【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 殼單元劃分為 ：? 常規(guī)（conventional) 殼單元： 通過定義單元的平面尺寸、表面法向和初始曲率來對參考面進行離散，只能在截面厲性中定義殼的厚度， 而不能通過節(jié)點來定義殼的厚度。? 連續(xù)體（continuum) 殼單元：類似于三維實體單元，對整個三維結(jié)構(gòu)進行離散。選擇殼單元的類型時可以遵循以下原則：? 對于薄殼問題， 常規(guī)殼單元的性能優(yōu)于連續(xù)體殼單元；而對于接觸問題，連續(xù)體殼單元的計算結(jié)果更加精確，因為它能在雙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題，或模型中有面內(nèi)彎曲，在 ABAQUS/Standard 中使用S4單元（4節(jié)點四邊形有限薄膜應(yīng)變線性完全積分殼單元）可以獲得很高的精度。? S4R單元（4節(jié)點四邊形有限薄膜應(yīng)變線性減縮積分殼單元）性能穩(wěn)定，適用范圍很廣。? S3/S3R 單元（3節(jié)點三角形有限薄膜應(yīng)變線性殼單元）可以作為通用殼單元使用。由于單元中的常應(yīng)變近似，需要劃分較細的網(wǎng)格來模擬彎曲變形或高應(yīng)變梯度。? 對于復(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)點四邊形殼單元）。? 如果模型規(guī)模很大且只表現(xiàn)幾何線性，使用 S4R5單元（線性薄殼單元）比通用殼單元更節(jié)約計算成本。? 在ABAQUS/Explicit中，如果包含任意大轉(zhuǎn)動和小薄膜應(yīng)變，應(yīng)選用小薄膜應(yīng)變單元。4) 選擇梁單元的類型如果一個構(gòu)件橫截面的尺寸遠小于其軸向尺度（一般的判據(jù)為小于1/10)，并且沿長度方向的應(yīng)力是最重要的因素，就可以用梁單元來模擬此結(jié)構(gòu)。ABAQUS中的所有梁單元都是梁柱類單元，即可以產(chǎn)生軸向變形、彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。Timoshenko 梁單元還考慮了橫向剪切變形的影響。B21 和 B31 單元 （線性梁單元）以及B22和 B32單元（二次梁單元）是考慮剪切變形的Timoshenko梁單元，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長梁。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被稱為EulerBernoulli 梁單元，它們不能模擬剪切變形，但適合于模擬細長的構(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。選擇梁單元的類型可以遵循以下原則。? 在任何包含接觸的問題中，應(yīng)使用B21或B31單元（線性剪切變形梁單元）。? 如果橫向剪切變形很重要，則應(yīng)采用B22和B32單元（二次Timoshenko梁單元） 。? 在ABAQUS/Standard 的幾何非線性模擬中，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單元，例如B310S、B320S單元。5) 劃分網(wǎng)格的算法：? Medial Axis （中軸）算法 首先把要劃分網(wǎng)格的區(qū)域分為一些簡單的區(qū)域，然后使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分技術(shù)來為這些簡單的區(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，選擇 Minimize the mesh transition（最小化網(wǎng)格的過渡）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算法會自動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) 和虛擬拓撲( 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)格中的小單元會限制增量步長。c) 使用Advancing From算法容易實現(xiàn)從粗網(wǎng)格到細網(wǎng)格的過渡。d) Advancing From算法支持不精確模型和二維模型的虛擬拓撲。在實際應(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；當種子布置得較稀疏時，使用Medial Axis算法得到的單元形狀更加規(guī)則，但沒有準確地匹配種子的位置，Advancing From算法準確地匹配了種子的位置，但因此導(dǎo)致單元形狀歪斜。（5）劃分單元劃分網(wǎng)格失敗可能有多種原因，例如：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、縫隙等2) 種子布置得太稀疏。（6）檢查網(wǎng)格質(zhì)量在Mesh功能模塊中點擊左側(cè)工具區(qū)中的 (Verify Mesh)，可以選擇部件、實體、幾何區(qū)域或單元，檢查其網(wǎng)格的質(zhì)量，獲得節(jié)點和單元信息。選擇Analysis Checks (分析檢查）可以檢查分析過程中會導(dǎo)致錯誤或警告信息的單元。在開始模擬時，可以先簡單地劃分幾何粗網(wǎng)格，通過理解粗網(wǎng)格模擬的結(jié)果（高應(yīng)力區(qū)），然后在適當?shù)膮^(qū)域細分網(wǎng)格。預(yù)測準確的應(yīng)力比計算準確的位移需要更加細化的網(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輸入文件進行編輯。Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit中的一些功能在Abaqus/CAE中不支持，用戶可以利用Keywords Editor添加這些功能。? 利用Keywords Editor對模型所作的修改將作為模型數(shù)據(jù)庫的一部分。 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。監(jiān)控求解過程：引起警告和錯誤的區(qū)域?qū)⒆詣颖粍?chuàng)建為單元集和節(jié)點集。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曲線在新的視圖中被自動創(chuàng)建，并隨著程序的運行自動更新。11 畫布對象畫布可以看作是一個無限的屏幕或黑板，在上面可以布置各種對象。畫布對象包括三大類：視窗、畫布文字注釋、畫布箭頭注釋。（1）視窗是畫布上顯示模型和分析結(jié)果的對象?？梢援嫴忌想S意建立和刪除視窗，控制其尺寸、位置和外觀，但是畫布上至少有一個視窗對象，不能全部刪除所有的視窗對象。（2）文字注釋和箭頭注釋只能根據(jù)畫布定位，與視窗無關(guān)，可以在視窗之內(nèi)也可以在視窗之外，移動視窗對文字和箭頭注釋的位置沒有任何影響，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關(guān)的獨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選項可以輸出節(jié)點、單元、整體數(shù)據(jù)到選定的文件。*EL FILE、*ENGERGY FILE和*NODE FILE 選項必須和*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：單元、節(jié)點、單元特性、材料定義等等。模型數(shù)據(jù)用來組織生成部件，部件經(jīng)過裝配后生成各種模型。歷史數(shù)據(jù)定義對模型的操作，即求解模型響應(yīng)所需要的時間順序或加載情況等。在ABAQUS里將這個歷史過程分解為不同的分析步。每一個分析步都是某一特定類型的響應(yīng)，如靜載、動力響應(yīng)，土體瞬時固結(jié)等等。分析步的定義必須包括過程類型（靜態(tài)應(yīng)力分析、熱傳導(dǎo)分析等）、時間積分和非線性求解控制參數(shù)、荷載和輸出控制。非線性求解步和線性懾動分析步ABAQUS中的非線性求解步和線性懾動分析步有著明顯的差別。非線性分析步定義一系列事件，上一個非線性步必須為下一個非線性步提供初始條件。線性懾動分析步提供了系統(tǒng)基本狀態(tài)（BASE STATE）的線性響應(yīng)，基本狀態(tài)也就是優(yōu)先于線性懾動分析步的最后一個非線性分析步。每一個非線性分析步都必須把前一個非線性分析步的狀態(tài)作為自己的初始條件。例如，動力分析可以不加載，動力響應(yīng)主要來自靜力分析步中所儲存應(yīng)變能的釋放。（2）計算結(jié)果輸出到data file或者results file，但是不能在CAE中實現(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對話框中，點擊左側(cè)區(qū)域中的加號，可以看到整個分析過程。如果警告信息（如嚴重不連續(xù)迭代SDI）沒有出現(xiàn)在各個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，對局部進行網(wǎng)格細化，作進一步分析，子模型是從全局模型上切分下來的一部分；子結(jié)構(gòu)是將模型的局部作為一個整體來處理，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)點分布不同，ABAQUS會對全局模型在此處的位移結(jié)果進行插值處理。子模型分析的基本步驟：（1）完成對全局模型的分析，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)果是否準確，會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)置各個分析步中的驅(qū)動變量。（4）設(shè)置子模型的邊界條件、載荷、接觸和約束。（5）提交對子模型的分析，檢查分析結(jié)果。對于同一個分析步，全局模型和子模型的增量步長可以不同，ABAQUS會自動對其進行插值處理（對于大變形分析也沒有問題）。此外，選擇子模型邊界時，要注意避免發(fā)生過約束。ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 之間的主要區(qū)別參 量ABAQUS/StandardABAQUS/Explicit單元庫提供了豐富的單元庫提供了適用于顯式分析的豐富的單元庫 ，這些單元是在ABAQUS/Standard 中單元的子集分析過程一般過程和線性攝動過程一般過程材料模型提供了廣泛的材料模型類似于在 ABAQUS/Standard 中的材料模型，一個顯著的E別是提供了允許材料失效的模型接觸公式對于求解接觸問題 ，具有強健的能力具有強健的接觸功能，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，可占用大量的磁盤空間和內(nèi)存磁盤空間和內(nèi)存的占用量相對于ABAQUS/Standard 要小很多使用顯式方法，機時消耗與單元數(shù)量成正比，并且大致與最小單元的尺寸成反比；磁盤空間和內(nèi)存需求與單元數(shù)目成正比，與單元尺寸無關(guān)。隱式方法，經(jīng)驗表明，對于許多問題的計算成本大致與自由度數(shù)目的平方成正