ABAQUS有限元分析方法.ppt

ABAQUS有限元分析方法简介 一. 有限单元法的基本原理 有限单元法（The Finite Element Method）简称有限元（FEM），它是利用电子计算机进行的一种数值分析方法。它在工程技术领域中的应用十分广泛，几乎所有的弹塑性结构静力学和动力学问题都可用它求得满意的数值结果。 有限元方法的基本思路是：化整为零，积零为整。即应用有限元法求解任意连续体时，应把连续的求解区域分割成有限个单元，并在每个单元上指定有限个结点，假设一个简单的函数（称插值函数）近似地表示其位移分布规律，再利用弹塑性理论中的变分原理或其他方法，建立单元结点的力和位移之间的力学特性关系，得到一组以结点位移为未知量的代数方程组，从而求解结点的位移分量. 进而利用插值函数确定单元集合体上的场函数。由位移求出应变, 由应变求出应力. 由于在满足问题收敛性要求的条件下，可以通过缩小单元尺寸，增加求解区域内单元数目来提高计算精度。 二 ABAQUS简介 ABAQUS是建立在有限元方法上的强大的工程计算软件。能解决从简单的线性问题和困难的非线性问题，可以绘画任何存在的几何形状，而且能够模拟大多数工程材料的行为，是一个通用的计算工具。 它不仅能解决结构力学问题，而且能够模拟热传导，辐射和声音传播。它能解决一大批工程实际中所遇到的结构分析问题，对固体，结构及结构-流体系统做静、动位移和应力进行线性和非线性分析。 程序包括的单元类型有：桁元、二维平面应力和平面应变元、三维平面应力元、等参梁元、板/壳元及二维、三维流体元等。 程序可选用的材料种类也很多：对二维元问题，可用材料种类有：各向同性线弹性、正交异性线弹性、弹塑性材料（包括等向强化，随动强化和混合强化）等。 ABAQUS是一个模块存贮计算的解题程序。方程是按块处理的，输入数据分成许多模块，各种复杂的分析都可以通过不同的模块的组合来处理，因此，它可以求解很大的有限元系统。 ABAQUS/CAE 模块： 用于分析对象的建模，特性及约束条件的给定，网格的划分以及数据传输等。 （1）建立几何力学模型。 （2）给模型赋予材料参数。 （3）建立边界条件。 （4）施加载荷。 （5）划分网格。 （6）定义加载步。 （7）形成Input文件。 1. ABAQUS/CAE前处理模块： 2. ABAQUS/Standards（ABAQUS/Explicit）分析模块 ABAQUS CAE 生成的Input文件（job) 提交ABAQUS/Standards 或ABAQUS/Explicit进行分析计算。 ABAQUS/Standards是一个通用的分析软件：可以用来分析线性和非线性的问题，包括静态、动态、热力学，还有电场等众多场变量。 ABAQUS/Explicit可以用来进行动态有限元分析：特别适合瞬时的短暂的动态响应，例如冲击和爆炸，而且对非线性问题也非常有效。 3. ABAQUS/POST模块 对ABAQUS计算所得数据进行后处理的功能，能够把输入和输出的图形和数据以各种方式显示出来。可以绘制的图形有网格（变形前和变形后）、加载时间步骤、应力-位移、应变-位移、载荷-时间、应力-时间和应变-时间的关系图等。