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Abaqus:Abaqus非线性静力分析教程

1Abaqus非线性静力分析简介

1.1非线性静力分析的基本概念

非线性静力分析是结构工程分析中的一种高级方法，它考虑了材料、几何

和边界条件的非线性效应。在传统的线性静力分析中，应力与应变、力与位移

之间的关系被认为是线性的，但在实际工程问题中，这种假设往往不成立。例

如，当材料达到屈服点后，其应力-应变关系不再是线性的；大变形或大位移情

况下，结构的几何形状变化显著,不能忽略其对分析结果的影响；复杂的加载

路径或接触条件也会导致非线性行为。

1.1.1材料非线性

材料非线性主要体现在材料的应力-应变关系上，如塑性、蠕变、超弹性等。

*PLASTIC关键字来定义弹塑性材料。

1.1.2几何非线性

几何非线性考虑了结构变形对分析结果的影响，尤其是在大变形情况下。

Abaqus通过使用*GEOMETRY关键字来激活几何非线性分析。

1.1.3边界条件和加载非线性

边界条件和加载非线性通常涉及接触、摩擦、预紧力等复杂条件。在

性问题。

1.2Abaqus中非线性静力分析的应用范围

Abaqus的非线性静力分析广泛应用于各种工程领域，包括但不限于：

·复合材料分析：复合材料的层间效应、损伤累积和失效模式分析。

·金属成型：如冲压、锻造等过程中的材料流动和变形分析。

●结构优化：在非线性约束下寻找结构的最佳设计。

●生物医学工程：人体组织的非线性力学行为分析。

●土木工程：考虑土壤和结构相互作用的非线性静力分析。

1

1.2.1示例：弹塑性材料的非线性静力分析

假设我们有一个简单的拉伸试样，材料为钢，其弹性模量为200GPa,泊松

观察材料的塑性变形。

1.2.1.1输入文件示例

*Heading

**

*Preprint,echo=NO,model=NO,history=NO,contact=NO

**

*Part,name=Sample

*Node

1,0.,0.,0.

2,100.,0.,0.

**

*Element,type=S4R

1,1,2

**

*Material,name=Steel

*Density

7.85e-09,

率*

*Elastic

200e9,0.3

**

*Plastic

250e6,0.2

**

*Step,name=Step-1,nlgeom=YES

*Static

**

*Boundary

1,1,1,0.

2,2,2,100.

**

*Load

2,2,1000.

**

*Output,field

*NodeOutput

U

2

**

*ElementOutput

S

**

*EndStep

**

*EndPart

**

*Assembly,name=Assembly

**

*Instance,name=Sample-1,part=Sample

**

*Node

1,0.,0.,0.

2,100.,0.,0.

**

*Element,type=S4R

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**

*EndInstance

**

*Step,name=Step-1,nlgeom=YES

*Static

**

*Boundary

Sample-1.1,1,1,0.

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**

*Load

Sample-1.2,2,1000.

**

*Output,field

*NodeOutput

U

**

*ElementOutput

s

**

*EndStep

**

*EndAssembly

率*

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3

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率*

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率*

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