有限元软件使用知识

有限元法的简单回顾任何有限元模拟的第一步都是用一个有限单元（finiteelement）的集合来离散（discretize）结构的实际几何形状，每一个单元代表这个实际结构的一个离散部分。这些单元通过共同节点（node）来连接。节点和单元的集合称为网格（mesh）。在一个特定网格中的单元数目称为网格密度（meshdensity）。在应力分析中，每个节点的位移是ABAQUS计算的基本变量。一旦节点位移已知，这个单元的应力和应变就可以很容易求出第1页/共27页第一页，共27页。常用的一些有限元软件介绍

ALGOR:大型通用有限元分析，机械动力仿真软件

ADINA:大型有限元分析软件

ANSYS:大型通用有限元软件

ABAQUS：大型有限元软件,广泛模拟性能,杰出的非线性分析能力NASTRAN:大型通用有限元分析软件FEMLAB:

功能强大的专业有限元软件包---多重物理量耦合分析

PROCAST:铸造过程仿真软件SYSNOISE:

大型声测试分析软件

FEPG:

国产有限元软件

PAM_CRASH:

碰撞冲击仿真软件

FLUENT:

流体分析软件

CAD软件：主要是前处理建模UG:PRO/E:SOLIDWORKS&SOLIDEDGECATIA以及AUTODESKINVENTOR第2页/共27页第二页，共27页。ABAQUS的简单介绍

ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一，是美国ABAQUS公司（原Hibbitt,Karlsson&Sorensen,Inc）的产品

特别是它的非线性力学（几何、材料、接触）分析功能具有世界领先水平，在北美、欧洲和亚洲许多国家的机械、化工、土木、水利、材料、航空、船舶、冶金、汽车、电气工业设计等领域中得到广泛的应用

它可以进行结构的静态和动态分析，如应力、变形、振动、冲击、热传导和对流、质量扩散、声波、力电耦合分析等

它具有丰富的单元模式，它具有丰富的单元模式，如杆、梁、刚架、板壳、实体、无限体元等可以模拟广泛的材料性能，如金属、橡胶、钢筋混凝土、弹性泡沫、岩石和土壤等

第3页/共27页第三页，共27页。鼠标的基本操作

单击（Click）

按下并快速松开鼠标键，除非特别指出，均指单击鼠标左键

拖动（Drag）

按住左键移动鼠标

指向（Point）

移动鼠标使光标到达指定项的位置

选取（Select）

使光标指向某一项后，单击左键

[Shift]+单击（Click）

按住[Shift]，单击左键，然后松开[Shift]键

[Ctrl]+单击（Click）

按住[Ctrl]，单击左键，然后松开[Ctrl]键

ABAQUS/CAE设计使用的鼠标为三键鼠标，也可以使用二键鼠标二键鼠标的左右两个键相当于三键鼠标中的左右键同时按下二键鼠标中的两个键相当于三键鼠标中的中键

第4页/共27页第四页，共27页。鼠标基本示意图鼠标按键的示意图第5页/共27页第五页，共27页。完整分析过程的组成

前处理（ABAQUS/CAE或其它软件）通常的做法是使用ABAQUS/CAE或其它前处理程序（如ANSYS,PATRAN,PRO/E），以人机交互方式生成模型

模拟计算（ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit）

后处理（ABAQUS/Viewer）通常可以通过ABAQUS/CAE的可视化模块ABAQUS/Viewer或其它后处理软件在图形环境下人机交互式进行

第6页/共27页第六页，共27页。完整分析过程示意图完整分析过程如图所示第7页/共27页第七页，共27页。ABAQUS分析模型的组成

ABAQUS模型通常由若干不同的部分组成，他们共同描述了所分析的物理问题和需要获得的结果

一个分析模型至少要包含如下的信息：离散化的几何形体（discretizedgeometry）单元截面属性（elementsectionproperties）材料数据（materialdata）载荷和边界条件（loadsandboundaryconditions）分析类型（analysistype）和输出要求（outputrequests）第8页/共27页第八页，共27页。ABAQUS/CAE简介ABAQUS/CAE是完整的ABAQUS运行环境（CompleteABAQUSEnvironment）,它为生成ABAQUS模型、交互式地提交和监控ABAQUS作业以及评估ABAQUS模拟结果提供了一个风格简明、一致的界面。ABAQUS/CAE分为若干个功能模块，每一个模块定义了模拟过程的一个逻辑方面第9页/共27页第九页，共27页。ABAQUS/CAE6.4界面C：创建一个新的分析模型O：打开以前存储过的模型或输出数据库文件R：打开一个包含ABAQUS/CAE命令的文件S：从在线文档中启动辅助教程第10页/共27页第十页，共27页。主窗口的组成部分用户通过主窗口与ABAQUS/CAE进行交互。主窗口的组成部分如下：标题栏（Titlebar）菜单栏（Menubar）工具栏（Toolbar）环境栏（Contextbar）工具区（Toolboxarea）画布和作图区（Canvasanddrawingarea）视区（Viewport）提示区（Promptarea）信息区（Messagearea）命令行接口（Commandlineinterface）第11页/共27页第十一页，共27页。ABAQUS6.4主窗口界面ABAQUS6.4主窗口如图所示第12页/共27页第十二页，共27页。单位制的选取一般建议采用国际单位制第13页/共27页第十三页，共27页。功能模块Part（部件）Property（特性）Assembly（装配）Step（分析步）Interaction（相互作用）Load（载荷）Mesh(网格)Job（作业）Visualization(可视化)Sketch（草图）第14页/共27页第十四页，共27页。功能模块界面功能模块界面如图所示第15页/共27页第十五页，共27页。ABAQUS/VIEWER——后处理由于在模拟过程中产生了大量的数据，所以图形后处理是十分重要的ABAQUS/CAE的Visualization(可视化)模块（也另外授权为ABAQUS/VIEWER）允许用户应用各种不同的方法观察图形化的结果，包括变形图、等值线图、矢量图、动画和X—Y曲线图也允许用户创建一个输出数据的表格报告第16页/共27页第十六页，共27页。ABAQUS6.4后处理模块界面ABAQUS6.4后处理模块界面如图所示第17页/共27页第十七页，共27页。后续的实例桥式吊架模型示意图连接环模型示意图斜板模型示意图带孔平板模型示意图第18页/共27页第十八页，共27页。桥式吊架模型示意图吊架模型的基本尺寸第19页/共27页第十九页，共27页。桥式吊架模型结果示意图桥式吊架模型结果图形显示如图所示第20页/共27页第二十页，共27页。连接环模型示意图连接环模型基本情况第21页/共27页第二十一页，共27页。连接环模型结果示意图连接环模型结果图形显示如图所示第22页/共27页第二十二页，共27页。斜板模型示意图斜板模型实际情况第23页/共27页第二十三页，共27页。斜板模型结果示意图斜板模型结果图形显示如图所示第24页/共27页第二十四页，共27页。带孔平板模型示意图带孔平板模型实际情况第25页/共27页第二十五页，共27页。带孔平板模型结果示意图带孔平板模型结果图形显示如图所示第26页/共27页第二十六页，共27页。内容总结有限元法的简单回顾。在一个特定网格中的单元数目称为网格密度（m