Abaqus基本操作中文教程

1 Abaqus软件基本操作 3

常用的快捷键 3

单位的一致性 3

分析流程九步走 3

几何建模（Part） 4

属性设置（Property） 5

建立装配体（Assembly） 6

定义分析步（Step） 7

相互作用 （Interaction） 8

载荷边界（Load） 10

划分网格 （Mesh） 12

作业（Job） 15

可视化（Visualization） 16

1 Abaqus软件基本操作

常用的快捷键

旋转模型 — Ctrl+Alt+鼠标左键

平移模型 — Ctrl+Alt+鼠标中键

缩放模型 — Ctrl+Alt+鼠标右键

单位的一致性

CAE软件其实是数值计算软件，没有单位的概念，常用的国际单位制如下表1所示，建议采用SI (mm)进行建模。

例如，模型的材料为钢材，采用国际单位制SI (m)时，弹性模量为m2，重力加速度 m/s2，密度为7850 kg/m3，应力Pa；采用国际单位制SI (mm)时，弹性模量为mm2，重力加速度9800 mm/s2，密度为7850e-12??T/mm3，应力MPa。

分析流程九步走

几何建模（Part）→ 属性设置（Property）→ 建立装配体（Assembly）→ 定义分析步（Step）→ 相互作用 （Interaction）→载荷边界（Load）→划分网格 （Mesh）→作业（Job）→可视化（Visualization）

几何建模（Part）

关键步骤的介绍：

部件（Part）导入

Pro/E等CAD软件建好的模型后，另存成iges、sat、step等格式；然后导入Abaqus可以直接用，实体模型的导入通常采用sat格式文件导入。

部件（Part）创建

简单的部件建议直接在abaqus中完成创建，复杂的可以借助Pro/E或者Solidworks等专业软件进行建模，然后导入。

常用按键的说明：

属性设置（Property）

建立装配体（Assembly）

部件实例的显示控制：

替换：在区域1选择部件后，点击此按钮，则仅显示选中的部件；

添加：在区域3选择部件后，点击此按钮，则选中的部件被显示，已经显示的部件仍显示。

删除：在区域3选择部件后，点击此按钮，则选中的部件被隐藏。

定义分析步（Step）

相互作用 （Interaction）

首先需要定义相互作用的属性，主要包括法向接触属性和切向的摩擦属性，关键步骤如下所示：

然后创建相互作用，定义接触，包括主面、从面、滑动公式、从面位置调整、接触属性、接触面距离和接触控制等，需要注意的关键点有以下几个：

1 主面和从面

定义的接触对由主面和从面构成，在接触模拟中，接触方向总是主面的法线方向，从面上的节点不会穿越主面，但主面上的点可以穿越从面。主次面的选择原则如前面文本框所示。

2 有限滑移和小滑移

有限滑移：两个接触面之间可以有任意的相对滑动，在分析中需要不断的判定从面的节点和主面的哪一部分发生接触，因此计算的代价较大，同时要求主面是光滑的，即每个节点有唯一的法线方向。

小滑移：两个接触面之间只有很小的相对滑动，滑动量的大小只是单元尺寸的一小部分，在分析的开始就确定了从面节点和主面的哪一部分发生了接触，在整个分析过程中这种接触关系不会再发生变化。因此，小滑移的计算代价小于有限滑移。

离散化方法：主要有点对面和面对面两种算法。其中面对面的应力结果的精度较高，并且可以考虑板壳和膜的初始厚度，但在有些情况下计算代价比较大。

3 谨慎地定义摩擦系数

对摩擦的计算会增大收敛的难度，摩擦系数越大，就越不容易收敛，因此，如果摩擦对分析结果的影响不大，例如摩擦面之间没有大的滑动，可以尝试令摩擦系数为0。

④ abaqus提供了自动查找接触对的功能，在工具栏中，选择以下按键：【相互作用】→【查找接触对】。

常用的约束类型有：绑定、刚体、耦合和MPC约束。

载荷边界（Load）

注意的关键点：

在对计算模型进行荷载施加的时候，要注意荷载的施加方向，通常

需要建立局部坐标系，荷载的数值大小应该与前面章节的单位制吻合；

为了能够与sap2000、midas这类有限元软件更好的衔接，建议荷载和边

界约束都施加在杆件的截面中心位置。通过在截面中心位置建立参照点RP，将参考点RP与杆件截面建议耦合约束或者MPC刚性梁约束。

采用整个截面施加约束与建立参考点施加约束相比，当约束为固结时，

以上两种方法是相同的；当边界约束为铰接时，在截面划分网格后的多个节点上施加铰接约束，则截面的转动会受到限制，实际产生了刚接的效果。因此建议采用第二种方法对截面进行约束的施加。

划分网格 （Mesh）

网格划分需要注意的关键点：

① 单元的形状，四边形单元（二维区域）和六面体单元（三维区域）可以用较小的计算代价得到较高的精度，因此尽可能选择这两种单元；

② 如果某个区域的显示为橙色，表明无法使用目前赋予它的网格划分技术来生成网格。当模型复杂时，往往不能直接采用结构化网格或扫略网格，这是可以首先把实体模型分割为几个简单的区域，然后再划分结构化网格或扫略网格。当某些区域过于复杂，不得不采用自由网格（即四面体单元）时，一般应选择带内部节点的二次单元来保证精度；

③ 通过分割还可以更好地控制单元的位置和密度，对所关心的区域进行网格细化，或者为不同的区域赋予不同的单元类型。这样可以节省计算所花费的成本，得到更为理想的计算结果。

④ 在模型进行初算或者计算机配置不高时，可以选用大一些的网格，这样可以节约计算所需的时间，同时可以快速的了解模型的应力分布情况。

⑤ 对模型中存在的一些小的倒角面，可以运用虚拟拓扑中的合并面才进行修改，保证模型在该区域网格划分的顺利进行。

⑥ 选择三维实体单元类型的基本原则：

对于三维区域，尽可能采用结构化网格划分或扫掠网格划分技术，从而

得到六面体单元网格，减小计算代价，提高计算精度。当几何形状复杂时，也可以在不重要的区域使用少量楔形单元。

如果使用了自由网格划分技术，Tet 单元类型应选择二次单元，可以选

择C3D10，但如果有大的塑性变形，或模型中存在接触，而且使用的是默认的硬接触关系，则也应选择修正的Tet 单元C3D10M。

对于应力集中问题，尽量不要使用线性减缩积分单元，可使用二次单元

来提高精度。

对于弹塑性分析，如果材料是不可压缩性的（例如金属材料），使用二

次完全积分单元（C3D20）容易产生体积自锁。建议使用的单元：线性减缩积分单元（C3D8R）、非协调单元（C3D8I），以及修正的二次四面体单元（C3D10M）。如果使用二次减缩积分单元（C3D20R），当应变大于20%~40%时，需要划分足够密的网格。如果模型中存在接触或大的扭曲变形，则应使用线性六面体单元以及修正的二次四面体单元，而不能使用其它的二次单元。

对于以弯曲为主的问题，如果能够保证在所关心的部位的单元扭曲较

小，使用非协调单元可以得到非常精确的结果。

：分别是全局网格尺寸指定和指定边上网格数量。

：部件网格划分、局部网格划分、删除网格。

作业（Job）

其中，监控用于查看预算的状况，结果用于进入后处理模块，查看计算结果。

可视化（Visualization）

云图输出设置：

可以设置输出为应力云图、应变云图、位移云图、能量云图等。

图标数据相关：

以上给出的是绘制荷载-挠度曲线时常用到的操作步骤，建议将得到的数据点复制到excle中进行处理得到样式比较美观的曲线图。在以下的例子中会详细进行介绍。

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