清华大学庄茁 ABAQUS 讲义.pdf

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书资料大小：19.16M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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con

ch1简介

ch2ab基础

ch3单元

ch4应用实体单元

ch5应用壳单元

ch6应用梁单元

ch7非线性

线性vs非线性

自动增量控制

ch8材料

压缩用减缩积分

杂交形式

网格也要轴对称

大畸变网格

ch9动态问题

动态问题网格

ch10多步骤分析

ch11接触

主从面

小滑动

声明这两本电子书的出炉，目的是为了促进 ABAQUS 在国内的推广和应用。长期以来，关于 ABAQUS 的中文资料少之又少，很多 FEA 的同仁由于无法得到好的介绍 ABAQUS 的入门材料，始终感到 ABAQUS 难以学习，这也限制了ABAQUS 这一优秀的有限元软件在国内的推广使用。庄茁老师主编介绍 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 的两本书虽然是以老版本的 ABAQUS 前后处理器为基础来讲解的，但是对于初学者掌握 ABAQUS 的基本方法和命令格式还是有很大帮助的，配合软件附带的电子帮助文档，就可以快速对 ABAQUS 入门。现在 u*t***w 版主连熬通宵，倾其心血，把它们扫描成了 PDF 格式的书籍放到网上，希望对全国 FEA 工作者和爱好者学习 ABAQUS 有所帮助。让我们联合起来，为促进 ABAQUS 和有限元技术在中国的应用和发展做出努力！请将该电子书仅用于教学目的，并在阅读完后删除。如您有其他或可能涉及版权问题的目的存在，请不要下载该电子书或将其立即删除。您在阅读该书内容时，我们认为您已经阅读并理解了该声明的所有内容。我们不对任何可能涉及该电子书的法律纠纷承担责任。 FEA@SMTH 版全体版主 2002-12-2

ABAQUS/Standard 有飄遞件An鑽窗 Hibbitt, Karlsson & Sorensen, INし. 庄茁等译 Cl612704X 清华大学出版社 1998 年

( 京)新登字 158 号内容简介 ABAQUS 是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一，具有惊人的广泛的模拟性能。它拥有大量不同种类的单元模型、材料模型、分析过程等。无论是分析一个简单的线弹性问题，或者是一个包括几种不同材料、承受复杂的机械和热载荷过程以及变化接触条件的非线性组合问题，应用该软件计算分析都会得到令人满意的结果。本书是 ABAQUS 软件初学者的入门教材,结合有限元的基本理论和力学数值计算方法，通过一系列的相关例题和讨论，介绍了 ABAQUS 软件的主要内容，系统地讲解了编写输入数据文件的要领，对输出文件进行分析和后处理的方法。因此,本书是工程师们应用有限元软件进行力学分析和结构设计的手册，也可以作为力学和工程专业研究生和本科生的有限元数值计算课的参考教材。 ABAQUS/Standard 有限元软件人门指南 Getting Started with ABAQUS/Standard Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc . 本书中文版由 Hibbitt，Karlsson & Sdrensen，Inc. 授权清华大学出版社出版。北京市版权局著作权合同登记号图字：01-98-1482 书名：ABAQUS/Standard 有限元软件入门指南作者：庄茁等译出版者：清华大学出版社( 北京清华大学校内，邮编 100084) http：//www . tup. tsmghua. edu . cn 印刷者：清华大学印刷厂开本：787 X 10921パ6 印张：18 字数：415 千字版次：1998 年 12 月第 1 版书号：ISBN 7-302-03193-2/0.203 印数：0001 ~ 1050 定价：40.00 元 1998 年 12 月第 1 次印刷

申变厳输曾固体力学从本世纪 30 至 40 年代 Timoshenko 与 Southwell 等只能解少数简单的实际问题，发展到今天可以解决工程实际中大量的复杂问題,除了计算机技术突飞猛进的发展以外,更要靠功能強大的有限元计算软件。半个世纪以来的历史表明，不仅固体力学的エ程应用需要计算，固体力学本身的发展也需要有效的计算技术和功能強大的计算软件。许多对固体力学学科作出的重要贡献充分说明了这一点。但是，要不断地发展和完善这样一个功能强大的有限元计算软件绝非易事。它需要有一个高水平的、強大的工作集体，以及相当长的时间积累。ABAQUS 通用有限元程序系统正是满足了这两个条件，以它广泛而先进的模拟功能，强大的线性与非线性分析能力，优良的质量与技术服务，在世界各地工程界和学术界中赢得了声誉和信赖。不但许多大型工程项目是用 ABAQUS 程序分析模拟的，而且许多高水平的学术论文都声明所用的是 ABAQUS 程序。本来使用其他通用软件的用户转而使用 ABAQUS 软件的事例，屡见不鲜。在 ABAQUS 的许多优点中,值得特別指出的是它解决非线性问题（几何、材料和边界)的能力和效率，这是学术界中已达成的共识。我们相信，把 ABAQUS 程序系统引入我国，必将有助于我国的经济建设和科学研究事业的发展。黄克智院士清华大学工程力学系教授清华大学工程力学研究所所长 1 9 9 8 年 3 月

諏窗 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 HKS 公司 (Hibbitt, Karlsson & Sorensen, INC. )的产品。特別是它的非线性力学（几何、材料、接触 )分析功能具有世界领先水平，受到世界上许多著名公司、大学和研究部门的青睐，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、汽车和电气エ业设计中得到广泛的应用。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，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、塑料、钢筋混凝土、弹性泡沫、岩石和土壌等。 ABAQUS 软件的发展是与科学研究和工程实际紧密结合的，前者不断提高软件的质量，发展了许多材料本构和单元模型，丰富了软件的内容，使科学研究达到更高的水平;后者不断取得经济效益，使困难的分析简单化，使复杂的过程层次化, 节省了大量的时间以避免低水平重复的工作, 使工程分析和优化设计更快和更好。工程力学分析的软件是商品，科学和技术是直接的生产力。ABAQUS 等软件反映了有限元数值计算的最新研究成果;ABAQUS 等软件是沟通理论分析与工程实际的桥梁； ABAQUS 等软件对工程力学工作者提出更高的要求。本书是 ABAQUS 有限元软件初学者的入门教材，经美国 HKS 公司授权翻译成中文版，由清华大学出版社出版发行。在我们将 ABAQUS 软件引入中国的过程中，始终得到清华大学工程力学系黄克智院士和杨卫教授的鼓励和帮助。在本书的翻译过程中，HKS 公司的黄庆平博士提出了宝贵的意见。对于本书的翻译和出版，得到了清华大学出版社的支持。在此，我们表示诚挚的谢意。参加本书翻译工作的有:第 1 章和第 2 章由华心翻译，第 3 章由郭永进翻译，第 4 章由霍波翻译，第 5 章由冯峰翻译，第 6 章由曲绍兴翻译，第 7 章由白建军翻译，第 8 章由李腾翻译，第 9 章由刘彬翻译，第 10 章由郭永进翻译，第 11 章由姜汉卿翻译。庄茁负责本书的翻译工作，翻译了中文版序言，并且审校和修改了全部译文。限于译校者水平，难免有错误和不妥之处，对于读者的批评指正我们将不胜感激。译者庄茁等清华大学工程;〇学系 1 9 9 8 年 5 月 n

申复纖難窗 ABAQUS 是一套先进的通用有限元程序系统，发展软件的目的是对固体和结构的力学问题进行数值计算分析。Hibbitt, Karlsson & Sorensen 公司（HKS) 的全部业务范畴就是致力于发展和技术上支撑 ABAQUS。HKS 创立于 20 年前的 1978 年 2 月 1 日，今天，在位于美国罗德岛州的 Pawtucket 市的公司总部,有工作人员 150 多名，其中 65 人具有工程或计算机科学的博士学位(Ph.D)，35 人具有硕士学位（MSc )，这可能是世界ヒ最大的计算固体力学团体。在北美、欧洲、日本和韩国，HKS 拥有 11 个分公司或イ公乩在其它国家和地区有 12 个代理处，包括隶属于清华大学工程力学系的“ 先进灯限ノ服务中心” —— Advanced Finite Element Services ( AFES)，这个中心的建立为 ABAQUS 软件在中国提供了技术支持和服务。 ABAQUS 被广泛地认为是功能最強的有限元软件，可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，特別是能够驾驭非常庞大的问题和模拟非线性的影响。ABAQUS 有两个主要的分析模块:ABAQUS/Standard 提供了通用的分析能力，如应力和变形、热交換、质量传递等;ABAQUS/Explicit 应用对时间进行显式积分的动态模拟，提供了应力/变形分析的能力(这种显式积分的应用使得 ABAQUS/Explicit 为处理复杂接触条件的问题提供了强有力的工具，例如在加工过程中经常发生的冲压和锻压^ 软件系统还包括其它的几个部分。ABAQUS/Aqua 扩展了 ABAQUS/Standard 的功能，应用于海洋采油结构系统的分祈，包括高柔初性的系统，如深水下的升降器和管道系统。对于在声音介质中振荡波的传播和对变形结构的冲击问题，ABAQUS/USA( Underwater Shock Analysis)提供了完全絹合的分析功能。ABAQUS/Post 提供了对力学模型和计算结果的后处理功能，绘图、动画、エツ平面绘图、时间历程绘图等。ABAQUS/Pre 提供了包括单元生成的前处理功能。 HKS 与 CAD 系统的主导开发者保持紧密的合作，以确保他们的 CAD 软件界面与 ABAQUS 的结合效果，它们中的两个 Dassault Systernes CATIA 系统和 Parametric Technology’ s Pro/Mesh 系统已经与 ABAQUS 共同进入了市场。其它的 CAD 软件，如 MSC’ s PATRAN 系统和 SDRC’ s I-DEAS 系统，也与 ABAQUS 组合携手走进了市场。 ABAQUS 有着令人惊奇的广泛的模拟性能，它拥有大量不同种类的有限元公式、材料模型与分析过程等。然而，应用起来又是非常简单，无论是分析一个简单的线弹性问题，还是一个包括几种不同材料、承受复杂的机械和热载荷过程以及变化的接触条件的非线性组合问题，应用的概念是相同的。在这本软件使用指导手册中，通过一系列的相关例题，讨论解释了这些概念，使得读者可以迅速且容易地学会如何应用 ABAQUS。其它的 ABAQUS 文集——参考手册、算例手册、理论手册以及各种相关软件应用命题的 HKS’ s 讲义，为对 ABAQUS 感兴趣的读者提供了良师益友。我们，HKS，公司的宗旨是提供给世界各地的用户值得信赖的软件和完善的技术支持，我们始终不渝地强调优良的质量和服务。为此，ABAQUS 和 HKS 赢得了良好的声 m

誉。我们希望由于 AFES 的建立和《ABAQUS 有限元软件入门指南》中文版的出版，会使更多的中国用户了解 ABAQUS 功能的先进性，为达此目的，我们期待着与 AFES 的中国朋友和同仁紧密合作。 David Hibbitt 博士 HKS 公司总裁 Pawtucket, Rhode Island, USA December, 1997 IV

ABAQUS is a general purpose finite element program system designed for use in the advanced analysis of solids and structures. The development and support of ABAQUS are the entire activities of Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc. (HKS) . HKS was established 20 years ago, on February 1, 1978. Today, at its headquarters office in Pawtucket, Rhode Island, USA, the company employs over 150 people, of whom 65 have PhD degrees and 35 perhaps the largest computational have MSc degrees in engineering or computer science solid mechanics group anywhere. HKS also has 11 branch or subsidiary offices in North America, Europe, Japan and Korea, as well as 12 Representative offices in other countries, including Advanced Finite Element Services ( AFES), a company closely affiliated with the Department of Engineering Mechanics at Tsinghua University, which has been established to provide support of ABAQUS in China. ABAQUS is widely accepted as the most capable finite element system for sophisticated analysis of solid and structural systems. It is particularly strong for handling very large prob¬ lems, and, especially, for simulating nonlinear effects. ABAQUS has two principal analysis modules: ABAQUS/Standard, which offers general analysis capabilities for stress and defor¬ mation analysis, heat transfer, mass transfer, etc. ; and ABAQUS/Explicit, which provides stress/deformation analysis using dynamic simulation with explicit time integration ( this use integration makes ABAQUS/Expiicit particularly powerful for cases invovling of explicit complex contact conditions, such as often occur in manufactoring processes like stamping or forging) . The software system contains several other components. ABAQUS/Aqua extends ABAQUS/Standard for use in the analysis of offshore structures and systems, including highly flexible systems, such as deep water risers and pipelines, ABAQUS/USA ( Underwa ¬ ter Shock Analysis) provides fully coupled analysis of shock waves propagating in an acoustic medium and impacting on a deformable structure. ABAQUS/Post offers post-processing for the analysis modules：contour plots, animations, x-y plots, time history plots, etc. ABAQUS/Pre provides pre-processing, including mesh generation. HKS works closely with the vendors of leading CAD systems to ensure that effective interfaces are available between with Dassault Systems’ CA- their CAD software and ABAQUS. Two of those interfaces TIA system, and with Parametric Technology’ s Pro/Mesh system are marketing by HKS, others, such as the interfaces with MSC’ PATRAN system and with SDRC’ s I- DEAS system, are marketed by the CAD system vendors. ABAQUS has a remarkably wide range of simulation features. It has many different finite element formulations, material models, analysis procedures, etc. Yet it is quite simple y

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