【正文】 并將截面特性賦予該區(qū)域。截面面積可以在命令行接口（CLI）中進(jìn)行簡單計算。主菜單欄中選擇Section→Create，在Create Section對話框中選擇截面類型；再在Edit Section對話框中進(jìn)行有關(guān)設(shè)置。 定義裝配每一個部件都創(chuàng)建在自己的坐標(biāo)系中，在模型中彼此獨立。盡管一個模型可能包含多個部件，但只能包含一個裝配件。 設(shè)置分析過程⑴ 分析步的創(chuàng)建與設(shè)置創(chuàng)建了裝配件之后，可以進(jìn)入到Step（分析步）模塊來設(shè)置分析過程。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)。進(jìn)入Step模塊后，選擇Step→Create創(chuàng)建分析步，在創(chuàng)建分析步對話框中進(jìn)行設(shè)置，選擇分析過程：線性擾動或一般分析步，就創(chuàng)建了分析步。一個ABAQUS/CAE分析中可以輸出四種類型的數(shù)據(jù)：① 結(jié)果輸出保存到一個中間二進(jìn)制文件中，由ABAQUS/CAE應(yīng)用于后處理。②結(jié)果以打印列表的形式輸?shù)紸BAQUS數(shù)據(jù)（.dat）文件中。③重啟動數(shù)據(jù)用于繼續(xù)分析過程，輸出在ABAQUS重啟動（.res）文件中。默認(rèn)情況下，ABAQUS/CAE將分析結(jié)果寫入輸出數(shù)據(jù)庫（.obd）文件中。用戶可以使用Field output Requests Manager（場變量輸出管理器）來設(shè)置可能的輸出變量，這些變量來自整個模型或模型的大部分區(qū)域，它們以相對較低的頻率寫入到輸出數(shù)據(jù)庫中；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)庫中。注意：Dismiss與Cancel的區(qū)別。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。一個完整的結(jié)構(gòu)應(yīng)有六個自由度，可產(chǎn)生運(yùn)動的方向稱為自由度（degrees of freedom，DOF）。BC→Create，顯示創(chuàng)建邊界條件對話框，按提示進(jìn)行操作，通過BC Manager進(jìn)行管理。需要創(chuàng)建載荷，有幾個載荷就要創(chuàng)建幾個載荷。 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。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。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”，然后對部件實體劃分網(wǎng)格。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)點和單元編號。 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)建一個與該模型相關(guān)的作業(yè)。 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，在這個模型中可能由于數(shù)據(jù)不正確或者疏漏而存在錯誤，因此在運(yùn)行模型之前必須進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查分析。從JOB Manager（作業(yè)管理器）窗口右邊的按鈕中，點擊Submit（提交），來提交作業(yè)進(jìn)行分析。此外，ABAQUS/CAE在信息區(qū)報告發(fā)生的問題。對話框的下半?yún)^(qū)顯示了下列信息：單擊Log（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刻。單擊Output（輸出頁），顯示寫入輸出數(shù)據(jù)庫中每條輸出數(shù)據(jù)的記錄。在作業(yè)管理器中單擊Submit以提交作業(yè)進(jìn)行分析。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。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。Options選項，可對許多顯示進(jìn)行控制，如節(jié)點、單元編號，動畫，顏色，收縮放大等進(jìn)行設(shè)置，注意這個選項。⑵ 數(shù)據(jù)列表報告的設(shè)置：主要在主菜單Report→Field Output中進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。 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)施加載荷后的動態(tài)響應(yīng)。然后對這個Explicit模型進(jìn)行所有相應(yīng)的修改。⑴ 替換分析步進(jìn)入Step模塊，從主菜單中選擇Step→Replace→Apply Step對話框中，從General（一般）步驟列表中選擇Dynamic、Explicit.在Edit Step(編輯分析步)對話框的Basic（基礎(chǔ)）選項中，鍵入分析步描述，并設(shè)置分析步的時間期限。對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，需要創(chuàng)建包括桁架底部中心頂點的一個集合，然后將位移加入到歷史變量輸出要求中。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。⑶ 修改材料定義由于是動態(tài)分析，需要指定材料的密度。△△△△△⑷ 修改單元庫，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改變?yōu)轱@示單元庫。改變單元庫之后，將創(chuàng)建和運(yùn)行關(guān)于ABAQUS/Explicit分析的一個新的作業(yè)。進(jìn)入JOB模塊進(jìn)行運(yùn)行，選擇JOB→MANAGER，并創(chuàng)建一個新作業(yè)，設(shè)置作業(yè)類型，并提交作業(yè)。有限單元是可變形的，而剛性體在空間運(yùn)動不改變形狀。剛性體比變形體的優(yōu)越性在于對剛性體運(yùn)動的描述所需自由度較少（每個參考點最多有6個自由度），將模型的一部分作為剛性體可以極大地節(jié)約時間，提高計算效率。影響一個單元特性的因素有5個方面。單元的名字標(biāo)識了一個單元的5個方面的每個特征。不同單元族之間的一個主要區(qū)別是每個單元族所假定的幾何類型不同。例如，S4R中的S表示它是殼（shell）單元，而C3D8I中的C表示它是實體（continuum）。對于應(yīng)力/位移模擬，自由度是在每個節(jié)點處的平移。對于熱傳導(dǎo)模擬，自由度是在每個節(jié)點處的溫度，因此，熱傳導(dǎo)分析要求使用與應(yīng)力分析不同的單元，因為它們的自由度不同。除非在節(jié)點處已經(jīng)定義了局部坐標(biāo)系，否則方向1，2，和3分別對應(yīng)與整體坐標(biāo)系的1，2，和3方向。⑶ 節(jié)點數(shù)目——插值的階數(shù)ABAQUS僅在單元的節(jié)點處計算前面提到的位移、轉(zhuǎn)動、溫度和其他自由度，在單元內(nèi)的任何其他點處的位移是由節(jié)點位移插值獲得的。① 僅在角點處布置節(jié)點的單元，在每個方向上采用線性插值，常稱為線性單元或一階單元。③ 在每條邊上有中間節(jié)點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。一般情況下，一個單元的節(jié)點數(shù)目標(biāo)識在其名字中。梁單元采用了稍有不同的約定：在單元名字中標(biāo)識了插值的階數(shù)。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。與此相反，歐拉（Eulerian）或空間（spatial）描述則是單元在空間固定，材料在它們之間流動。ABAQUS/Standard應(yīng)用歐拉單元模擬對流換熱，這里不討論歐拉單元和自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)。例如，殼單元族具有三種類型：一種適用于一般性目的的殼體分析，另一種適用于薄殼，余下的一種適用于厚殼。具有其他可供選擇的公式描述的單元由在單元名字末尾的附加字母來識別。⑸ 積分ABAQUS應(yīng)用數(shù)值方法對各種變量在整個單元內(nèi)進(jìn)行積分，對大多數(shù)單元，ABAQUS運(yùn)用高斯積分方法來計算每一單元內(nèi)每個積分點處的材料響應(yīng)。ABAQUS在單元名字末尾采用字母“R”來標(biāo)識減縮積分（如果一個減縮積分單元同時又是雜交單元，末尾字母為RH）。 實體單元在不同的單元族中，連續(xù)體或者實體單元能夠用來模擬范圍最廣泛的構(gòu)件。ABAQUS具有應(yīng)力/位移和熱力耦合的實體單元，這里僅討論應(yīng)力/位移單元。⑴ 三維實體單元庫三維實體單元可以是六面體形（磚形）、碶形或四面體單元。一階四面體單元（C3D4）具有簡單的常應(yīng)變公式，為了得到精確的解答需要非常細(xì)劃的網(wǎng)格。二維單元可以是四邊形或三角形，應(yīng)用最廣泛的3種二維單元如下圖所示：① 平面應(yīng)變（plain strain）單元，假設(shè)離面應(yīng)變?yōu)榱?，可以用來模擬厚結(jié)構(gòu)。③ 無扭曲的軸對稱單元——CAX類單元——可模擬360度的環(huán)，適合于分析具有軸對稱幾何形狀和承受軸對稱載荷的結(jié)構(gòu)。① 廣義平面應(yīng)變單元，包含了對原單元的推廣，即離面應(yīng)變可以隨著模型平面內(nèi)的位置發(fā)生線性變化。② 帶有扭曲的軸對稱單元，可以模擬初始時為軸對稱幾何形狀，但能沿對稱軸發(fā)生扭曲的模型。③帶有反對稱變形的軸對稱單元，可以模擬初始時為軸對稱幾何形狀，但能反對稱變形的物體（特別是作為彎曲的結(jié)果）。這里不討論后面三種3種二維實體單元。如果沒有提供正確的單元節(jié)點布局，ABAQUS會給出單元具有負(fù)面積的出錯信息。相應(yīng)地在三維單元中，自由度1，2，和3時有效的，而在平面應(yīng)變單元、平面應(yīng)力單元和無扭曲的軸對稱單元中，只有自由度1和2是有效的。對于三維和軸對稱單元不需要附加幾何信息，節(jié)點坐標(biāo)就能夠完整定義單元的幾何形狀。⑸ 數(shù)學(xué)描述和積分在ABAQUS/Standard中，關(guān)于實體單元族有可供選擇的數(shù)學(xué)描述，包括非協(xié)調(diào)模式（inpatible mode）的數(shù)學(xué)描述（在單元名字的最后一個或倒數(shù)第二個字母為I）和雜交單元的數(shù)學(xué)描述（單元名字的最后一個字母為H）。在ABAQUS/Explicit中，只能使用減縮積分的四邊形或六面體實體單元。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。即使在一個大位移模擬中單元發(fā)生了轉(zhuǎn)動，仍默認(rèn)是整體笛卡爾坐標(biāo)系中定義單元變量。當(dāng)所分析的物體具有某個自然材料方向時，如在復(fù)合材料中的纖維方向，局部坐標(biāo)系是十分有用的。在ABAQUS中，殼單元以字母S開頭，SAX表示軸對稱殼單元，在Standard中也提供了帶有反對稱變形的軸對稱殼單元，它以字母SAXA開頭。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。另一方面，基于連續(xù)體的殼單元類似于三維實體單元，它們對整個三維物體進(jìn)行離散和建立數(shù)學(xué)描述，其運(yùn)動和本構(gòu)行為類似與常規(guī)殼單元。一般性目的的殼單元和帶有反對稱變形的軸對稱殼單元考慮了有限的膜應(yīng)變和任意大轉(zhuǎn)動。一般性目的的殼單元允許殼的厚度隨著單元的變形而改變，所有其他的殼單元假設(shè)小應(yīng)變和厚度不變，即使單元的節(jié)點可能發(fā)生有限的轉(zhuǎn)動。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。在Explicit中的殼單元是一般性目的的殼單元，具有有限的膜應(yīng)變和小的膜應(yīng)變。對于大多數(shù)顯示分析，使用大應(yīng)變殼單元是合適的，然而，如果在分析中只涉及小的膜應(yīng)變和任意的大轉(zhuǎn)動，采用小應(yīng)變殼單元則更富有計算效率。⑵ 自由度在Standard的三維殼單元中，名字以數(shù)字5結(jié)尾的（例如S4R5，STRI65）單元每個節(jié)點只有5個自由度：三個平移自由度和兩個面內(nèi)轉(zhuǎn)動自由度（即沒有繞殼面法線的轉(zhuǎn)動）。其他的三維殼單元在每個節(jié)點處有6個自由度（三個平移和三個轉(zhuǎn)動）。⑶ 單元性質(zhì)所有的殼單元必須提供殼截面性質(zhì)，它定義了與單元有關(guān)的厚度和材料性質(zhì)。若在分析過程中計算剛度，通過在殼厚度方向上選定的點，ABAQUS應(yīng)用數(shù)值積分的方法計算力學(xué)行為。相關(guān)的材料性質(zhì)定義可以是線性的或者是非線性的。如選擇在分析開始時一次計算橫截面剛度，可以定義橫截面性質(zhì)來模擬線性和非線性行為。因此，這種計算成本較小。當(dāng)殼體的響應(yīng)是線彈性時，建議采用這種方式。在所有大位移模擬中，這些軸隨著單元的變形而轉(zhuǎn)動。 梁單元梁單元用來模擬一個方向的尺寸（長度）遠(yuǎn)大于另外兩個方向的尺寸，并且僅沿梁軸方向的應(yīng)力時比較顯著的構(gòu)件。下一個字符表示單元的維數(shù)：2表示二維梁，3表示三維梁。⑴ 梁單元庫在二維和三維中有線性、二次及三次梁單元，在ABAQUS/Explicit中沒有提供三次梁單元。在Standard中有“開口截面”（Opensection）型梁單元（如B31OS），它具有一個代表梁橫截面翹曲（warping）的附加自由度（7）。 桁架單元所有的桁架單元都以字母T開頭，隨后的兩個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，最后一個字符表示在單元中的節(jié)點數(shù)目。桁架單元在每個節(jié)點處只有平動自由度，三維有3個，二維有2個。 剛性體剛性體的參考節(jié)點（rigid body reference node），它控制剛性體的運(yùn)動。在Explicit中，對于模擬結(jié)構(gòu)中相對比較剛性的部分，若其中的波動和應(yīng)力分布不重要，應(yīng)用剛性體特別有效。由解析剛性表面定義的剛性體比離散的剛性體可以節(jié)省一些計算成本。它有平移和轉(zhuǎn)動的自由度，對于每個剛性體必須給出唯一的定義，而剛性體參考點的位置一般并不重要。 剛性單元剛性單元的名字以R開頭，下一個字符表示單元的維數(shù)，2D表示單元是平面的；AX表示單元是軸對稱。僅在剛性體參考點處有獨立的自由度。小結(jié)：⑴ 單元類型的選擇對模擬計算的精度和效率有重要影響。⑵ 節(jié)點的有效自由度依賴于該節(jié)點所屬單元的類型。⑷ 所有單元必須提供截面性質(zhì)定義，截面性質(zhì)提供了定義單元幾何形狀所需的任何附加數(shù)據(jù)，而且也標(biāo)識了相關(guān)的材料性質(zhì)定義。⑹ 在ABAQUS/Explicit分析中，作為一種約束方式，剛性體比多點約束的計算效率更高?？晒┦褂玫膶嶓w單元總數(shù)很大，僅三維模型就超過20種。如何對于一個特殊的模擬能夠選擇恰當(dāng)、正確的工具或單元，這是一種能力，需要鍛煉。 完全積分完全積分就是當(dāng)單元具有規(guī)則形狀時，所用的Gauss積分點的數(shù)目足以對單元剛度矩陣中的多項式進(jìn)行精確積分。完全積分的線性單元在每個方向上采用兩個積分點，完全積分的二次單元（僅存在于Standard）在每個方向上采用3個積分點。剪力自鎖引起單元在彎曲時過于剛硬。它的出現(xiàn)意味著應(yīng)變能正在產(chǎn)生剪切變形，而不是產(chǎn)生所希望的彎曲變形，因此總的撓度變小，即單元過于剛硬。在受軸向或剪切載荷時，這些單元的功能表現(xiàn)很好。但是，如果二次單元發(fā)生扭曲或彎曲應(yīng)力有梯度，將有可能出現(xiàn)某種程度的自鎖。如果對載荷產(chǎn)生的變形類型