abaqus矩陣類型的案例
?abaqus提取單元的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣
abaqus提取單元的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣：
*Output, history, variable=PRESELECT,
*File Format,ASCII
*Element Matrix Output,Elset=Beam-1.Set-2,
File Name=shuchu,Frequency=1,Output File=User Defined,Stiffness=Yes
*End Step
*Step
*Matrix generate，stiffness
*End Step
Abaqus一鍵輸出剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的插件EMM ￥20
=======概述=======
EMM(Export Matlab Matrix)是集成在ABAQUS/CAE中的一個插件，能夠一鍵輸出Abaqus模型的單元及全局剛度、質(zhì)量、載荷矩陣，并自動轉(zhuǎn)換為MATLAB矩陣。
Abaqus可以輸出剛度、質(zhì)量等單元或者全局矩陣。但需要手動添加關(guān)鍵詞，較為麻煩，且輸出的.mtx矩陣格式比較亂，不易閱讀。
本工具能一鍵實現(xiàn)以下功能：
1. 輸出Abaqus模型的剛度、質(zhì)量、載荷矩陣到.mtx，包括單元和全局的；
2. 將上述矩陣轉(zhuǎn)換為MATLAB的.mat文件；
3. 用Matlab打開上述.mat文件。
如果用戶有任何問題或者需要合作，歡迎聯(lián)系我們。email: SnowWave02@qq.com
=======使用過程=======
打開Abaqus模型，切換到Job模塊，在Abaqus菜單欄的Plug-ins里看到iSolver插件的菜單。
點擊iSolver->Export Matlab Matrix…，彈出EMM界面。
勾選需要輸出的矩陣和Set，點擊EMM界面右側(cè)的Submit后將提交Abaqus計算，計算完畢得到如下類似矩陣。
=====演示視頻======
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11343
=====下載======
用到的模型
Job-Cabin-T.rar
用戶手冊
Export Matlab Matrix工具說明(SnowWave02 20191217).pdf
EMM插件
展開 ABAQUS 剛度矩陣 ￥1000
我有個abaqus的問題，你們幫幫我出出主意。 是這樣的：
1，TestElement.py 是編寫的測試代碼，可輸出8結(jié)點線性單元的剛度矩陣。
2，abaqus文件Job-testing.inp ，運行可以輸出單元剛度矩陣。
問題是：他們的結(jié)點坐標(biāo)/排序，材料參數(shù)都一致， 但得到的剛度矩陣就不一樣。
需要：代碼輸出的剛度矩陣與abaqus得到的剛度矩陣一致或者基本一致。
TransferMatrix：導(dǎo)出Abaqus剛度矩陣
本期給大家推薦一款由木木自研的小工具：TransferMatrix，主要用于導(dǎo)出 Abaqus 中各種剛度矩陣，方便和自研的程序進(jìn)行實時對比，基于 Pyside6 搭建的軟件界面，用戶僅需導(dǎo)入 inp 文件，就可以自動調(diào)用電腦內(nèi)的 Abaqus 進(jìn)行計算分析，不受限于 Abaqus 版本，可以導(dǎo)出：
單元剛度矩陣
單元質(zhì)量矩陣
單元分布節(jié)點荷載列陣
整體剛度矩陣
整體質(zhì)量矩陣
可選是否導(dǎo)出后打開 Matlab ，并保存為 mat 文件
默認(rèn)保存的格式為 csv，用戶可以直接在TransferMatrix 中查看
可選是否保存整體剛度/質(zhì)量矩陣為稀疏矩陣/全矩陣形式
軟件界面見下圖：
若勾選導(dǎo)出后打開matlab，可直接查看：
軟件實現(xiàn)原理
使用注意事項
軟件啟動速度較慢，需要有點耐心，鄙人對于 PySide 的打包技術(shù)認(rèn)識有限
若 inp 文件內(nèi)沒有密度參數(shù)，是不能導(dǎo)出質(zhì)量矩陣的，建議在動力類型的分析步中進(jìn)行導(dǎo)出質(zhì)量矩陣
非協(xié)調(diào)單元和雜交單元只能輸出質(zhì)量矩陣
在輸出載荷列陣時，Abaqus 產(chǎn)生的是單元節(jié)點的分布載荷，如果沒有這中載荷類型，也是無法導(dǎo)出的
建議再導(dǎo)入 inp 文件之前，確保這個文件能在 Abaqus 上跑通，本軟件只是負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換剛度矩陣
不支持在TransferMatrix 中查看整體剛度/質(zhì)量矩陣，因為一般情況下全局矩陣尺寸很大，可選擇導(dǎo)出至 Matlab 中進(jìn)行查看
如果出現(xiàn)風(fēng)險提示，請選擇信任：
軟件同級目錄放置的config.json文件，里面配置的是本地的 abaqus.bat 和 matlab.exe 目錄，建議用 everything 工具搜索出這兩個的安裝位置，復(fù)制進(jìn)去即可。
展開 
【ABAQUS模態(tài)動力學(xué)】Composite&abaqus 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析&輸出單元剛度矩陣
劃分網(wǎng)格
定義邊界條件
5.2 預(yù)應(yīng)力模態(tài)
預(yù)應(yīng)力模態(tài)，按我的理解就是，假設(shè)t=0時，結(jié)構(gòu)的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣為M0,K0；t=t1時，結(jié)構(gòu)（分析對象）收到外部激勵的作用，使得結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，質(zhì)量矩陣發(fā)生改變，結(jié)構(gòu)的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣為M1,K1；t=t2時，開始進(jìn)行特征值提取，此時求解的是t1狀態(tài)的結(jié)果。
從上面這個理解出發(fā)，ABAQUS預(yù)應(yīng)力模態(tài)只要在frequency分析步之前進(jìn)行General,Static分析步,打開NLGeom選項(分析過程中剛度矩陣會不斷變化)。
提取單元剛度矩陣：
【ABAQUS 二次開發(fā)筆記】輸出單元剛度矩陣 - hayden_william - 博客園
以上均為我的一點理解，不一定完全正確，本文僅作為個人學(xué)習(xí)記錄之用，其他概不負(fù)責(zé)。
展開 Abaqus 輸出矩陣的方法
在比較深入的CAE分析過程中，我們可能會關(guān)注模型中某些部分的剛度分布情況，因此需要提取剛度矩陣參數(shù)，因為使用相對較少，目前的Abaqus前處理模塊CAE中還無法直接實現(xiàn)該設(shè)置，因此需要對其inp文件進(jìn)行局部修改來定義。
Abaqusn輸出剛度矩陣主要分為兩大類，一類是輸出某一部分的單元的剛度矩陣，一類是輸出整體模型的剛度矩陣（可含單元、彈簧、質(zhì)量、阻尼、力等）。
下面我們分別對這兩中情況分別討論：
1、輸出單元矩陣
輸出單元剛度矩陣的方式相對容易理解，當(dāng)然你也可以從自帶的英文幫助中需找答案，你只需要在inp文件中添加下述關(guān)鍵字即可：
*File Format,ASCII
*Element Matrix Output,Elset=xxx,
File Name=xxx,Frequency=1,Output File=User Defined,Stiffness=Yes
其中第一行的目的是將軟件默認(rèn)生成的二進(jìn)制文件轉(zhuǎn)化為ASCII格式文件，以方便直接查看和讀取避免亂碼。Elset后面的xxx對應(yīng)的是之前已經(jīng)定義好的單元集的名稱，也就是你想要獲取的那部分單元。File Name后面的xxx是abaqus計算后所提取出的單元矩陣所保存的文件名稱，后綴為.mtx ，也就是說最終在工作目錄中會生成一個xxx.mtx的文件，可以通過記事打開的剛度矩陣文件。
展開 abaqus單元類型
殼法線還定義了施加在單元上正壓力載荷的方向，并可以在ABAQUS/Post中畫出； 殼單元利用材料方向局部化到每個單元。在大位移分析中，局部材料軸隨單元而轉(zhuǎn)動。*ORIENTATION被用來定義非默認(rèn)的局部坐標(biāo)系統(tǒng)。單元的變量，如應(yīng)力和應(yīng)變，在局部方向輸出； *TRANSFORM定義節(jié)點的局部坐標(biāo)系，集中載荷和邊界條件被應(yīng)用在局部坐標(biāo)系中。所用節(jié)點的輸出，如位移，也默認(rèn)為基于局部的坐標(biāo)系； 矢量圖可以使模擬結(jié)果可視化，特別是用來觀察結(jié)構(gòu)的運動和載荷路徑。
ABAQUS 單元類型和選型規(guī)則
三節(jié)點單元和四節(jié)點減縮積分單元均只有一個積分點，因此查詢單元應(yīng)力時，只有一個應(yīng)力數(shù)值；其它單元類型均有N 個積分點，也就會獲得N 個單元數(shù)值。
為了方便ABAQUS 的初學(xué)者，下面對ABAQUS單元類型選型規(guī)則匯總為如下表格
ABAQUS單元類型和選擇規(guī)則.png
ABAQUS中七大約束類型
1.tie -綁定約束：作用是將模型的兩部分區(qū)域綁定在一起，二者之間不發(fā)生相對運動，相當(dāng) 于焊在一起。
2.rigid body--剛體約束--使一個模型區(qū)域剛體化，這個區(qū)域可以是一系列節(jié)點，單元等 ，剛體域內(nèi)節(jié)點，單元不發(fā)生相對運動，跟隨指定的參考點發(fā)生剛體位移。
3.display body--顯示體約束 不參與分析，不劃分網(wǎng)格。和剛體約束一樣，可整體發(fā)生剛性位移。
4 耦合約束--coupling 和控制點配合使用，可分為運動耦合和分布耦合，運動耦合指約束區(qū)域內(nèi)的耦合節(jié)點相對于控制點的剛體運動；分布耦合主要是通過控制點給約束區(qū)域內(nèi)的耦合節(jié)點傳遞力或力矩。
Abaqus非協(xié)調(diào)模式單元類型簡介
Abaqus中的非協(xié)調(diào)模式單元和MSC.NASTRAN中的4節(jié)點四面體和8節(jié)點六面體單元很相似，所以計算結(jié)果頁很一致。
非協(xié)調(diào)模式單元具有如下優(yōu)點：
（1）克服了剪切自鎖問題，在單元扭曲比較小的情況下，得到的位移和應(yīng)力結(jié)果很精確。
（2）在彎曲問題中，在厚度方向上只需很少的單元，就可以得到與二次單元相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果，而計算成本明顯降低。
（3）單元交界不會重疊或開洞，因此很容易擴展到非線性、有限應(yīng)變的位移。
但是使用這種單元的時候需要注意，如果所關(guān)心的部位單元扭曲比較大，尤其出現(xiàn)交錯扭曲時分析精度會降低。
請注意非協(xié)調(diào)模式和減縮積分單元，兩個只能選擇其一，不能同時選擇。但是同時選擇雜交單元（hybrid）。
轉(zhuǎn)自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_b377d7f70102vew6.html
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實現(xiàn)方式研究系列6：General梁單元剛度矩陣 ￥1
一方面我們查閱Abaqus軟件手冊得到修正方法的說明，另一方面我們自己編程實現(xiàn)簡單的結(jié)構(gòu)有限元求解器，通過自研求解器和Abaqus的結(jié)果比較結(jié)合理論手冊如同管中窺豹一般來研究Abaqus的修正方法，從而猜測商用有限元軟件的內(nèi)部計算方法。在研究的同時，準(zhǔn)備將自己的研究成果記錄下來寫成一個系列文章，希望對那些不僅僅滿足使用軟件，而想了解軟件內(nèi)部實現(xiàn)方法甚至是做自己的軟件的朋友有些幫助。由于水平有限，里面可能有許多錯誤，歡迎交流討論。
==第六篇：General梁單元的剛度矩陣==
相對殼來說，在實際應(yīng)用過程中，商業(yè)軟件對梁的修正方式相對較少，如果自己編程序，采用這些修正方式可以得到和商業(yè)軟件完全一致的剛度矩陣，如果剛度矩陣完全一致，那么對任何的算例都可以得到和商業(yè)軟件完全一致的結(jié)果了。
實際的梁都是有截面形狀的，商用軟件分析時都采用兩步走的形式：
（1） 第一步：通過這些截面形狀類型和參數(shù)得到構(gòu)建梁單元所需的基本截面屬性參數(shù)，譬如矩形面積=長*寬等。
（2） 第二步：利用上面得到的截面屬性參數(shù)組成梁單元的剛度矩陣。
相對應(yīng)的，一般商用軟件的梁都有兩類：
（1） 一類是已知截面屬性參數(shù)的General梁，在Abaqus中創(chuàng)建梁時選擇General就是General梁。
（2） 另一類是已知截面形狀類型和幾何尺寸的Geometry梁，在Abaqus創(chuàng)建梁截面時選擇除General外的其它選項都是Geometry梁。
本篇先討論General梁單元的剛度矩陣的基本理論和Abaqus的修正方式，Geometry梁的計算方法只是比第一類梁多了一步怎么從截面幾何參數(shù)得到截面屬性參數(shù)，當(dāng)然針對不同形狀類型，Abaqus也做了許多的修正，將放到下一篇中討論。
展開 
Abaqus文件類型匯總
Abaqus在求解不同問題時可能會產(chǎn)生不同的文件類型，有些文件計算完成后仍然保存著，有些文件計算完成后就會自動刪除，有些在計算過程中就刪除，不同的文件扮演著不同的角色，認(rèn)識這些文件可幫助我們更加了解Abaqus的文件系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，下面就對每個文件進(jìn)行簡單的介紹：
1. model_database_name.cae
模型文件，包含所有模型信息，也包含在CAE界面編輯的關(guān)鍵字。可直接打開后提交計算；
2. model_database_name.jnl
日志文件，包含用于復(fù)制已存儲模型數(shù)據(jù)庫的ABAQUS/CAE命令，*.cae和 *.jnl構(gòu)成支持CAE的兩個重要文件，要保證在CAE下打開一個項目，這兩個文件必須同時存在；
3. job_name.inp
輸入文件，專門用于Abaqus求解的文件。由abaqus Command支持計算起始文件，它也可由CAE打開。通常用于批處理求解及個別參數(shù)修改；
4. job_name.dat
數(shù)據(jù)文件：文本輸出信息，記錄分析、數(shù)據(jù)檢查、參數(shù)檢查等信息。ABAQUS/Explicit的分析結(jié)果不會寫入這個文件；
5. job_name.sta
狀態(tài)文件：包含分析過程信息，時間增量、時間步等；
6. job_name.msg
是計算過程的詳細(xì)記錄，分析計算中的平衡迭代次數(shù)，計算時間， 警告信息，等等可由此文件獲得；
7. job_name.res
重啟動文件，用于不同類型的重啟動計算，以及隱式和顯式聯(lián)合求解問題；
8. job_name.odb
輸出數(shù)據(jù)庫文件，即結(jié)果文件，需要由Visuliazation打開，提取云圖、曲線、動畫等；
9.
展開 abaqus文件類型簡介
1. abaqus.rpy
記錄一次操作中幾乎所有的ABAQUS/CAE命令
2. model_database_name.cae
模型信息、分析任務(wù)等
3. model_database_name.jnl
日志文件：包含用于復(fù)制已存儲模型數(shù)據(jù)庫的ABAQUS/CAE命令
4. model_database_name.rec
包含用于恢復(fù)內(nèi)存中模型數(shù)據(jù)庫的ABAQUS/CAE命令
5. job_name.inp
輸入文件
6. job_name.odb
輸出數(shù)據(jù)庫文件
7. job_name.lck
阻止并發(fā)寫入輸出數(shù)據(jù)庫，關(guān)閉輸出數(shù)據(jù)庫則自行刪除
8. job_name.res
重啟動文件，用STEP模塊定義
9. job_name.dat
數(shù)據(jù)文件：文本輸出信息
10.job_name.msg
包含診斷信息，用STEP模塊定義
11.job_name.sta
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實現(xiàn)方式研究系列22： 幾何非線性的剛度矩陣求解
我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實現(xiàn)方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數(shù)學(xué)上其實并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機會。
自主結(jié)構(gòu)有限元求解器iSolver介紹視頻：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
==第22篇：幾何非線性的剛度矩陣求解==
幾何非線性在界面上是很容易設(shè)置的，但商軟內(nèi)部的處理相當(dāng)復(fù)雜，我們從最基本的剛度矩陣的求解出發(fā)，看看在幾何非線性設(shè)置后，剛度矩陣具體是怎么實現(xiàn)的。本文首先介紹幾何非線性下的剛度矩陣的理論推導(dǎo)和計算機求解方法，說明理想的求解方式的困難點和猜測Abaqus內(nèi)部的解決方法。最后利用一個簡單的算例通過對比iSolver和Abaqus的結(jié)果，部分驗證我們對Abaqus幾何非線性的剛度矩陣的實現(xiàn)方式的猜測。
1.1 幾何非線性的剛度矩陣推導(dǎo)理論
在前面17章：幾何非線性的物理含義中，我們提到如果是非線性系統(tǒng)，應(yīng)變能W隨t的變化就是個非線性過程。每個時刻點可以求出一個斜率，這個斜率最終會形成當(dāng)前時刻點的剛度矩陣。
求導(dǎo)后得到的剛度K：
也就是剛度矩陣將分為兩塊：
（1） 上式的前面一部分稱為材料剛度陣，依然是以前的BDB形式，只不過B換成了當(dāng)前時刻的應(yīng)變位移矩陣
（2） 后面新增項一般稱為幾何剛度陣，在Abaqus中稱為初始應(yīng)力矩陣（initial stress stiffness）。
展開 Abaqus中接觸問題中單元類型的選擇
備注：具體內(nèi)容請參閱莊茁的《基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用》，第12章--接觸
