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ABAQUS有限元分析方法

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。
Mises stress, MPa

1800
1600 1 1400 1200 1000 800
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.
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. ABAQUS/CAE前处理模块:
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。
Distance from original crack tip, mm
,MPa
2800 2400 2000 1600 1200 800 400
0 0.0
P/Pgy=1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 X , mm
2 3 4 5
No K(MPa.m1/2) a(mm)
1 - 21.25
0.0833
2 - 26.36
0.236
3 - 29.51
0.399
4 - 31.77
0.541
5 - 33.06
0.607
a-crack growth length
600
400
200
0 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0
(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。
非对称四点弯曲试验装置图
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
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。
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