ABAQUS6.14中文版有限元分析与实例详解
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1.3 ABAQUS使用环境

作为ABAQUS的完整运行环境,ABAQUS/CAE能够为生成ABAQUS模型、交互式的提交作业、监控和评估ABAQUS运行结果提供一个风格简单的界面。ABAQUS分若干个功能模块,每个模块都定义了模拟过程中的一个逻辑步骤,完成一个功能模块后,可以进入下一个,逐步建立分析模型。

ABAQUS的求解器读入由ABAQUS/CAE生成的输入文件进行分析,并将反馈的信息传送回ABAQUS/CAE中,使得用户可以对作业过程进行监控,而后生成输出数据库,用户最终可以通过ABAQUS/CAE的可视化模块读取输出的数据库,查看分析结果。

1.3.1 启动ABAQUS/CAE

在操作系统中,执行开始→程序→ABAQUS 6.14→ABAQUS/CAE命令,或者在操作系统的命令提示符中输入命令ABAQUS CAE,即能打开ABAQUS/CAE的启动界面,如图1-2所示。在启动界面上会出现以下4个选项:

图1-2 ABAQUS/CAE的启动对话框

Create Model Database:新建一个模型数据库。用户可以根据自己需求建立Standard/Explicit Model(数据类型用于建立隐式或显式的求解问题)、CFD Model(数据类型用于建立计算流体力学求解问题)或者Electromagnetic Model(数据类型用于建立电磁场求解问题)。

Open Database:打开数据库,即打开已经存在的模型数据库文件(*.cae),或者输出数据库文件(*.odb)。

Run Script:运行用Python脚本语言编写的包含ABAQUS/CAE命令的文件(*.py或*.pyc)。

Start Tutorial:开始在线帮助。

1.3.2 ABAQUS的用户界面

启动ABAQUS/CAE的同时,用户即进入ABAQUS/CAE的用户界面,如图1-3所示。用户界面主要包含10个组成部分,具体介绍如下。

图1-3 ABAQUS/CAE用户界面

1.标题栏

显示了正在运行的ABAQUS/CAE版本,以及当前模型数据库的名称。

2.菜单栏

显式所有可用菜单,用户可以通过菜单调用相对应的功能。不同类型的数据库所包含的菜单选项也有所不同。

3.工具栏

工具栏为用户提供菜单栏中一些功能的快捷方式,用户也可以通过菜单栏访问这些功能。

4.环境栏

环境栏中包含3个列表:Module(模块)列表可以用于各功能模块的切换;其他列表则与当前的功能模块相对应,分别用于切换Model(模型)、Part(部件)、Step(步骤)、ODB(结果文件)和Sketch(草图)。

5.模型树/结果树

在ABAQUS的左侧区域,包含了模型树和结果树,通过上方的Model和Resulst选项卡进行切换。

模型树包含了该数据库的所有模型和分析任务,切分类列出了所有功能模块(可视化模块除外),以及包含在其中的重要工具,可实现菜单栏中的大多数功能。

结果树中列出了调用的所有结果文件及可视化模块中的许多工具,可以实现结果显示的大多数功能。

6.画布

画布区用于摆放视图。

7.工具区

工具区显示该功能模块相对应的工具,包含了大多数菜单栏中的功能。

8.视图区

用于模型和结果的显示。

9.提示区

用户在ABAQUS/CAE中进行的各种操作都会在提示栏得到相应的提示,用户根据提示进行相关操作。

10.信息区/命令行接口

使用ABAQUS/CAE利用内置的Python编译器,在命令行接口输入Python命令和数学表达式。信息区显示状态信息和警告,利用滚动条可以查阅已经出现的滚动信息。在默认状态下显示信息区,利用窗口左侧的Message Area(信息区)按钮和Command Lind Interface(命令行接口)按钮可以进行自由切换。

1.3.3 ABAQUS/CAE功能模块

ABAQUS/CAE划分了一系列的功能模块,每一个功能模块都只包含与模拟作业的某一项指令部分相关的一些工具。如Part(部件)模块只包含生成几何模型的部件,而Sketch(草图)模块只包含定义二维平面部件或者创建草图的工具。

用户从环境栏的Module(模块)列表选项里选择模块进入,如图1-4所示。列表中的模块顺序与创建一个分析模型步骤顺序是一致的。

图1-4 模块选择

下面列出了ABAQUS/CAE的各个模块的介绍。

1.生成Part(部件)

Part模块用于创建各个单独的部件,在工具栏中,利用图形工具直接生成,也可以从第三方图形软件导入部件生成图形。

2.定义Property(特性)

整个部件的任意部件的特征,例如与该部分有关的材料性质定义以及界面的几何形状,都包含在界面(section)定义中。此模块可以让用户定义截面性形状和材料种类。

3.创建Assembly(装配)

创建的部件都独立存在于自己的局部坐标系中,而Assembly模块则使用户将独立部件相对于其他部件定位于总体坐标系中,从而创建出已装配体。

4.创建Step(分析步)

用户可以应用Step模块生成和构建分析步,并与输出需求联系起来。分析步序列给模拟过程的变化提供了方便的途径(如变载荷和变边界问题)。可以根据需要,在分析步之前更改输出变量。

5.创建Interaction(相互作用)

用户在进行部件装配时,软件不会自动识别各个装配部件之间的力学或者热学关系。ABAQUS/CAE为此设计了Interaction模块,用户利用此模块可以指定装配部件间的关系,但相互作用与分析步有关,必须指明是在哪个分析步起相关作用。

6.定义Load(载荷)

载荷模块用于定义载荷、边界条件和场变量。载荷、边界条件以及部分场变量都与分析步有关,需要明确是在哪个分析步起作用,还有部分场变量只在分析步的初始阶段起作用。

7.划分Mesh(网格)

Mesh模块为单个部件及装配件提供了网格划分的所有必要工具,利用此模块可以对部件进行层次上的网格划分及网格形状控制,最终生成用户满意的网格。

8.提交Job(作业)

完成之前的所有模型定义后,就可以利用Job模块进行计算分析。此模块允许用户同时提交多个模型及进行多个运算,并对其进行监控。

9.Optimization(优化)

Optimization模块可以实现有限元模型的优化分析。用户根据具体的优化目标和限制条件进行优化分析,从而得到需要的优化模型。

10.Visulization(可视化)

Visulization模块提供了有限元模型和分析结果的图像显示。它能够从数据库中调取模型和结果信息,通过Step模块修改输出要求,最终实现用户能够控制写入数据库的信息。

11.Sketch(草图)

Sketch模块是用来形成二维轮廓图,即创建二维草图。