关于ABAQUS的学习及总结

1.非线性分析结构问题中存在着三种非线性来源：材料、几何和边界（接触）。这些因素的任意组合都可以出现在ABAQUS的分析中；（1）几何非线性：发生在位移量值影响结构响应的情况下。这包括大位移和转动效应、突然翻转和载荷硬化；（2）材料非线性：金属材料应变较大时产生屈服，材料响应变成非线性和不可逆的；橡胶材料也近似看成非线性的、可逆的（弹性）响应的材料；应变率相关的材料参数、材料失效都是材料非线性的表现方式；材料设定也可以是温度以及其他预先设定的场变量的函数；（3）边界非线性：边界条件随分析过程发生变化，就会产生边界非线性问题。例如结构变形过程中碰到障碍；板材材料冲压入磨具的过程等都是边界非线性问题。此外一大类问题接触问题也属于典型的边界非线性问题。（4）ABAQUS非线性问题是利用牛顿－拉弗森方法（Newtown-Raphsion）来进行迭代求解的。非线性问题比线性问题所需要的计算机资源要高许多倍；（5）非线性分析步被分为许多增量步。ABAQUS通过迭代，在新的载荷增量结束时近似地达到静力学平衡。ABAQUS在整个模拟计算中完全控制载荷的增量和收敛性；（6）状态文件（.sta）允许在分析运行时监控分析过程的进展。(7)信息文件(.msg)包含了载荷增量和迭代过程的详细信息；(8)在每个增量步结束时可以保存计算结果（结果文件.odb），这样结构响应的演化就可以用ABAQUS/Post显示出来。计算结果也可以用x-y图的形式绘出。2.单元(1)单元族：单元名字里开始的字母标志着这种单元属于哪一个单元族。C3D8I是实体单元；CPS4平面应力单元（二维实体单元）;S4R是壳单元；B31梁单元；刚体单元；CINPE4是无限元；膜单元；特殊目的单元，例如弹簧，粘壶和质量；桁架单元。(2)自由度dof（和单元族直接相关）：每一节点处的平动和转动11方向的平动;22方向的平动;33方向的平动4绕1轴的转动;5绕2轴的转动;6绕3轴的转动7开口截面梁单元的翘曲;8声压或孔隙压力(3)轴对称单元:1r方向的平动;;2z方向的平动;6r-z方向的转动(4)节点数：决定单元插值的阶数(5)数学描述：定义单元行为的数学理论(6)积分：应用数值方法在每一单元的体积上对不同的变量进行积分。大部分单元采用高斯积分方法计算单元内每一高斯点处的材料响应。单元末尾用字母“R”识别减缩积分单元，否则是全积分单元。3.常用单元介绍（1）实体单元：实体单元可在其任何表面与其他单元连接起来。C3D:三维单元；CAX:无扭曲轴对称单元，模拟360的环，用于分析受轴对称载荷作用，具有轴对称几何形状的结构；CPE:平面应变单元，假定离面应变ε33为零，用力模拟厚结构；CPS:平面应力单元，假定离面应力σ33为零，用力模拟薄结构；如果不需要模拟非常大的应变或进行一个复杂的，改变接触条件的问题，则应采用二次减缩积分单元（CAX8R,CPE8R,CPS8R,C3D20R）；如果存在应力集中，则应在局部采用二次完全积分单元（CAX8,CPE8,CPS8,C3D20等）。对含有非常大的网格扭曲模拟（大应变分析），采用细网格划分的线性减缩积分单元（CAX4R,CPE4R,CPS4R,C3D8R等）；对接触问题采用线性减缩积分单元或非协调元（CAX4I,CPE4I,CPS4I,C3D8I）的细网格划分。(2)壳单元：可以模拟有一维尺寸（厚度）远小于另外两维尺寸，且垂直于厚度方向的应力可以忽略的结构。一般壳单元：S4R,S3R,SAX1,SAX2,SAX2T。对于薄壳和厚壳问题的应用均有效，且考虑了有限薄膜应变；薄壳单元：STRI3,STRI35,STRI65,S4R5,S8R5,S9R5,SAXA。强化了基尔霍夫条件，即：垂直于壳中截面的平面保持垂直于中截面；厚壳单元：S8R,S8RT。二阶四边形单元，在小应变和载荷使计算结果沿壳的跨度方向上平缓变化的情况下，比普通单元产生的结果更精确；（3）梁单元：模拟一维尺寸（长度）远大于另外二维尺寸的构件，且只有长度方向上的应力比较显著。对于包含接触的任何模拟，应使用一阶、剪切变形的梁单元（B21,B31）如果结构刚度非常大或者非常柔软，在几何非线性模拟中应当使用杂交梁单元（B21H,B32H,等）使用欧拉－伯努利（三次）梁单元（B23,B33）精度很高，可模拟承受分布载荷作用的梁，例如动态振动分析。如果横向剪切变形也很重要，要使用铁摩辛柯（二次型）梁单元（B22,B32）模拟有开口薄壁横截面的结构，应当使用考虑了开口截面翘曲理论的梁单元（B31OS,B32OS）（4）桁架单元（T）只能承受拉伸和压缩载荷的杆，不能承受弯曲，模拟铰接框架结构，近似模拟线缆和弹簧。（5）刚体单元（R）没有独立的自由度。4python语言“同50年前有限元方法出现的时代相比，现在有了大量有效的计算力学软件。既然已经有了大家公认的很多优秀分析平台，研究者不应再奋力去开发具有竞争力的新软件了，而应当把精力放在基于这些平台进行二次开发的层面上。从科学技术共同体的角度去思考，这应当是如今计算力学软件研发的最佳策略。”4.1简介（1）是一种面向对象、直译式计算机程序设计语言，也是一种功能强大而完善的通用型语言，已经具有十多年的发展历史，成熟且稳定。这种语言具有非常简捷而清晰的语法特点，适合完成各种高层任务，几乎可以在所有的操作系统中运行。目前，基于这种语言的相关技术正在飞速的发展，用户数量急剧扩大，相关的资源非常多。（2）“Python语言的创始人为GuidovanRossum。1989年圣诞节期间，在阿姆斯特丹，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，做为ABC语言的一种继承。之所以选中Python（大蟒蛇的意思）作为程序的名字，是因为他是一个MontyPython的飞行马戏团的爱好者。”（3）最大优点是简单易学，其语法不想其它编程语言那样复杂，阅读一个良好的Python程序就感觉像是在读英语一样，尽管这个英语的要求非常严格！它使你能够专注于解决问题而不是去搞明白语言本身。4.2其它优点免费、开源————Python是FLOSS（自由/开放源码软件）之一。简单地说，你可以自由地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它做改动、把它的一部分用于新的自由软件中。FLOSS是基于一个团体分享知识的概念。这是为什么Python如此优秀的原因之一——它是由一群希望看到一个更加优秀的Python的人创造并经常改进着的。高层语言————当你用Python语言编写程序的时候，你无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节。可移植性————由于它的开源本质，Python已经被移植在许多平台上（经过改动使它能够工作在不同平台上）。如果你小心地避免使用依赖于系统的特性，那么你的所有Python程序无需修改就可以在下述任何平台上面运行。这些平台包括Linux、Windows、FreeBSD、Macintosh、Solaris、OS/2、Amiga、AROS、AS/400、BeOS、OS/390、z/OS、PalmOS、QNX、VMS、Psion、AcomRISCOS、VxWorks、PlayStation、SharpZaurus、WindowsCE甚至还有PocketPC、Symbian以及Google基于linux开发的android平台！解释性————这一点需要一些解释。一个用编译性语言比如C或C++写的程序可以从源文件（即C或C++语言）转换到一个你的计算机使用的语言（二进制代码，即0和1）。这个过程通过编译器和不同的标记、选项完成。当你运行你的程序的时候，连接/转载器软件把你的程序从硬盘复制到内存中并且运行。而Python语言写的程序不需要编译成二进制代码。你可以直接从源代码运行程序。在计算机内部，Python解释器把源代码转换成称为字节码的中间形式，然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行。事实上，由于你不再需要担心如何编译程序，如何确保连接转载正确的库等等，所有这一切使得使用Python更加简单。由于你只需要把你的Python程序拷贝到另外一台计算机上，它就可以工作了，这也使得你的Python程序更加易于移植。面向对象————Python既支持面向过程的编程也支持面向对象的编程。在“面向过程”的语言中，程序是由过程或仅仅是可重用代码的函数构建起来的。在“面向对象”的语言中，程序是由数据和功能组合而成的对象构建起来的。与其他主要的语言如C++和Java相比，Python以一种非常强大又简单的方式实现面向对象编程。可扩展性————如果你需要你的一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开，你可以把你的部分程序用C或C++编写，然后在你的Python程序中使用它们。可嵌入性————你可以把Python嵌入你的C/C++程序，从而向你的程序用户提供脚本功能。丰富的库————Python标准库确实很庞大。它可以帮助你处理各种工作，包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP、电子邮件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密码系统、GUI（图形用户界面）、Tk和其他与系统有关的操作。记住，只要安装了Python，所有这些功能都是可用的。这被称作Python的“功能齐全”理念。除了标准库以外，还有许多其他高质量的库，如wxPython、Twisted和Python图像库等等。概括————Python确实是一种十分精彩又强大的语言。它合理地结合了高性能与使得编写程序简单有趣的特色。规范的代码————Python采用强制缩进的方式使得代码具有极佳的可读性。4.3缺点强制缩进这也许不应该被称为局限，但是它用缩进来区分语句关系的方式还是给很多初学者带来了困惑。即便是很有经验的Python程序员，也可能陷入陷阱当中。最常见的情况是tab和空格的混用会导致错误，而这是用肉眼无法分别的。单行语句和命令行输出问题很多时候不能将程序连写成一行，如importsys;foriinsys.path:printi。而perl和awk就无此限制，可以较为方便的在shell下完成简单程序，不需要如Python一样，必须将程序写入一个.py文件。（对很多用户而言这也不算是限制）NO.1运行速度，有速度要求的话，用C++改写关键部分吧。NO.2国内市场较小（国内以python来做主要开发的，目前只有一些web2.0公司）。但时间推移，目前很多国内软件公司，尤其是游戏公司，也开始规模使用他。No.3中文资料匮乏（好的python中文资料屈指可数）。托社区的福，有几本优秀的教材已经被翻译了，但入门级教材多，高级内容还是只能看英语版。NO.4构架选择太多（没有像C#这样的官方.net构架，也没有像ruby由于历史较短，构架开发的相对集中。RubyonRails构架开发中小型web程序天下无敌）。不过这也从另一个侧面说明，python比较优秀，吸引的人才多，项目也多。“Python也被称为是一门清晰的语言。因为它的作者在设计它的时候，总的指导思想是，对于一个特定的问题，只要有一种最好的方法来解决就好了。这在由TimPeters写的python格言（称为TheZenofPython）里面表述为：Thereshouldbeone--andpreferablyonlyone--obviouswaytodoit.”例子：编写脚本对结构的某个区域的应力值进行求和，然后求平均值，并输出总应力和平均应力5输入文件介绍（1）输入文件为.inp文件（2）输入文件的组成：由模型数据和历史数据两部分组成.模型数据的作用:定义一个有限元模型.包括单元,节点,单元性质,定义材料等等有关说明模型自身的数据.模型数据可被组织到零件中(零件可以被组装成一个有意义的模型).历史数据的定义是模型发生了什么----事情的进展,模型响应的荷载,历史被分成一系列的时步层序.每一步就是一个响应(静态加载,动态响应等)，时步的定义包括过程类型(比如静态应力分析,瞬时传热分析等)对于时间积分的控制参数