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    ABAQUS 各模塊的功能及相互關系

    來源:中國機知網   作者:huright  發布時間:2014-07-11
        Part模塊是ABAQUS/CAE提供的建模工具,可以在此模塊中直接創建幾何模型,在創建各部件時采用基本特征的參數化建模工具,特征包括幾何信息以及幾何體被編輯和重建時所遵循
    的規則。部件可以是三維實體模型、二維平面模型、以及軸對稱模型,類型包括可變形體、離散性剛體和解析性剛體,幾何形狀有任意的三維實體、二維或三維的殼體、線框體和坐標點。
    當分析模型比較復雜(特別是存在較多的自由曲面)時,通常采用專業的CAD軟件建模后再導入ABAQUS/CAE。
        Property模塊的功能是定義部件的材料特性,在此模塊中不能直接定義單元或幾何部件的材料屬性,而首先定義截面屬性,截面屬性指定材料特性,然后把截面屬性賦予相應的部件,間接地把材料特性賦予部件或單元。截面屬性可以包括一種或多種材料以及附加的幾何數據,如殼的厚度等。在此模塊中還可以創建實體、殼、梁、墊片、薄膜和桁架等單元的截面性質。
        ABAQUS的分析對象是裝配體而不是部件,所以必須使用Assembly模塊生成部件的實例,并且在整個坐標系中把各部件的實例相互定位,從而生成一個完整的裝配體。一個分析模型中只能包含一個裝配體,裝配體包含的實例數目以及每個實例中包含的部件數目可以是一個或多個,并且以一個部件創建多個實例。實例分為獨立實例和非獨立實例,獨立實例是對Part功能模塊中部件的復制,在劃分網格時可以直接對實例進行網格劃分;非獨立實例是Part功能模塊中部件的指針,不能直接對實例進行網格劃分,只能對相應的部件進行網格劃分。
        Step功能模塊中可以定義一系列分析步、設定自適應網格、控制求解過程、改變或創建輸出數據,以及設置診斷信息輸出、重啟動要求、自由度監視等。
        Load功能模塊中可以指定載荷、邊界條件、場以及載荷狀況。載荷與邊界條件和分析步相關,所以必須指定載荷和邊界條件所在的分析步。有些場變量與分析步相關,而有些場變量僅僅作用于分析步開始。邊界條件是約束模型的某一部分保持固定不變(零位移)或者移動規定量的位稱(非零位移)。在靜態分析中需要足夠的邊界條件以防止模型在任意方向上的剛體移動;否則,在計算求解器將會發生問題而使模擬過程過早結束。
        Mesh功能模塊中主要可以實現布置種子(seeds)控制網格密度、控制單元形狀、選擇單元類型、劃分網格、檢驗網格質量、編輯修改網格等。網格劃分是有限元分析過程中極其重要的一步,特別是對于幾何形狀復雜的模型,網格劃分質量的好壞直接影響到求解精度和求解時間,甚至不合理的網格會導致求解中斷。合理劃分網格的第一步應該是合理地控制網格密度(或者說網格尺寸),在Mesh模塊中用種子來控制網格密度。設置種子的方法有設置全局種子和設置邊上種子兩種方法。ABAQUS提供網格劃分技術有自由網格劃分技術、結構化網格劃分技術和掃掠網格劃分技術。采用自由網格劃分時需要用三角形單元或四面體單元,對于精度要求較高的模型可以選擇二次或者更高次的單元。而采用結構化網格和掃掠網格劃分時需要用四邊形單元和六面體單元,其分析精度較高。ABAQUS中網格劃分算法包括中性軸算法和進階算法,這兩種算法只在二維單元為四邊形時可以選擇。ABAQUS相對于其他有限元分析軟件提供了更多的單元種類,如圖3.3ABAQUS中常用的單元族所示,單元種類達580余種。這些單元可以根據用于的模型類型、分析步類型、網格形狀等信息來自動進行初步分類,給用戶顯示符合條件的單元類型。
        在Job功能模塊中,可以創建、編輯、提交分析作業,生成INP文件,監控作業運行狀態等。在創建作業時,可以定義作業描述、作業類型、執行模式、提交時間、輸出數據、使用內存、并行計算、分析精度等。
        Visualization功能模塊可以打開ODB文件,以各種不同的方式顯示分析結果,如結果的變量云圖、時間歷程動畫、X-Y曲線圖、生成結果的數據報告、顯示某一路徑上的某項結果、切片顯示結果等等。一個ABAQUS/CAE模型數據庫中可以包含若干個互不相關的模型,利用環境欄中的Model列表可以在不同的模型之間切換。每一個模型中只能包含一個裝配體(Assembly),裝配體由若干個實例(Instance)組成。實例并不需要創建,它只是部件(Part)在裝配體中的一種映射,一個部件可以對應多個實例。材料(Material)和截面屬性(Section)需要定義在部件上(其中材料定義在截面上),相互作用(Interaction)、邊界條件(Boundary condition)、載荷(Load)等定義在實例上,網格可以定義在部件或者實例上,求解控制參數(Solver controls)和輸出結果的控制參數(Output controls)定義在整個模型上。
    責任編輯:朱振杰
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