ABAQUS上机指导手册定稿（全面）.pdf

有限元法基础及应用 上机指导书 （ABAQUS 版） 葛建立 南京理工大学 2013 年 3 月 1 引言1 2 ABAQUS 软件1 2.1 ABAQUS 分析步骤1 2.2 ABAQUS/CAE 简介2 2.3 单位制3 3 上机实验1——平面问题应力集中分析4 3.1 问题描述4 3.2 目的和要求4 3.3 操作步骤4 3.4 上机报告要求14 4 上机实验2——平面问题有限元解的收敛性15 4.1 问题描述15 4.2 目的和要求15 4.3 操作步骤15 4.4 上机报告要求20 5 上机实验3——轴对称模型21 5.1 问题描述21 5.2 目的和要求21 5.3 操作步骤21 5.4 上机报告要求28 6 上机实验4——三维模型的线性静力分析29 6.1 问题描述29 6.2 目的和要求29 6.3 操作步骤29 6.4 上机报告要求37 7 上机实验5——板-梁组合建模38 7.1 问题描述38 7.2 目的和要求38 7.3 操作步骤38 7.4 上机报告要求45 8 上机实验6——综合练习题46 8.1 问题描述46 8.2 目的和要求46 8.3 操作说明46 1 引言 上机实验是“有限元法基础及应用”课程的一个教学实践环节。通过上机， 同学们可以对理论课所学有限元法的基本原理和方法有一个更加直观、深入的理 解，同时通过对本实验所用软件平台ABAQUS 的初步涉及，为将来在设计和研究 中利用该类大型通用CAD/CAE 软件进行工程分析奠定初步基础。 2 ABAQUS 软件 ABAQUS 是一套功能强大的基于有限元法的工程模拟软件，其解决问题的范 围从相对简单的线性分析到最富有挑战性的非线性模拟问题。ABAQUS 具备十分 丰富的、可模拟任意实际形状的单元库，并与之对应拥有各种类型的材料模型库， 可以模拟大多数典型工程材料的性能。作为通用的模拟分析工具，ABAQUS 不仅 能解决结构分析中的问题（应力/位移），还能模拟和研究其它各种领域中的问题， 如热传导、质量扩散、电子元器件的热控制（热——电耦合分析）、声学分析、 土壤力学分析（渗流——应力耦合分析）和压电介质力学分析等。 2.1 ABAQUS 分析步骤 有限元分析包括以下三个步骤：前处理、分析计算和后处理，这三个步骤在 ABAQUS/CAE 中的实现方法如下。 1）前处理 （ABAQUS/CAE） 在前处理阶段需要定义物理问题的模型，并生成一个 ABAQUS 输入文件。 ABAQUS/CAE 是完整的ABAQUS 运行环境，可以生成ABAQUS 模型、交互式地提交 和监控分析作业，并显示分析结果。ABAQUS/CAE 分为若干个功能模块，每一个 模块定义了模拟过程的一个方面，例如，定义几何形状、材料性质和网格等。建 模完成后，ABAQUS/CAE 可以生成ABAQUS 输入文件，提交给ABAQUS/standard 或 ABAQUS/Explicit。 2）分析计算 （ABAQUS/standard 或ABAQUS/Explicit） 在分析计算阶段，使用ABAQUS/standard 或ABAQUS/Explicit 求解输入文件 中所定义的数值模型，通常以后台方式运行，分析结果保存在二