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关于ABAQUS的学习及总结

1.非线性分析结构问题中存在着三种非线性来源:材料、几何和边界(接触)。

这些因素的任意组合都可以出现在ABAQUS的分析中;(1)几何非线性:发生在位移量值影响结构响应的情况下。

这包括大位移和转动效应、突然翻转和载荷硬化;(2)材料非线性:金属材料应变较大时产生屈服,材料响应变成非线性和不可逆的;橡胶材料也近似看成非线性的、可逆的(弹性)响应的材料;应变率相关的材料参数、材料失效都是材料非线性的表现方式;材料设定也可以是温度以及其他预先设定的场变量的函数;(3)边界非线性:边界条件随分析过程发生变化,就会产生边界非线性问题。

例如结构变形过程中碰到障碍;板材材料冲压入磨具的过程等都是边界非线性问题。

此外一大类问题接触问题也属于典型的边界非线性问题。

(4)ABAQUS非线性问题是利用牛顿-拉弗森方法(Newtown-Raphsion)来进行迭代求解的。

非线性问题比线性问题所需要的计算机资源要高许多倍;(5)非线性分析步被分为许多增量步。

ABAQUS通过迭代,在新的载荷增量结束时近似地达到静力学平衡。

ABAQUS在整个模拟计算中完全控制载荷的增量和收敛性;(6)状态文件(.sta)允许在分析运行时监控分析过程的进展。

(7)信息文件(.msg)包含了载荷增量和迭代过程的详细信息;(8)在每个增量步结束时可以保存计算结果(结果文件.odb),这样结构响应的演化就可以用ABAQUS/Post显示出来。

计算结果也可以用x-y图的形式绘出。

2.单元(1)单元族:单元名字里开始的字母标志着这种单元属于哪一个单元族。

C3D8I是实体单元;CPS4平面应力单元(二维实体单元);S4R是壳单元;B31梁单元;刚体单元;CINPE4是无限元;膜单元;特殊目的单元,例如弹簧,粘壶和质量;桁架单元。

(2)自由度dof(和单元族直接相关):每一节点处的平动和转动11方向的平动;22方向的平动;33方向的平动4绕1轴的转动;5绕2轴的转动;6绕3轴的转动7开口截面梁单元的翘曲;8声压或孔隙压力(3)轴对称单元:1r方向的平动;;2z方向的平动;6r-z方向的转动(4)节点数:决定单元插值的阶数(5)数学描述:定义单元行为的数学理论(6)积分:应用数值方法在每一单元的体积上对不同的变量进行积分。

大部分单元采用高斯积分方法计算单元内每一高斯点处的材料响应。

单元末尾用字母“R”识别减缩积分单元,否则是全积分单元。

3.常用单元介绍(1)实体单元:实体单元可在其任何表面与其他单元连接起来。

C3D:三维单元;CAX:无扭曲轴对称单元,模拟360的环,用于分析受轴对称载荷作用,具有轴对称几何形状的结构;CPE:平面应变单元,假定离面应变ε33为零,用力模拟厚结构;CPS:平面应力单元,假定离面应力σ33为零,用力模拟薄结构;如果不需要模拟非常大的应变或进行一个复杂的,改变接触条件的问题,则应采用二次减缩积分单元(CAX8R,CPE8R,CPS8R,C3D20R);如果存在应力集中,则应在局部采用二次完全积分单元(CAX8,CPE8,CPS8,C3D20等)。

对含有非常大的网格扭曲模拟(大应变分析),采用细网格划分的线性减缩积分单元(CAX4R,CPE4R,CPS4R,C3D8R等);对接触问题采用线性减缩积分单元或非协调元(CAX4I,CPE4I,CPS4I,C3D8I)的细网格划分。

(2)壳单元:可以模拟有一维尺寸(厚度)远小于另外两维尺寸,且垂直于厚度方向的应力可以忽略的结构。

一般壳单元:S4R,S3R,SAX1,SAX2,SAX2T。

对于薄壳和厚壳问题的应用均有效,且考虑了有限薄膜应变;薄壳单元:STRI3,STRI35,STRI65,S4R5,S8R5,S9R5,SAXA。

强化了基尔霍夫条件,即:垂直于壳中截面的平面保持垂直于中截面;厚壳单元:S8R,S8RT。

二阶四边形单元,在小应变和载荷使计算结果沿壳的跨度方向上平缓变化的情况下,比普通单元产生的结果更精确;(3)梁单元:模拟一维尺寸(长度)远大于另外二维尺寸的构件,且只有长度方向上的应力比较显著。

对于包含接触的任何模拟,应使用一阶、剪切变形的梁单元(B21,B31)如果结构刚度非常大或者非常柔软,在几何非线性模拟中应当使用杂交梁单元(B21H,B32H,等)使用欧拉-伯努利(三次)梁单元(B23,B33)精度很高,可模拟承受分布载荷作用的梁,例如动态振动分析。

如果横向剪切变形也很重要,要使用铁摩辛柯(二次型)梁单元(B22,B32)模拟有开口薄壁横截面的结构,应当使用考虑了开口截面翘曲理论的梁单元(B31OS,B32OS)(4)桁架单元(T)只能承受拉伸和压缩载荷的杆,不能承受弯曲,模拟铰接框架结构,近似模拟线缆和弹簧。

(5)刚体单元(R)没有独立的自由度。

4python语言“同50年前有限元方法出现的时代相比,现在有了大量有效的计算力学软件。

既然已经有了大家公认的很多优秀分析平台,研究者不应再奋力去开发具有竞争力的新软件了,而应当把精力放在基于这些平台进行二次开发的层面上。

从科学技术共同体的角度去思考,这应当是如今计算力学软件研发的最佳策略。

”4.1简介(1)是一种面向对象、直译式计算机程序设计语言,也是一种功能强大而完善的通用型语言,已经具有十多年的发展历史,成熟且稳定。

这种语言具有非常简捷而清晰的语法特点,适合完成各种高层任务,几乎可以在所有的操作系统中运行。

目前,基于这种语言的相关技术正在飞速的发展,用户数量急剧扩大,相关的资源非常多。

(2)“Python语言的创始人为Guido van Rossum。

1989年圣诞节期间,在阿姆斯特丹,Guido为了打发圣诞节的无趣,决心开发一个新的脚本解释程序,做为ABC语言的一种继承。

之所以选中Python(大蟒蛇的意思)作为程序的名字,是因为他是一个Monty Python 的飞行马戏团的爱好者。

”(3)最大优点是简单易学,其语法不想其它编程语言那样复杂,阅读一个良好的Python程序就感觉像是在读英语一样,尽管这个英语的要求非常严格!它使你能够专注于解决问题而不是去搞明白语言本身。

4.2其它优点免费、开源————Python是FLOSS(自由/开放源码软件)之一。

简单地说,你可以自由地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对它做改动、把它的一部分用于新的自由软件中。

FLOSS是基于一个团体分享知识的概念。

这是为什么Python如此优秀的原因之一——它是由一群希望看到一个更加优秀的Python的人创造并经常改进着的。

高层语言————当你用Python语言编写程序的时候,你无需考虑诸如如何管理你的程序使用的内存一类的底层细节。

可移植性————由于它的开源本质,Python已经被移植在许多平台上(经过改动使它能够工作在不同平台上)。

如果你小心地避免使用依赖于系统的特性,那么你的所有Python程序无需修改就可以在下述任何平台上面运行。

这些平台包括Linux、Windows、FreeBSD、Macintosh、Solaris、OS/2、Amiga、AROS、AS/400、BeOS、OS/390、z/OS、Palm OS、QNX、VMS、Psion、Acom RISC OS、VxWorks、PlayStation、Sharp Zaurus、Windows CE甚至还有PocketPC、Symbian以及Google基于linux 开发的android平台!解释性————这一点需要一些解释。

一个用编译性语言比如C或C++写的程序可以从源文件(即C或C++语言)转换到一个你的计算机使用的语言(二进制代码,即0和1)。

这个过程通过编译器和不同的标记、选项完成。

当你运行你的程序的时候,连接/转载器软件把你的程序从硬盘复制到内存中并且运行。

而Python语言写的程序不需要编译成二进制代码。

你可以直接从源代码运行程序。

在计算机内部,Python解释器把源代码转换成称为字节码的中间形式,然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行。

事实上,由于你不再需要担心如何编译程序,如何确保连接转载正确的库等等,所有这一切使得使用Python更加简单。

由于你只需要把你的Python 程序拷贝到另外一台计算机上,它就可以工作了,这也使得你的Python程序更加易于移植。

面向对象————Python既支持面向过程的编程也支持面向对象的编程。

在“面向过程”的语言中,程序是由过程或仅仅是可重用代码的函数构建起来的。

在“面向对象”的语言中,程序是由数据和功能组合而成的对象构建起来的。

与其他主要的语言如C++和Java相比,Python以一种非常强大又简单的方式实现面向对象编程。

可扩展性————如果你需要你的一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开,你可以把你的部分程序用C或C++编写,然后在你的Python程序中使用它们。

可嵌入性————你可以把Python嵌入你的C/C++程序,从而向你的程序用户提供脚本功能。

丰富的库————Python标准库确实很庞大。

它可以帮助你处理各种工作,包括正则表达式、文档生成、单元测试、线程、数据库、网页浏览器、CGI、FTP、电子邮件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密码系统、GUI(图形用户界面)、Tk和其他与系统有关的操作。

记住,只要安装了Python,所有这些功能都是可用的。

这被称作Python的“功能齐全”理念。

除了标准库以外,还有许多其他高质量的库,如wxPython、Twisted和Python图像库等等。

概括————Python确实是一种十分精彩又强大的语言。

它合理地结合了高性能与使得编写程序简单有趣的特色。

规范的代码————Python采用强制缩进的方式使得代码具有极佳的可读性。

4.3缺点强制缩进这也许不应该被称为局限,但是它用缩进来区分语句关系的方式还是给很多初学者带来了困惑。

即便是很有经验的Python程序员,也可能陷入陷阱当中。

最常见的情况是tab和空格的混用会导致错误,而这是用肉眼无法分别的。

单行语句和命令行输出问题很多时候不能将程序连写成一行,如import sys;for i in sys.path:print i。

而perl 和awk就无此限制,可以较为方便的在shell下完成简单程序,不需要如Python一样,必须将程序写入一个.py文件。

(对很多用户而言这也不算是限制)NO.1运行速度,有速度要求的话,用C++改写关键部分吧。

NO.2国内市场较小(国内以python来做主要开发的,目前只有一些web2.0公司)。

但时间推移,目前很多国内软件公司,尤其是游戏公司,也开始规模使用他。

No.3中文资料匮乏(好的python中文资料屈指可数)。

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