abaqus_INP文件简介.doc

Inp文件格式1.INP文件的作用INP文件（扩展名为.inp）是一种文本文件，他包含了对整个模型的完整描述，在前处理器（例如ABAQUS/CAE）和求解器（ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit）之间建立了一个传递数据的桥梁。2.INP文件的生成方法各种常用的前处理器（例如MSC.PATRAN、EFMAP）大多都支持以INP文件的格式来输出模型。在ABAQUS/CAE中，如果Job功能模块中提交分析作业，或者点击Job Management对话框中的Write Input，就会在默认的工作目录下生成INP文件。3.INP文件的格式INP文件由一系列的数据块构成，每个数据块描述模型的某部分特定信息。一个数据块总是以带有*号的关键词（Keyword）开始，其后往往带有相应的参数，以及一个或多个数据行（data line），例如：*ELEMENT, TYPE=CPS4, ELSET=My-Elem-set1, 1, 12, 57, 232, 12, 13, 58, 57其含义是：定义单元，其类型为CPS4，属于名为My-Elem-set的单元集合。单元1由节点1, 1, 12, 57, 23构成，单元2由节点2, 12, 13, 58, 57构成。在ABAQUS帮助文档ABAQUS Keyword Refence Manual中可以查到每个关键词的用法。例如，查询上述*ELEMENT的用法，可以看到，TYPE是比不可少的参数（required parameter）,而ElSET是可供选择的参数（optional parameter）.INP文件的格式遵循以下规则。1） 如果一行以*开始，则为注释行，其内容在分析过程中不起作用。2） 整个INP文件中不应该有空行，否则会在分析时出现异常错误。如果希望使用空行来隔开两部分内容，应在此行的开头输入*，表明这行是注释行。3） 关键词，参数，集合名称和面的名称都不区分大小写（用户子程序中用到的集合或面除外）。4） INP文件的每一行不能超过256个字符，有些关键字对此还有进一步的规定。例如，前面介绍的*ELEMENT要求在每个数据行中包含的节点数不超过15个，总共最多80个字符；*ELSET和*NSET要求在每个数据行中包含的数据不超过16个，如果超出16个，超出的部分会被忽略。5） 如果一行没有结束而需要换行时，需要在此行的结尾加上逗号，表明下一行将是这一行的延续。6） 在关键词和各个参数之间，以及数据行中的各个数据之间都要用逗号分隔。如果一个数据行中只包含一个数据项，也要在结尾处加上一个逗号。7） 对关键词，参数和数据行书写位置没有想FORTRAN文件那样的严格限制，在词与词与词之间的空格或制表符（按TAB键）不影响其内容。8） 对于浮点数，下列表示方法都是有效的：55.05.5.0E+0.5E+150.E-1注意：常见的INP格式错误4.INP文件的结构图4-1显示了INP文件的基本结构，其各个部分的内容在下文中详细说明。在ABAQUS帮助文档ABAQUS Keyword Refence Manual中，可以查询到每个关键词应出现在INP文件的什么位置。例如，在对关键词*NSET（节点集合）的解释中可以看到如下的说明：“Level： Part Part Instance Assembly Model Step”,其含义为：此关键词可以出现在INP文件的以下位置。1）Part数据块中，即*Part和*END PART之间。2）Instance数据块中，即*INSTANCE和*END INSTANCE之间。3）Assembly数据块中，即*ASSEMBLY和*END ASSEMBLY之间。4）Step数据块中，即*STEP和*END STEP之间。5）整个模型层（Model），即上述Part，Instance，Assembly，Step数据块之外。注意：省略号表述略去具体数据5.格式用法1）*HEADINGINP文件总是以*HEADING开头，接下来可以用一行或多行来写下此模型的标题和相关信息。2）*PREPRINTPreprint可设置在DAT文件（*.dat)中记录的内容。ABAQUS默认: *Preprint, echo=NO, model=NO, history=NO, contact=NO，内容为：在DAT文件中不记录对INP文件的处理过程，以及详细的模型和历史数据。模型数据3）*PARTPart数据块的格式为：*Part， NAME=部件名称*END PART如果此部件相应的实体是非独立实体(即网格划分在部件上)，则Part数据块中将包含下面将要介绍的节点、单元、集合和截面属性等数据。如果此部件相应的实体是独立实体，则Part数据块中只包含上述*PART和*END PART两行，而没有实质性的数据，诸如节点、单元、集合和截面属性等致据将出现在Instance数据块(*INSTANCE)中。注意：如果INP文件是由Abaqus/CAE生成的，其结构会包括部件*Part，装配件*Assembly，实体*Instance等数据块；如果INP文件是由其他前处理器如MSC，PATRAN，FEMAP等生成的，其结构将不包含部件，装配件和实*体等数据块，而是直接定义节点和单元等数据。4）*NODE节点定义以*Node开始节点的基本表示方法：一维模型：节点编号，节点坐标二维模型：节点编号，节点坐标1，节点坐标2三维模型：节点编号，节点坐标1，节点坐标2，节点坐标3注意：1.节点编号可以不从1开始也可以是不连续的。2.在INP文件中，不同的部件或实体可以有相同的节点或单元编号。比如，部件Part-A的节点编号*是1，2，3.,部件Par-B的节点编号也可以是1，2，3，.3.如果在定义荷载Load，边界条件BC或约束Constraint是需要引用这些节点编号，需要加上相应*的 实体 名称作为前缀。例如，部件Part-A和部件Part-B的相应 实体 分别名为PartA-1和Part-B-1,则实体Part-A-1的节点记作Part-A-1. 5，而实体Part-B-1的节点5记作Part-B-1. 55）*EELMENT单元的定义方法：*Element，type=单元类型 单元编号，节点1编号，节点2编号，节点三编号.6）定义在Part或Instance数据块中的结合集合有两种：节点集合（*NSET）和单元集合（*ELSET），他们又分为一下两类。A定义在Part或Instance数据块中的集合：这类集合出现在*PART和*END PART之间，或者*INSTANCE和*END INSTANCE之间，一般用来定义截面属性。所有单元都必须被赋予截面属性，因此一般每个单元都会属于至少一个定义在Part或Instance数据块中的集合。节点集合和单元集合一般有来两种表示方法，下面以定义在Part或Instance数据块中的集合为里分别加以介绍。a）如果集合中的节点或单元编号是连续的，则可以表示为节点集合： *Nset， Nset=节点集合名称， Generate 起始节点编号，结束节点编号，节点编号增量单元集合： *Elset， Elset=单元集合名称，Generate 起始单元编号，结束单元编号，单元编号增量b).如果集合中的节点或单元编号是不连续的，表示方法为：依次列出集合中的所有节点或单元（每个数据行接点或单元编号不得超过16个），格式：节点集合： *Nset， Nset=节点集合名称 节点编号1，节点编号2，.节点编号16单元集合： Elset，Elset=单元集合名称 单元编号1，单元编号2，.单元编号16B. 定义在Assembly数据块中的集合：这类集合出现在*END INSTANCE之后，*END ASSEMBLY之前，一般用来定义载荷，边界条件，面，接触或约束等。注意：节点集合和单元集合的名称不得超过80个字符，必须以字母开头（可以是下划线）。7）*SOLID SECTION截面属性的基本表示方法是：*Solid Section， Elset=单元集合名称， Material=材料名称 截面参数注意：截面参数可以是二维模型的厚度或一维模型的截面面积等。材料名称不超过80个字符，必须以字母开头。8）*ASSEMBLY定义Assembly数据块的格式为：*Assembly, Name=装配件名称 . *End Assembly省略号代表在Assembly数据块中的Instance数据块，以及定义在Assembly数据块中的几何数据块，以及面和约束有关的数据块。9）*Instance定义Instance数据块的格式为：*Instance， Name=实体名称，part=部件名称.*End Instance如果INP文件中的实体是非独立实体，那么Instance数据块中不包含点，单元，集合和截面属性等数据，只是简单表示为：*Instance, name=Plate1-1, part=Plate1*End Instance即可。10） 定义在Assembly数据块中的集合定义在Assembly数据块中的集合表示方法与定义在Part或Instance数据块中的集合基本相同，只是需要在其后面加上参数 Instance=实体名称11）*SURFACE定义Surface数据块的格式为：*Surface， Type=面的类型， Name=面的名称 构成面的集合1，名称1 构成面的集合2，名称2 .其中面的类型的默认值为ELEMENT,即由单元构成的面。像定义节点和单元集合一样，不需要使用*End Surface等语法来结束。上面介绍了出现在*ASSEMBLY和*END ASSEMBLY之间的数据块。下面介绍的材料、边界条件、分析步、载荷和输出设置等数据块出现在*END ASSEMBLY之后。12）*MATERIAL线弹性材料的基本表示方法是 *MATERIAL, NAME= *ELASTIC ，如果需要定义弹塑性金属材料，还应使用关键词*PLASTIC来定义塑性应力应变曲线。对于热传导分析、热力祸合分析和热电藕合分析，需要使用关键词*CON-DUCTIVITY来定义传导率，并使用关键词*SPECIFIC HEAT来定义比热容。对于热膨胀问题，需要使用关键词*EXPANSION来定义热膨胀系数。对于以下类型的分析，需要使用关键词*DENSITY来定义密度。13）*BOUNDARY使用关键词*BOUNDARY可以定义边界条件。如果一个边界条件定义在初始分析步（Initial）中.则相应的Boundary数据块将出现在*STEP之前;如果一个边界条件定义在后续分析步中，则相应的Boundary数据块将出现在此后续分析步的*STEP和*END STEP之间提示:边界条件既可以被创建在初始分析步中，也可以被创建在后续分析步中;而载荷不能被创建在初始（initial）分析步中.只能被创建在后续分析步中。图4-2描述了ABAQUS模型中的6个自由度，其中的坐标轴编号是1、2、3，而不是常用的X、Y、Z，因为模型的坐标系也可以是柱坐标系或球坐标系等。边界条件的定义方法主要有两种(这两种方法可以混合使用): A定义方法1：使用ABAQUS约定的名称来表示某些常用的边界条件类型，其格式为*BOUNDARY节点编号或节点集合， 约定的边界条件类型其中约定的边界条件类型包括以下几种：XSYMM:对称边界条件，对称面为与坐标轴1垂直的平面，即U1=UR2=UR3=0；YSYMM:对称边界条件，对称面为与坐标轴2垂直的平面，即U2=UR1=UR3=0；ZSYMM:对称边界条件，对称面为与坐标轴3垂直的平面，即U3=UR1=UR2=0；XASYMM:反对称边界条件，对称面为与坐标轴1垂直的平面，即U2 = U3 = UR1=0;YASYMM:反对称边界条件，对称面为与坐标轴2垂直的平面，即UI=U3=UR2=0;ZASYMM:反对称边界条件，对称面为与坐标轴3垂直的平面，即U1=U2=UR3=0;PINNED:约束所有平移自由度，即U1 =U2 =U3 =0;ENCASTRE:约束所有自由度(固支边界条件)，即U1 = U2 = U3 = URl1= UR2 =UR3=O。B定义方法2：直接定义受约束的自由度，其格式为：*BOUNDARY节点编号或节点集合，第一个自由度的编号，最后一个自由度的编号，位移值如果边界条件中的位移为0，上面的位移值可以省略；如果边界条件中只有一个自由度受约束，上面的最后一个自由度的编号也可以省略。例子：XSYMM边界条件(Ul = UR2 = UR3 =0)可以表示为：*BOUNDARY _PickedSetS，1 _PickedSetS，5，6其中的1表示自由度1(即U1), 5, 6表示从自由度5(即UR2)到自由度6(即UR3 )。再比如，可以用下列语句来表示施加在实体Plate 1-1节点3上的ENCASTRE边界条件（U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0）。*BOUNDARYPlatel-1. 3，1，6其中的1, 6表示从自由度1到自由度6的所有自由度。下面再举一个给定位移值的例子，边界条件“实体Plate 1-1节点3在Y轴方向上的位移值为50”可以表示为*BOUNDARY Platel-I.3，2，2，50历史数据14）*STEP只给出了静力分析。Step数据块的格式为*STEP, NAME=分析步名称*STATIC初始增量步，分析步时间，最小增量步，最大增量步15）载荷描述载荷的常用关键词为*CLOAD(集中载荷)、*DLOAD（定义在单元上的分布载荷）、和*DSLOAD（定义在面上的分布载荷），其基本形式如下：A集中载荷*CLOAD 节点编号或裁点集合，自由度编号，载荷值B定义在单元上的分布载荷*DLOAD单元编号或单元集合，载荷类型的代码，载荷值3)定义在面上的分布载荷*DSLOAD 面的名称，载荷类型的代码，载荷值其中载荷类型的代码的具体表示方法见ABAQUS帮助文件ABAQUS Analysis Users Manual中的“Distributed loads”。16）设置输出数据一输入文件的组成和结构1一个输入文件由模型数据和历史数据两部分组成.模型数据的作用:定义一个有限元模型.包括单元,节点,单元性质,定义材料等等有关说明模型自身的数据.模型数据可被组织到零件中(零件可以被组装成一个有意义的模型).历史数据的定义是模型发生了什么-事情的进展,模型响应的荷载,历史被分成一系列的时步层序.每一步就是一个响应(静态加载,动态响应等)，时步的定义包括过程类型(比如静态应力分析,瞬时传热分析等)对于时间积分的控制参数或者非线性解过程,加载和输出要求.At a minimum the model consists of the following information: geometry, element section properties, material data, loads and boundary conditions, analysis type, and output requests.2 ABAQUS 输入文件的结构形式。1) 必须有一个*HEADING 开头。2) 接下来就是模型数据部分，定义节点，单元，材料，初始条件等。模型数据的层次为：部件，组装，模型。必须的模型数据：（1）几何数据：模型的几何形状是用单元和节点来定义的，结构性单元的截面是必须定义的。比如梁单元。特殊的特征也可以用特殊的单元来定义，比如弹簧单元，阻尼器，点式群体等。（2）材料的定义：材料必须定义比如使用的是钢啊，岩石，土啊等材料。可选的模型数据：（1）零件和组合 ：一个模型可以用几个零件来定义有可以把几个零件组合成一个集来定义。（2）初始条件 ：比如初始应力，温度，或者速度等（3）边界条件：（4）运动约束（5）相互作用（6）振幅定义（7）输出控制（8）环境特性（9）用户子程序（10）分析附属部分3) 接下来就是历史数据：定义分析的类型，荷载，输出要求等。分析的目的就是预测模型对某些外部荷载或者某些初始条件的反映。一个 ABAQUS 分析是建立在 STEP 的概念上的，（在历史数据中描述）在分析中可以定义多个 STEPS。每个 STEP 用*STEP 开始，用*END STEP 结束。*STEP 是历史数据和模型数据的分界点，第一次出现*STEP 的前面的是模型数据，后面的就是历史数据。必须的历史数据：响应类型：必须立刻出现在*STEP 选项后面。ABAQUS 中有两种响应步，一种是总体分析响应步，可以是线形和非线形的，另一种是线形扰动步。可选历史数据：（1）荷载：通常定义某种加的荷载类型和大小。荷载可以被描述成时间的函数。（2）边界条件输出控制（3）辅助控制（4）再生单元和曲面二、书写 input 文件的语法和规则1关键词行：1）必须以*开始，后面接的是选项的名字,然后随之定义选项的内容.如:* MATERIAL NAME=STEEL注释行是以*开始的.2）如果有参数，则参数和关键词之间必须用“，”格开。3）在参数之间必须用“，”格开。4）关键词行中的空格可以忽略。5）每行的长度不能超过 256 个字符6）关键词和参数对大小写是不区分的。7）参数值通常对大小写也是不区分的，但是唯一的例外是文件名区分大小写。8）关键词和参数，以及大多数情况下的参数值是不需要全拼写出来的，只要他们之间可以相互区分就可以了。9) 假如参数有响应的值，则付值号是“=”。10) 关键词行可以延续，比如参数的名字很长，要在下一行继续这个关键词行的话就可以这样做，用“，”来连接。比如：*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC,DEPENDENCIES=111) 有些选项允许 INPUT 和 FILE 的参数作为一个输入文件名，这样的文件名必须包括一个完整的路径名或者是一个相对路径名。2数据行：（数据行如果和关键词相联系必须紧跟关键词行）1） 一个数据行包括空格在内不能超过 256 个字符。2） 所有的数据条目之间必须用“，”格开。3） 一行中必须包括指定说明的数据条目的数字。4） 每行结尾的空数据域可以省略。5） 浮点数最多可以占用 20 个字符。6） 整数可以是 10 个7） 字符串可以是 80 个8） 延续行可以被用到特定的情况。3标签：什么是标签呢，比如集名，曲面名，钢筋名，他们是区分大小写的，长度可以有 80个字符长。标签中的空格是可以省略的，除非用“”来标示。那就不能省略了。没有用“”来标示的标签必须用字母来开头。如果一个标签用“”来定义那么“”也是标签的一部分。标签的开始和结束不能用双重“”下面是一个使用了引号和没有使用引号的例子：*ELEMENT, TYPE=SPRINGA, ELSET=On