abaqus結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解的案例
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ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解
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5) 有限元程序一般提供子程序的應(yīng)用，如要得到更多分析數(shù)據(jù)，可以編寫(xiě)子程序進(jìn)行計(jì)算。
2.3橋梁結(jié)構(gòu)分析
用有限元方法求解橋梁靜力問(wèn)題和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，可為橋梁設(shè)計(jì)提供依據(jù)。比如說(shuō)，橋梁在移動(dòng)載荷作用下的動(dòng)力反應(yīng)；橋梁在風(fēng)載荷和地震載荷作用下的動(dòng)力反應(yīng)。
選擇適當(dāng)?shù)慕佑|模擬和邊界條件，是問(wèn)題求解的關(guān)鍵。
多場(chǎng)耦合作用分析
正如前所述，有限單元法可以用來(lái)求解多場(chǎng)耦合的問(wèn)題，例如流固耦合，溫度-應(yīng)力場(chǎng)耦合等。這些在土木工程的問(wèn)題的求解過(guò)程中都可以得到應(yīng)用。
多場(chǎng)耦合分析的應(yīng)用可以使求解更接近于物理問(wèn)題的真實(shí)解。
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多圖層顯示計(jì)算結(jié)果
同一圖層顯示整體模型和子模型來(lái)檢查驅(qū)動(dòng)邊界
子模型位移云圖和螺栓應(yīng)力
子模型支持多層級(jí)分析，即一個(gè)子模型可以作為后續(xù)子模型的整體模型來(lái)使用，所以這個(gè)技術(shù)在跨尺度分析中也會(huì)用到；另外，我們知道，因邊界條件的不確定性導(dǎo)致的誤差是有限元分析里最主要的、最難搞定的一類(lèi)誤差，而子模型由于具有邊界驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，也常出現(xiàn)在高精度有限元仿真中，用來(lái)克服邊界誤差。
03
—
二者主要區(qū)別
通過(guò)這兩個(gè)案例，我們已經(jīng)可以非常直觀地感受到子結(jié)構(gòu)和子模型這兩種方法的不同之處與各自的使用場(chǎng)景。總結(jié)地說(shuō)，二者主要區(qū)別就相當(dāng)于，子結(jié)構(gòu)是把整體模型中的同類(lèi)區(qū)域進(jìn)行打包封裝；而子模型是用放大鏡對(duì)整體結(jié)構(gòu)的某一位置進(jìn)行Zoom in操作。前者著眼于局部以求整體響應(yīng)，后者著眼于整體以求局部響應(yīng)。
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Abaqus在巖土工程的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
Abaqus彈簧預(yù)緊力及彈簧振子振動(dòng)簡(jiǎn)單實(shí)例
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CAE工程師必備的案頭寶典：ABAQUS 6.12有限元分析從入門(mén)到精通
想學(xué)習(xí)的ABAQUS的朋友如果沒(méi)有參考書(shū)籍，可以看下這本。
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
本書(shū)以ABAQUS 6.12版為軟件平臺(tái)，介紹了ABAQUS的操作命令及其在工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析中的使用方法和技巧。
本書(shū)分基礎(chǔ)應(yīng)用篇和實(shí)際工程篇兩個(gè)層次講解，共16章。基礎(chǔ)應(yīng)用篇（第1～9章）包括有限單元法的基礎(chǔ)理論、ABAQUS入門(mén)知識(shí)介紹，幾何建模技術(shù)與技巧、分析步的概念與設(shè)置方法、相互作用的概念與使用、載荷與邊界條件的定義、網(wǎng)格的劃分、作業(yè)的創(chuàng)建與設(shè)置以及可視化后處理技術(shù)；實(shí)際工程篇（第10～16章）依托工程中常見(jiàn)的實(shí)例，按照不同的分析方式，分層次、分類(lèi)別地進(jìn)行了詳盡的操作演示與方法教學(xué)。本書(shū)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用為讀者提供的專(zhuān)題包括結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析、顯式與隱式的動(dòng)力學(xué)分析、線性與非線性的靜力與動(dòng)力學(xué)分析、接觸分析、熱結(jié)構(gòu)耦合問(wèn)題分析、加工過(guò)程仿真等，具有一定的參考價(jià)值。
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鋼柱特征值屈曲分析 ￥9.99
1、 引言
鋼柱作為建筑結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的承重構(gòu)件，其穩(wěn)定性是保障結(jié)構(gòu)安全的核心要素。特征值屈曲分析能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)鋼柱在特定荷載作用下的臨界屈曲荷載與屈曲模態(tài)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的理論支撐。與實(shí)際試驗(yàn)相比，借助有限元分析軟件開(kāi)展特征值屈曲模擬，具備成本低廉、效率高效、可重復(fù)性?xún)?yōu)異等顯著優(yōu)勢(shì)。本文將圍繞鋼柱特征值屈曲分析進(jìn)行建模教學(xué)，詳細(xì)闡述利用有限元軟件實(shí)施分析的完整流程，暫不涉及復(fù)雜的參數(shù)優(yōu)化內(nèi)容。（來(lái)源：ABAQUS 結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解 3.3）
2、 幾何模型與材料參數(shù)
（1） 模型構(gòu)建：
本案例采用線性減縮積分梁?jiǎn)卧?B31 模擬鋼柱，這種單元在保證計(jì)算精度的同時(shí)，能有效減少計(jì)算量。鋼柱模型的幾何尺寸根據(jù)常見(jiàn)工程實(shí)例確定，高度為 4200mm，截面采用工型鋼，型號(hào)為210×220×6×10（截面高度 × 翼緣寬度 × 腹板厚度 × 翼緣厚度）。網(wǎng)格劃分時(shí)，沿鋼柱長(zhǎng)度方向?qū)卧叽缭O(shè)置為 100mm，以兼顧計(jì)算效率和結(jié)果準(zhǔn)確性。
圖1 鋼柱截面尺寸（來(lái)源：ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解）
圖2 鋼柱幾何模型
（2） 材料屬性：
鋼柱材料采用 Q345 鋼材，其彈性模量為 210GPa，泊松比為 0.3，屈服強(qiáng)度為 345MPa。在有限元模型中，材料本構(gòu)關(guān)系采用理想彈性模型，因?yàn)樘卣髦登?em>分析主要關(guān)注結(jié)構(gòu)在彈性階段的屈曲行為。
3、 計(jì)算結(jié)果
通過(guò)有限元分析，得到鋼柱的前幾階特征值和對(duì)應(yīng)的屈曲模態(tài)。其中第一階特征值對(duì)應(yīng)的臨界屈曲荷載為最危險(xiǎn)的屈曲荷載，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)。
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深部巖體工程分析（比較好）-abaqus：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1YQx4uws8MnZv__E2P9VG8w 密碼：vgjc
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《ABAQUS與巖土工程分析》朱以文-蔡元奇：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1lvOEaVYofRME68RvgXb7qg 密碼：6fue
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ABAQUS在土木工程中的應(yīng)用：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1e-hAzObnV8-0Eqe9Cp6HSQ 密碼：crmt
abaqus巖土工程實(shí)例詳解-費(fèi)康（完整版）：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1MYTgxW8YEYn_M_ACYDM2xA 密碼：6v13
abaqus土木工程結(jié)構(gòu)模擬實(shí)驗(yàn)案例分析1：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1KpTQaA35PmNu1vh-xvSD9w 密碼：n44x
ABAQUS軟件的工程應(yīng)用實(shí)例集：鏈接：https://pan.baidu.com/s/1jsBSkKIySWZAvtfIbcd5Jg 密碼：4qtb
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-《ABAQUS Explicit有限元軟件入門(mén)指南》莊茁.pdf
-《ABAQUS Python二次開(kāi)發(fā)攻略》.pdf
-《ABAQUS standard 有限元軟件入門(mén)指南》朱以文-蔡元奇譯.pdf
-《ABAQUS Standard有限元軟件入門(mén)指南》莊茁譯.pdf
-《ABAQUS動(dòng)力學(xué)有限元分析指南》張文元.pdf
-《ABAQUS非線性有限元分析實(shí)例》莊茁.pdf
-《ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解》王玉鐲-傅傳國(guó).pdf
-《ABAQUS有限元分析常見(jiàn)問(wèn)題解答》曹金鳳-石亦平.pdf
-《ABAQUS有限元分析實(shí)例詳解》石亦平.pdf
-《ABAQUS有限元分析實(shí)例詳解》之讀后小結(jié)-完整版.pdf
-《ABAQUS在士木工程中的應(yīng)用》王金昌-陳頁(yè)開(kāi).pdf
-《ANSYS工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析》王新敏.pdf
-《Python語(yǔ)言在Abaqus中的應(yīng)用》曹金鳳-王旭春.pdf
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雖然Abaqus也存在這樣的問(wèn)題，但總體上還是能滿(mǎn)足巖土數(shù)值分析的特定需求的。本文簡(jiǎn)單羅列了Abaqus在巖土數(shù)值分析中能實(shí)現(xiàn)的功能。
一、初始條件類(lèi)
1）初始應(yīng)力場(chǎng)（含孔壓場(chǎng)）
2）初始孔隙比
3）初始飽和度
4）初始溫度分布
5）初始場(chǎng)變量
二、分析步類(lèi)型
1）總應(yīng)力分析
2）有效應(yīng)力
固結(jié)分析（飽和土、非飽和土）
3）熱-力-流耦合分析（同時(shí)考慮固結(jié)和傳熱）
4）動(dòng)力分析
需要注意ABAQUS尚不能進(jìn)行有效應(yīng)力動(dòng)力固結(jié)問(wèn)題。
三、材料模型
1）線彈性（可考慮彈性模量隨某變量（如深度）的變化）
2）莫爾庫(kù)倫（常用于砂土、顆粒材料）
3）D-P（可加帽蓋）
4）修正劍橋模型（這也是ABAQUS優(yōu)于其它一般通用有限元軟件的地方）
5）用戶(hù)自定義材料（非常靈活）
四、接觸功能
1）ABAQUS中提供了三種接觸算法。general contact（通用接觸）、contact pairs（接觸對(duì)）和contact elements（接觸單元）。通用接觸一般在顯式算法中使用，在顆粒流等包含大規(guī)模接觸面等問(wèn)題中尤其方便。
2）可模擬不同材料界面的力學(xué)和溫度相互作用（Interaction），如樁-土接觸面等。
3）ABAQUS提供了不同的約束條件，如Embedded region可模擬土釘，加筋土等。Tie可將兩個(gè)區(qū)域綁定在一起，網(wǎng)格劃分不連續(xù)時(shí)也可使用這一功能。
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二、結(jié)構(gòu)彈塑性時(shí)程分析
（1）ABAQUS 結(jié)構(gòu)工程實(shí)例建模教程（大連理工大學(xué)工程抗震研究所）
（2）陸新征《建筑抗震彈塑性分析：原理、模型與在ABAQUS，MSC.MARC和SAP2000上的實(shí)踐》
（3）徐珂《ABAQUS建筑結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用》
（4）上海現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)有限公司技術(shù)中心《動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》
（5）張瑾《動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的理解與應(yīng)用》
三、巖土工程
（1）王金昌《ABAQUS在土木工程中的應(yīng)用》
（2）朱以文《ABAQUS與巖土工程分析》
（3）費(fèi)康《ABAQUS巖土工程實(shí)例詳解》
四、Python與ABAQUS
（1）曹金鳳《Python語(yǔ)言在Abaqus中的應(yīng)用》
（2）蘇景鶴《ABAQUS Python二次開(kāi)發(fā)攻略》
五、理論與操作也可看：
（1）石亦平《ABAQUS有限元分析實(shí)例詳解》
（2）曹金鳳《ABAQUS有限元分析常見(jiàn)問(wèn)題解答》
（3）莊茁《ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例》
ABAQUS在土木仿真學(xué)習(xí)中用到的學(xué)習(xí)資料，可以去我上傳的文檔里下載，資料較全。
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ABAQUS軟件廣泛應(yīng)用于巖土工程有其技術(shù)方面的必然性。概括起來(lái)，ABAQUS的優(yōu)勢(shì)可以歸納為如下幾個(gè)方面：
（1）合理的材料本構(gòu)模型是進(jìn)行正確分析的關(guān)鍵因素，ABAQUS提供了眾多的巖土材料本構(gòu)模型，能夠真實(shí)地反映土體性狀，如土體的剪脹性、屈服性等，適用于從黏土、砂土到巖石的各種巖土材料。ABAQUS擁有摩爾庫(kù)侖模型、Cam-Clay模型、Druker-Prager模型等模型，其中Cam-Clay模型是目前很多有限元軟件沒(méi)有提供的。另外，ABAQUS提供了開(kāi)放、靈活的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)自定義子程序用戶(hù)可以建立特定的模型、實(shí)現(xiàn)特定的功能。
（2）土體是典型的三相體，其有效應(yīng)力對(duì)土體的強(qiáng)度及變形影響較大。ABAQUS中的孔壓?jiǎn)卧蛇M(jìn)行土體的固結(jié)、滲透分析，以滿(mǎn)足這一需求。ABAQUS中的Soil分析步，不僅提供了流固耦合的穩(wěn)態(tài)滲流、瞬態(tài)固結(jié)的功能，而且提供了針對(duì)非飽和土的分析功能。
（3）ABAQUS提供了Geostatic分析步，可準(zhǔn)確、靈活得建立濕土（考慮靜水壓力的影響）和干土（不考慮靜水壓力的影響）初始應(yīng)力狀態(tài)。
（4）ABAQUS強(qiáng)大的接觸功能，可正確模擬土體與結(jié)構(gòu)之間的脫開(kāi)、滑移等現(xiàn)象。
（5）巖土工程往往涉及到復(fù)雜的邊界、載荷條件，因此軟件必須具有處理復(fù)雜工況的能力。ABAQUS提供了方便的單元生死功能，用于模擬建筑結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程；還提供了無(wú)限元，以模擬地基無(wú)窮遠(yuǎn)處的邊界條件。
綜合以上特點(diǎn)，ABAQUS可處理巖土工程的大部分問(wèn)題，在該領(lǐng)域具有優(yōu)秀的適用性。
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ABAQUS軟件廣泛應(yīng)用于巖土工程有其技術(shù)方面的必然性。概括起來(lái)，ABAQUS的優(yōu)勢(shì)可以歸納為如下幾個(gè)方面：
（1）合理的材料本構(gòu)模型是進(jìn)行正確分析的關(guān)鍵因素，ABAQUS提供了眾多的巖土材料本構(gòu)模型，能夠真實(shí)地反映土體性狀，如土體的剪脹性、屈服性等，適用于從黏土、砂土到巖石的各種巖土材料。ABAQUS擁有摩爾庫(kù)侖模型、Cam-Clay模型、Druker-Prager模型等模型，其中Cam-Clay模型是目前很多有限元軟件沒(méi)有提供的。另外，ABAQUS提供了開(kāi)放、靈活的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)自定義子程序用戶(hù)可以建立特定的模型、實(shí)現(xiàn)特定的功能。
（2）土體是典型的三相體，其有效應(yīng)力對(duì)土體的強(qiáng)度及變形影響較大。ABAQUS中的孔壓?jiǎn)卧蛇M(jìn)行土體的固結(jié)、滲透分析，以滿(mǎn)足這一需求。ABAQUS中的Soil分析步，不僅提供了流固耦合的穩(wěn)態(tài)滲流、瞬態(tài)固結(jié)的功能，而且提供了針對(duì)非飽和土的分析功能。
（3）ABAQUS提供了Geostatic分析步，可準(zhǔn)確、靈活得建立濕土（考慮靜水壓力的影響）和干土（不考慮靜水壓力的影響）初始應(yīng)力狀態(tài)。
（4）ABAQUS強(qiáng)大的接觸功能，可正確模擬土體與結(jié)構(gòu)之間的脫開(kāi)、滑移等現(xiàn)象。
（5）巖土工程往往涉及到復(fù)雜的邊界、載荷條件，因此軟件必須具有處理復(fù)雜工況的能力。ABAQUS提供了方便的單元生死功能，用于模擬建筑結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程；還提供了無(wú)限元，以模擬地基無(wú)窮遠(yuǎn)處的邊界條件。
綜合以上特點(diǎn)，ABAQUS可處理巖土工程的大部分問(wèn)題，在該領(lǐng)域具有優(yōu)秀的適用性。
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ABAQUS系列講座——混凝土塑性損傷模型
ABAQUS系列講座——混凝土塑性損傷模型
第一節(jié)：ABAQUS CDP模型基礎(chǔ)篇
混凝土材料在工程結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用，而仿真設(shè)計(jì)的發(fā)源領(lǐng)域，也少不了對(duì)其力學(xué)模型的摸索。ABAQUS作為非線性有限元領(lǐng)域大亨，自然也不會(huì)錯(cuò)過(guò)這個(gè)蛋糕，提供了ABAQUS 混凝土塑性損傷模型CDP。
ABAQUS CDP具有以下特征：
1）各向同性彈性損傷；
2）拉壓異性；
3）適合低圍壓條件下的單調(diào)/循環(huán)/動(dòng)力荷載；
4）應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，具有材料剛度恢復(fù)特性；
5）屈服非關(guān)聯(lián)，且多硬化塑性；
6）材料參數(shù)可設(shè)置率相關(guān)；
7）具有粘性特征，保證仿真收斂性；
8）僅適合各向同性線彈性模型。
第二節(jié)：CDP模型參數(shù)獲取
繼續(xù)上節(jié)課的內(nèi)容，本節(jié)主要介紹了ABAQUS CDP模型材料參數(shù)的獲取和計(jì)算方法，大多是基于星哥個(gè)人的理解與經(jīng)驗(yàn)，如果存在疏漏，還請(qǐng)不吝賜教！謝謝各位！
介紹混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線獲取來(lái)源；
混凝土材料參數(shù)測(cè)試的數(shù)據(jù)提取；
闡述了混凝土強(qiáng)度定義、分類(lèi)與選擇；
采用GB50010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算拉壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線；
介紹損傷參數(shù)來(lái)源；
介紹能量損失原理計(jì)算損傷數(shù)值的方法；
介紹比例應(yīng)變法【Birtel】計(jì)算損傷數(shù)值的方法；
簡(jiǎn)要描述了POLARIS-CDP插件的界面與輸出。
第三節(jié)：POLARIS-CDP插件
第四節(jié)：鋼筋混凝土梁案例講解
視頻中的案例源自《ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解》第四章，而建模過(guò)程和書(shū)中的建模過(guò)程存在一定差異。視頻包含前、后處理兩部分，其中前處理描述了幾何模型建立、鋼筋的裝配與組合、材料定義、分析類(lèi)型選擇、約束定義、邊界條件的施加以及網(wǎng)格劃分相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)；后處理則講述云圖效果的切換、歷程數(shù)據(jù)的提取、動(dòng)畫(huà)輸出等技巧。
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本書(shū)（.PDF版）目錄為：
第1章 工程分析價(jià)值和Abaqus能力 11
1．1 機(jī)械電子產(chǎn)品概述 11
1．1．1 機(jī)電產(chǎn)品組件 11
1．1．2 機(jī)電組件制造工藝 12
1．2 工程分析(CAE)價(jià)值和能力 13
1．2．1 工程分析價(jià)值 13
1．2．2 工程分析能力 13
1．3 工程分析軟件Abaqus概述 14
1．3．1 Abaqus概述 14
1．3．2 Abaqus分析模塊 14
1．4 Abaqus使用環(huán)境 17
1．4．1 Abaqus主窗口 17
1．4．2 Abaqus/CAE功能模塊 20
1．4．3 Abaqus文件類(lèi)型 21
1．5 Abaqus幫助指南 22
1．5．1 幫助指南使用 23
1．5．2 幫助指南內(nèi)容 23
1．6 Abaqus新版功能 25
1．6．1 Abaqus 6．12新功能 25
1．6．2 Abaqus 6．13新功能 26
1．7 本書(shū)章節(jié)布局 26
1．8 本章小結(jié) 27
第2章 Abaqus快速入門(mén) 28
2．1 Abaqus通用標(biāo)準(zhǔn)操作流程 28
2．2 Abaqus/CAE模型數(shù)據(jù)組織 28
2．3 創(chuàng)建部件(Part) 29
2．3．1 Abaqus/CAE創(chuàng)建幾何模型 29
2．3．2 導(dǎo)入第三方CAD幾何模型 30
2．3．3 使用腳本語(yǔ)言創(chuàng)建幾何模型
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