1、有限元基本知识

有限元法是一种解决力学问题的数值方法，将连续体离散成为有限个单元，通过每个单元的插值函数模拟原连续体的变形场

(资料图片仅供参考)

ABAQUS提供了丰富的单元库可供用户选择。常用单元有线性单元、二次单元等，杂交单元、非协调单元等。还提供用户自定义单元功能

2、操作流程

多数通用有限元软件的操作流程，一般分为以下几步。ABAQUS CAE操作逻辑与通用有限元软件类似，一般操作可顺应Module中的顺序即可

3、几何建模技巧

PART模块：建立单个部件的几何体。ASSEMBLY模块：将多个部件进行组装，可赋予相互作用（粘接、接触等），也可组装后将多个部件合并成为新部件

•二维建模流程：

1，绘制平面图（Sketch）

2，修正模型、布尔运算

3，平面分割（便于mesh，也可在mesh模块进行操作）

提示：sketch模式下，要善于运用dimension、constraint等命令，可大大简化几何建模工作

•三维建模流程：

1，绘制平面图（Sketch）

2，拉伸、旋转等方式形成实体

3，通过布尔运算、二次拉伸等进行修正

提示：可分别建立底板、加劲肋、柱子模型，在assembly模块下进行组装并重新merge成一个新的part。对于形状规则的几何体，也可通过多次拉伸进行建模。

4、设置材料性质

ABAQUS中，为几何形体赋予材料属性，含Material和Section两个部分：建立material模型->设定section性质->为section赋予material->为几何体赋予section

梁单元除需设置截面几何形状外，还需指定截面局部坐标系

5、网格划分与单元选择

对于实体结构，通过合理partition指定structured网格划分方法，尽量选择四边形或六面体单元。对于分析应力集中的弹性问题，可选择二次单元

几种网格控制方法的比较：圆孔处partition的技巧，使得整个区域可以进行structured网格控制，四边形单元形状规则，较少畸变。三角形单元精度低于尺寸相近的四边形单元

剪力闭锁：网格过于稀疏，导致单元无法模拟连续体的变形；沙漏模式：缩减积分单元缺少积分点，单元有变形而积分点无应变能

6、求解器设置

时间和增量步的关系：在静力分析中，荷载的施加与分析步时长为线性关系，即默认t=0时刻荷载=0，t=1时刻荷载全部施加。若为弹性问题，则只需求解一个整体刚度矩阵，在一个增量步中即可完成计算。若为非线性问题，将整个施加荷载的过程划分为若干个增量步，在每个增量步中进行迭代求解。当某个增量步无法收敛时，ABAQUS默认将增量步长缩减至上一步的1/4（不小于设定的最小值，否则计算失败），若收敛，则增量步长增加至本步的3/2（不大于设定的最大值）

7、荷载边界条件设置

在静力学问题中，常用边界条件为位移约束、荷载；在动力学问题中，地震荷载常以变化的重力场的方式施加；若为严重非线性问题，建议以位移变化作为荷载

8、后处理及结果提取

ABAQUS的结果输出有场输出（Field Output）和历史输出（HistoryOutput）两大类，均需要在STEP模块下先行定义

ABAQUS常见的几种文件格式

在ABAQUS的前、后处理及运算过程中，ABAQUS会产生一系列的文件，了解各文件的作用对于用户熟练使用软件和分析解决问题极为关键，下面介绍常见的几种文件格式:

1..cae文件

cae文件是用户通过ABAQUS/CAE所生成的模型文件，只能通过ABAQUS/CAE打开。其包含了模型几何形状、材料特性、载荷条件、边界条件、网格划分等一系列数据。

2..inp文件

inp是ABAQUS的计算输入文件，又称任务文件，可以用记事本、写字板或Editplus等 文本编辑工具打开。它包含了计算所需的所有信息，可以由ABAQUS/CAE生成，也可以由用户直接编写。

3..odb文件

odb是ABAQUS的计算结果数据库文件。可以由ABAQUS/CAE或ABAQUS/Viewer打开。

4..rpy文件

在ABAQUS/CAE建模过程中，ABAQUS会自动生成abaqus.rpy文件，该文件中包含CAE建模过程中的命令。如果一个目录下已经存在rpy文件，ABAQUS会自动增加一个数字后缀加以区别，如abaqus.rpy.1，abaqus.rpy.2等。

5..log文件

Log文件是ABAQUS的日志文件，包含各模块的起始时间和终止时间信息。可以用记事本、写字板或Editplus等文本编辑工具打开。

6..dat文件

dat文件通常包含了模型数据的检査信息，如边界条件设置有无重叠、网格质量是否满足要求、问题的计算规模，调用的内存大小等。另外，用户也可将计算结果输出到dat文件中。 dat文件可以用记事本、写字板或Editplus等文本编辑工具打开。

7..msg文件

msg文件包含了计算过程中的非常有用的信息，如各分析步的非线性计算收敛标准，各增量步的步长、迭代次数、迭代过程等。通过msg文件，用户可以了解运算中不收敛的因素，可做出相应的调整。该文件可以用记事本、写字板或Editplus等文本编辑工具打开。

8..sta文件

sta文件是状态文件，可以用记事本、写字板或Editplus等文本编辑工具打开。该文件包含各增量步的概要信息，如当前分析步、当前增量步、当前增量步长、迭代次数等。在计算过程中打开该文件可以知道计算进度。

9..stt文件

stt文件是ABAQUS自动生成的临时文件，ABAQUS会对其进行读写操作。计算结束后， 如计算中没有指定重启动输出，stt文件会自动消失。

10..res文件

res是重启动文件，包含了重启动所必需的模型信息。

11..lck文件

Ick文件的存在是为了避免对结果数据库文件进行同时的写操作。当计算结束时或结果数据库文件关闭后，该文件自动消失。一般来说，用户无需理会，但当由于停电等意外因素造成计算非正常终止之后，若需重新提交运算，需将该文件手工删除。