ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解 - (EPUB全文下载)

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ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解
第1章　 ABAQUS概述
第2章　ABAQUS的分析步骤
第3章　ABAQUS的功能模块
第4章　 ABAQUS的INP文件和单元介绍
第5章　结构静力学分析与实例
第6章　动力学分析与实例
第7章　接触问题分析与实例
第8章　结构热分析与实例
第9章　 ABAQUS/Explicit显式分析与实例
第10章　 ABAQUS屈曲分析与实例
第11章　优化设计与实例
第12章　 ABAQUS用户子程序分析与实例
第1章　ABAQUS概述
1.1　ABAQUS总体介绍
ABAQUS软件是一款有限元分析软件，它以其强大的功能而闻名世界。ABAQUS软件起初是由HKS（Hibbitt，Karlsson & Sorensen）公司于1978年开发建立，而后被法国著名的达索公司（三维建模软件CATIA的开发者）于2005年收购，两年后正式更名SIMULIA公司。
ABAQUS软件根据用户使用反馈以及计算机的不断升级，经过近四十年的不断改进，如今软件已趋于完善，主要有以下两个方面的特点。
丰富的单元库：能使ABAQUS软件模拟任意的几何形状；
强大的材料模型库：模拟绝大多数工程材料的性能（橡胶、金属、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土等）。
作为模拟工具，ABAQUS软件的应用范围极其广泛，如机械工程、土木工程、桥梁工程、水利工程、航天、航海、航空、核工业、石油、生物医学等绝大多数的工程领域。不但能够解决大多数结构问题，即应力—位移问题，还能进行有效的静态和准静态的分析、瞬态分析、模拟分析、弹塑性分析、接触分析、碰撞和冲击分析、爆炸分析、屈服分析、断裂分析、疲劳和耐久性分析。此外，还能进行热固耦合分析、声场和声固耦合分析、电压和热电耦合分析、流固耦合分析、质量扩散分析等。
在使用上，ABAQUS软件操作简单，容易上手，近些年在我国高科技产品的研发、老产品的优化改进上都起到了巨大作用。
1.2　ABAQUS主要模块
ABAQUS软件包含3个主要模块：ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit和ABAQUS/CFP。同时ABAQUS软件还包含一个人机交互的前后处理模块ABAQUS/CAE（包括模型建立、交互式提交作业、监控运算过程及结果评估等）。此外，为求解特殊问题的需要，ABAQUS/Standard中还包含了ABAQUS/Aqua、ABAQUS/Design、ABAQUS/Foundation模块。最后，ABAQUS还为用户提供MOLDFLOW和ADAMS接口。ABAQUS软件的结构/模块关系，如图1-1所示。
图1-1　ABAQUS软件模块
1．ABAQUS/Standard
ABAQUS/Standard是一种通用的隐式分析求解器，它能求解多重线性及非线性问题，通常适用于静态分析、动力分析、结构热响应分析、电响应分析及其他复杂非线性耦合物理场的分析。其主要应用领域如下：
（1）常规的静态弯曲变形、强度分析。
（2）结构的固有振动特性及在某种载荷下的振动特性分析。
（3）轴承、轴套、螺栓连接等接触非线性分析。
（4）频域动态响应分析，机构运动过程分析。
（5）超弹性橡胶、复合材料分析。
（6）结构传热分析。
（7）各种耦合分析：
热机械平衡的原理（热固耦合）分析；
热电（焦耳加热）原理（热电耦合）分析；
压电性能（电固耦合）分析；
结构的声学研究（声固耦合）分析。
（8）方便灵活的用户子程序，生成用户特殊的单元、材料、摩擦、约束、载荷等。
（9）并行处理、高效直接和迭代求解器。
（10）与ABAQUS/Explicit结合，进行特殊过程的模拟，如金属成形过程。
由于ABAQUS/Standard能够提供动态载荷平衡的并行稀疏矩阵求解器、基于域分析并行迭代求解器以及并行的Lanczos特征值求解器，使得用户能够仅在ABAQUS软件下，非常可靠地进行各种大规模计算，与此同时，进行一般过程分析和线性摄动过程分析。
2．ABAQUS/Explicit
ABAQUS/Explicit是显式分析求解器，是进行短暂、瞬时动态事件分析的有效工具，更是求解冲击及其他高度不连续问题的可靠手段。在处理改变接触条件的高度非线性问题上，ABAQUS/Explicit也非常有效，它能够自动找出模型中各部件之间的接触对，高效地模拟部件之间的复杂接触，即在短时间域内，以很小的时间增量步向前推出结果。此外，ABAQUS/Explicit还能求解可磨损体之间的接触问题。
ABAQUS/Explicit同样拥有广泛的单元类型和材料模型，但它的单元库是ABAQUS/Standard单元库的子集。它提供的基于域分解的并行计算，仅可进行一般过程分析。ABAQUS/Explicit能够应用的领域主要有以下几个方面：
（1）通用的显式问题求解；
（2）非线性动力学分析和准静态分析；
（3）完全耦合的热力学分析；
（4）自动接触（General Contact）提供简单和稳定的接触建模方法；
（5）并行处理技术，包括SMP和DMP；
（6）与ABAQUS/Standard结合，分析特殊过程和问题；
（7）运用ALE技术创建自适应网络（模拟几何体的移动与位移）；
（8）冲击和水下爆炸分析功能。
综上可知，ABAQUS/Explicit和ABAQUS/Standard有各自的适用范围，将这两个模块集成后使得ABAQUS在功能上更为强大，使用上也变得更加灵活。在遇到大型复杂的工程分析问题时，往往需要将这两种模块结合使用，即结合了二者的显式、隐式求解技术的优点。
3．ABAQUS/CFD
ABAQUS/CFD是ABAQUS在6.10版本新增加的模块。作为第3个主要求解器，ABAQUS/CFD旨在解决模拟层流、湍流等流体问题，以及热传导、自然对流等流体传热问题。
此项模块的增加使得流体材料特性、流体边界、载荷以及流体网格等与流体相关的前处理定义等都可以在ABAQUS/CAE里完成，同时还可以用ABAQUS输出 ............

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