不敏感，適用于一般的小應(yīng)變薄殼。? 在接觸模擬中，如果必須使用二次單元，不要選擇 STRI65單元（三角形二次殼單元），而應(yīng)使用 S9R5 單元（9節(jié)點(diǎn)四邊形殼單元）。? 如果模型規(guī)模很大且只表現(xiàn)幾何線(xiàn)性，使用 S4R5單元（線(xiàn)性薄殼單元）比通用殼單元更節(jié)約計(jì)算成本。? 在ABAQUS/Explicit中，如果包含任意大轉(zhuǎn)動(dòng)和小薄膜應(yīng)變，應(yīng)選用小薄膜應(yīng)變單元。4) 選擇梁?jiǎn)卧念?lèi)型如果一個(gè)構(gòu)件橫截面的尺寸遠(yuǎn)小于其軸向尺度（一般的判據(jù)為小于1/10)，并且沿長(zhǎng)度方向的應(yīng)力是最重要的因素，就可以用梁?jiǎn)卧獊?lái)模擬此結(jié)構(gòu)。ABAQUS中的所有梁?jiǎn)卧际橇褐?lèi)單元，即可以產(chǎn)生軸向變形、彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。Timoshenko 梁?jiǎn)卧€考慮了橫向剪切變形的影響。B21 和 B31 單元 （線(xiàn)性梁?jiǎn)卧┮约癇22和 B32單元（二次梁?jiǎn)卧┦强紤]剪切變形的Timoshenko梁?jiǎn)卧?，它們既適用于模擬剪切變形起重要作用的深梁，又適用于模擬剪切變形不太重要的細(xì)長(zhǎng)梁。這些單元的橫截面特性與厚殼單元的橫截面特性相同。ABAQUS/Standard 中的三次單元B23和B33被稱(chēng)為EulerBernoulli 梁?jiǎn)卧?，它們不能模擬剪切變形，但適合于模擬細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)件（橫截面的尺寸小于軸向尺度的1/10 )。由于三次單元可以模擬沿長(zhǎng)度方向的三階變量，所以只需劃分很少的單元就可以得到很精確的結(jié)果。選擇梁?jiǎn)卧念?lèi)型可以遵循以下原則。? 在任何包含接觸的問(wèn)題中，應(yīng)使用B21或B31單元（線(xiàn)性剪切變形梁?jiǎn)卧? 如果橫向剪切變形很重要，則應(yīng)采用B22和B32單元（二次Timoshenko梁?jiǎn)卧?。? 在ABAQUS/Standard 的幾何非線(xiàn)性模擬中，如果結(jié)構(gòu)非常剛硬或非常柔軟，應(yīng)使用雜交單元，例如B21H和B32H單元。? 如果在 ABAQUS/Standard中模擬具有開(kāi)口薄壁橫截面的結(jié)構(gòu)，應(yīng)使用基于橫截面翹曲理論的梁?jiǎn)卧鏐310S、B320S單元。5) 劃分網(wǎng)格的算法：? Medial Axis （中軸）算法 首先把要?jiǎng)澐志W(wǎng)格的區(qū)域分為一些簡(jiǎn)單的區(qū)域，然后使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)來(lái)為這些簡(jiǎn)單的區(qū)域劃分網(wǎng)格。Medial Axis 算法具有以下特性：a) 使用 Medial Axis 法更容易得到單元形狀規(guī)則的網(wǎng)格，但網(wǎng)格與種子的位置吻合得較差。b) 在二維模型中使用Medial Axis算法時(shí)，選擇 Minimize the mesh transition（最小化網(wǎng)格的過(guò)渡）可以提髙網(wǎng)格的質(zhì)量，但是生成的網(wǎng)格更容易偏離種子。c) 如果在模型的一部分邊上定義了受完全約束的種子，Medial Axis算法會(huì)自動(dòng)為其他的邊選擇最佳的種子分布。d) Medial Axis算法不支持由CAD模型導(dǎo)人的不精確模型 (imprecise part) 和虛擬拓?fù)? virtual topology )? Advancing Front（波前）算法Advancing Front算法首先在邊界上生成四邊形網(wǎng)格，然后再向區(qū)域內(nèi)部擴(kuò)展，它具有以下特性：a) 使用Advancing Front算法得到的網(wǎng)格可以與種子的位置很好地吻合，但在較窄的區(qū)域內(nèi)，精確匹配每粒種子可能會(huì)使網(wǎng)格歪斜。b) 使用 Advancing From算法更容易得到單元大小均勻的網(wǎng)格。有些情況下，單元尺寸均勻很重要，例如在ABAQUS/Explicit中，網(wǎng)格中的小單元會(huì)限制增量步長(zhǎng)。c) 使用Advancing From算法容易實(shí)現(xiàn)從粗網(wǎng)格到細(xì)網(wǎng)格的過(guò)渡。d) Advancing From算法支持不精確模型和二維模型的虛擬拓?fù)?。在?shí)際應(yīng)用中，具體選擇哪種算法更好，往往需要自己去嘗試。一般情況下，種子布置得較密，使用Advancing From算法得到的單元大小更均勻，而且能與種子的位置精確地匹配；當(dāng)種子布置得較稀疏時(shí)，使用Medial Axis算法得到的單元形狀更加規(guī)則，但沒(méi)有準(zhǔn)確地匹配種子的位置，Advancing From算法準(zhǔn)確地匹配了種子的位置，但因此導(dǎo)致單元形狀歪斜。（5）劃分單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格失敗可能有多種原因，例如：1) 幾何模型有問(wèn)題，例如模型中有自由邊或很小的邊、面、尖角、縫隙等2) 種子布置得太稀疏。（6）檢查網(wǎng)格質(zhì)量在Mesh功能模塊中點(diǎn)擊左側(cè)工具區(qū)中的 (Verify Mesh)，可以選擇部件、實(shí)體、幾何區(qū)域或單元，檢查其網(wǎng)格的質(zhì)量，獲得節(jié)點(diǎn)和單元信息。選擇Analysis Checks (分析檢查）可以檢查分析過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤或警告信息的單元。在開(kāi)始模擬時(shí)，可以先簡(jiǎn)單地劃分幾何粗網(wǎng)格，通過(guò)理解粗網(wǎng)格模擬的結(jié)果（高應(yīng)力區(qū)），然后在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域細(xì)分網(wǎng)格。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。10 提交工作job? 在Abaqus/CAE中可以使用Keywords Editor直接編輯輸入文件，或者用其它的文本編輯器對(duì)輸入文件進(jìn)行編輯。Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit中的一些功能在Abaqus/CAE中不支持，用戶(hù)可以利用Keywords Editor添加這些功能。? 利用Keywords Editor對(duì)模型所作的修改將作為模型數(shù)據(jù)庫(kù)的一部分。 所作的修改將被保留。? 如果利用文本編輯器編輯輸入文件，所作的修改將不影響模型數(shù)據(jù)庫(kù)。監(jiān)控求解過(guò)程：引起警告和錯(cuò)誤的區(qū)域?qū)⒆詣?dòng)被創(chuàng)建為單元集和節(jié)點(diǎn)集。可視化模塊可以利用這些集，以幫助調(diào)試模型。被監(jiān)控自由度的X–Y曲線(xiàn)在新的視圖中被自動(dòng)創(chuàng)建，并隨著程序的運(yùn)行自動(dòng)更新。11 畫(huà)布對(duì)象畫(huà)布可以看作是一個(gè)無(wú)限的屏幕或黑板，在上面可以布置各種對(duì)象。畫(huà)布對(duì)象包括三大類(lèi)：視窗、畫(huà)布文字注釋、畫(huà)布箭頭注釋。（1）視窗是畫(huà)布上顯示模型和分析結(jié)果的對(duì)象?？梢援?huà)布上隨意建立和刪除視窗，控制其尺寸、位置和外觀，但是畫(huà)布上至少有一個(gè)視窗對(duì)象，不能全部刪除所有的視窗對(duì)象。（2）文字注釋和箭頭注釋只能根據(jù)畫(huà)布定位，與視窗無(wú)關(guān)，可以在視窗之內(nèi)也可以在視窗之外，移動(dòng)視窗對(duì)文字和箭頭注釋的位置沒(méi)有任何影響，但是可以調(diào)整他們的位置使得他們處于視窗之中。12 草圖模塊（sketch）草圖是二維的剖面圖，可以用于生成三維部件。在草圖模塊中可以定義平面部件、梁、或者分割體用于擠壓、平掃、旋轉(zhuǎn)等方法形成三維部件。在草圖模塊中也可以定義與特征體無(wú)關(guān)的獨(dú)立的二維平面斷面圖。13 后處理（Visualization ）文件輸出(1) *File Output：定義輸出到結(jié)果文件File Output選項(xiàng)可以輸出節(jié)點(diǎn)、單元、整體數(shù)據(jù)到選定的文件。*EL FILE、*ENGERGY FILE和*NODE FILE 選項(xiàng)必須和*FILE OUTPUT選相聯(lián)使用。ABAQUS輸入文件（input file）ABAQUS輸入文件包含模型數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。模型數(shù)據(jù)定義有限元模型：?jiǎn)卧?、?jié)點(diǎn)、單元特性、材料定義等等。模型數(shù)據(jù)用來(lái)組織生成部件，部件經(jīng)過(guò)裝配后生成各種模型。歷史數(shù)據(jù)定義對(duì)模型的操作，即求解模型響應(yīng)所需要的時(shí)間順序或加載情況等。在ABAQUS里將這個(gè)歷史過(guò)程分解為不同的分析步。每一個(gè)分析步都是某一特定類(lèi)型的響應(yīng)，如靜載、動(dòng)力響應(yīng)，土體瞬時(shí)固結(jié)等等。分析步的定義必須包括過(guò)程類(lèi)型（靜態(tài)應(yīng)力分析、熱傳導(dǎo)分析等）、時(shí)間積分和非線(xiàn)性求解控制參數(shù)、荷載和輸出控制。非線(xiàn)性求解步和線(xiàn)性懾動(dòng)分析步ABAQUS中的非線(xiàn)性求解步和線(xiàn)性懾動(dòng)分析步有著明顯的差別。非線(xiàn)性分析步定義一系列事件，上一個(gè)非線(xiàn)性步必須為下一個(gè)非線(xiàn)性步提供初始條件。線(xiàn)性懾動(dòng)分析步提供了系統(tǒng)基本狀態(tài)（BASE STATE）的線(xiàn)性響應(yīng)，基本狀態(tài)也就是優(yōu)先于線(xiàn)性懾動(dòng)分析步的最后一個(gè)非線(xiàn)性分析步。每一個(gè)非線(xiàn)性分析步都必須把前一個(gè)非線(xiàn)性分析步的狀態(tài)作為自己的初始條件。例如，動(dòng)力分析可以不加載，動(dòng)力響應(yīng)主要來(lái)自靜力分析步中所儲(chǔ)存應(yīng)變能的釋放。（2）計(jì)算結(jié)果輸出到data file或者results file，但是不能在CAE中實(shí)現(xiàn)。*CONTACT PRINT *EL PRINT *ENERGY PRINT *INTERACTION PRINT *MODAL PRINT *NODE PRINT *SECTION PRINT14 查看診斷信息具體操作方法： 在Visualization功能模塊的主菜單中選擇Tools→Job Diagnostics，在彈出的Job Diagnostics對(duì)話(huà)框中，點(diǎn)擊左側(cè)區(qū)域中的加號(hào)，可以看到整個(gè)分析過(guò)程。如果警告信息（如嚴(yán)重不連續(xù)迭代SDI）沒(méi)有出現(xiàn)在各個(gè)增量步的最后一次迭代，那么分析結(jié)果就是正確的。15 子模型子模型是在全局模型的基礎(chǔ)上，對(duì)局部進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，作進(jìn)一步分析，子模型是從全局模型上切分下來(lái)的一部分；子結(jié)構(gòu)是將模型的局部作為一個(gè)整體來(lái)處理，縮聚其內(nèi)部自由度，只保留與外部有連接關(guān)系的自由度，從而減小剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的規(guī)模和計(jì)算量。子結(jié)構(gòu)往往用于具有相同特征和性質(zhì)的重復(fù)性局部結(jié)構(gòu)。子模型的驅(qū)動(dòng)變量（driven variable）一般是位移。全局模型在子模型邊界上的位移結(jié)果，被作為邊界條件來(lái)引入子模型。如果全局模型和子模型在子模型邊界上的節(jié)點(diǎn)分布不同，ABAQUS會(huì)對(duì)全局模型在此處的位移結(jié)果進(jìn)行插值處理。子模型分析的基本步驟：（1）完成對(duì)全局模型的分析，并保存子模型邊界附近的分析結(jié)果。提示：全局模型在子模型邊界上的位移結(jié)果是否準(zhǔn)確，會(huì)在很大程度上影響子模型的分析結(jié)果精度。因此要保證全局模型在子模型邊界上有足夠細(xì)化的網(wǎng)格，另外還要盡量選擇位移變化不劇烈的位置作為子模型邊界。（2）創(chuàng)建子模型，定義子模型邊界。（3）設(shè)置各個(gè)分析步中的驅(qū)動(dòng)變量。（4）設(shè)置子模型的邊界條件、載荷、接觸和約束。（5）提交對(duì)子模型的分析，檢查分析結(jié)果。對(duì)于同一個(gè)分析步，全局模型和子模型的增量步長(zhǎng)可以不同，ABAQUS會(huì)自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行插值處理（對(duì)于大變形分析也沒(méi)有問(wèn)題）。此外，選擇子模型邊界時(shí)，要注意避免發(fā)生過(guò)約束。ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 之間的主要區(qū)別參 量ABAQUS/StandardABAQUS/Explicit單元庫(kù)提供了豐富的單元庫(kù)提供了適用于顯式分析的豐富的單元庫(kù) ，這些單元是在ABAQUS/Standard 中單元的子集分析過(guò)程一般過(guò)程和線(xiàn)性攝動(dòng)過(guò)程一般過(guò)程材料模型提供了廣泛的材料模型類(lèi)似于在 ABAQUS/Standard 中的材料模型，一個(gè)顯著的E別是提供了允許材料失效的模型接觸公式對(duì)于求解接觸問(wèn)題 ，具有強(qiáng)健的能力具有強(qiáng)健的接觸功能，甚至能夠解決最復(fù)雜的接觸模擬求解技術(shù)應(yīng)用基于剛度的求解技術(shù) ，具有無(wú)條件穩(wěn)定性應(yīng)用顯式積分求解技術(shù)，具有條件穩(wěn)定性磁盤(pán)空間和內(nèi)存由于在增量步中大量的迭代，可占用大量的磁盤(pán)空間和內(nèi)存磁盤(pán)空間和內(nèi)存的占用量相對(duì)于ABAQUS/Standard 要小很多使用顯式方法，機(jī)時(shí)消耗與單元數(shù)量成正比，并且大致與最小單元的尺寸成反比；磁盤(pán)空間和內(nèi)存需求與單元數(shù)目成正比，與單元尺寸無(wú)關(guān)。隱式方法，經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于許多問(wèn)題的計(jì)算成本大致與自由度數(shù)目的平方成正