ABAQUS有限元分析方法.ppt

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. 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。 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。 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）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。 1. ABAQUS/CAE前处理模块： 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 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