abaqus有限元區別的案例
有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列13：顯式和隱式的區別 ￥1
（原創，轉載請注明出處）
==概述==
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎及在商用有限元軟件的實現方式。有限元的理論發展了幾十年已經相當成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實際應用過程中，商用CAE軟件在傳統的理論基礎上會做相應的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個主流商用軟件手冊中都會注明各個單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒有具體的實現公式。商用軟件對外就是一個黑盒子，除了開發人員，使用人員只能在黑盒子外猜測內部實現方式。
一方面我們查閱各個主流商用軟件的理論手冊并通過進行大量的資料查閱猜測內部修正方法，另一方面我們自己編程實現結構有限元求解器，通過自研求解器和商軟的結果比較來驗證我們的猜測，如同管中窺豹一般來研究的修正方法，從而猜測商用有限元軟件的內部計算方法。我們關注CAE中的結構有限元，所以主要選擇了商用結構有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內部實現方式，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學上其實并不嚴謹，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。
iSolver介紹：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
==第13篇：顯式和隱式的區別==
CAE求解方法一般有兩種，分別為顯式（Explicit）和隱式（Implicit）。顯式求解算法基于動力學方程，當前時刻的位移只與前一時刻的速度和位移相關，求解過程中無需迭代；而隱式求解基于虛功原理，一般需要進行迭代計算。
展開 [有限元原理]有限差分法與有限單元法的區別
多尺度有限元方法是由Babuska等提出的。該法在宏觀尺度上進行網格剖分，然后通過在每個單元里求解細觀尺度的方程(構造線性或者振蕩的邊界條件)來獲得基函數。從而把細觀尺度的信息反應到有限元法的基函數里，使宏觀尺度的解包含了細觀尺度的信息。但多尺度有限元方法在構造基函數時需要較大的計算量。
轉自公眾號——ABAQUS大世界
旨在分享，若侵即刪.
有限元法，有限差分法和有限體積法的區別 附有限體積法基礎文檔下載
有限差分方法(Finite Difference Method)
有限差分法是計算機數值模擬最早采用的方法，至今仍被廣泛運用。該方法將求解域劃分為差分網格，用有限個網格節點代替連續的求解域。它以Taylor級數展開等方法，把控制方程中的導數用網格節點上的函數值的差商代替進行離散，從而建立以網格節點上的值為未知數的代數方程組。這是一種直接將微分問題變為代數問題的近似數值解法，數學概念直觀，表達簡單，是發展較早且比較成熟的數值方法。
構造差分的方法有多種形式，目前主要采用的是泰勒級數展開方法。其基本的差分表達式主要有三種形式：一階向前差分、一階向后差分、一階中心差分和二階中心差分等，其中前兩種格式為一階計算精度，后兩種格式為二階計算精度。通過對時間和空間這幾種不同差分格式的組合，可以組合成不同的差分計算格式。
有限元方法(Finite Element Method)
有限元法的基礎是變分原理和加權余量法，其基本求解思想是把計算域劃分為有限個互不重疊的單元，在每個單元內，選擇一些合適的節點作為求解函數的插值點，將微分方程中的變量改寫成由各變量或其導數的節點值與所選用的插值函數組成的線性表達式，借助于變分原理或加權余量法，將微分方程離散求解。采用不同的權函數和插值函數形式，便構成不同的有限元方法。有限元方法最早應用于結構力學，后來隨著計算機的發展慢慢用于流體力學的數值模擬。
在有限元方法中，把計算域離散剖分為有限個互不重疊且相互連接的單元，在每個單元內選擇基函數，用單元基函數的線形組合來逼近單元中的真解，整個計算域上總體的基函數可以看為由每個單元基函數組成的，則整個計算域內的解可以看作是由所有單元上的近似解構成。常見的有限元計算方法是由變分法和加權余量法發展而來的里茲法和伽遼金法、最小二乘法等。
展開 abaqus有限元分析過程 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
一、有限單元法的基本原理
有限單元法（The Finite ElementMethod）簡稱有限元（FEM），它是利用電子計算機進行的一種數值分析方法。它在工程技術領域中的應用十分廣泛，幾乎所有的彈塑性結構靜力學和動力學問題都可用它求得滿意的數值結果。
有限元方法的基本思路是：化整為零，積零為整。即應用有限元法求解任意連續體時，應把連續的求解區域分割成有限個單元，并在每個單元上指定有限個結點，假設一個簡單的函數（稱插值函數）近似地表示其位移分布規律，再利用彈塑性理論中的變分原理或其他方法，建立單元結點的力和位移之間的力學特性關系，得到一組以結點位移為未知量的代數方程組，從而求解結點的位移分量. 進而利用插值函數確定單元集合體上的場函數。由位移求出應變, 由應變求出應力
二、ABAQUS有限元分析過程有限元分析過程可以分為以下幾個階段
1.建模階段:
建模階段是根據結構實際形狀和實際工況條件建立有限元分析的計算模型――有限元模型，從而為有限元數值計算提供必要的輸入數據。有限元建模的中心任務是結構離散，即劃分網格。但是還是要處理許多與之相關的工作：如結構形式處理、集合模型建立、單元特性定義、單元質量檢查、編號順序以及模型邊界條件的定義等。
2.計算階段:
計算階段的任務是完成有限元方法有關的數值計算。由于這一步運算量非常大，所以這部分工作由有限元分析軟件控制并在計算機上自動完成
3.后處理階段:
它的任務是對計算輸出的結果驚醒必要的處理，并按一定方式顯示或打印出來，以便對結構性能的好壞或設計的合理性進行評估，并作為相應的改進或優化，這是驚醒結構有限元分析的目的所在。
展開 
基于算例分析ANSYS有限元計算后處理結點解與單元解的區別
一、前言
本文以如下圖所示的懸臂梁為例，介紹ANSYS后處理中的結點解與單元解的主要區別。
懸臂梁長度為60mm，其橫截面尺寸為H*B=10mm*6mm，材料為鋼材，牌號為Q235B，其=彈性模量為200Gpa，泊松比為0.3，其端部承受集中載荷P=100N，沿梁的長度方向承受均布荷載q=1N/mm2。如下圖所示。
二、前處理
2.1創建幾何
當用戶自定義視圖時，即確定觀察模型的角度時，需要執行/VIEW命令。我們需要確定視線的方向，即從何點看向何點，此時，我們需要給定視線的方向向量，該向量的起點稱為視點，ANSYS默認為（0，0，1）向量的終點稱為目標點，該點坐標不可更改，始終為全局坐標系的原點即點（0,0,0）實際上，/VIEW命令是用來定義一個新的視點的，第1個參數WINDOW的編號（graphics window可以切割成很多個windows）默認值為1，第2,3,4個參數分別是視點的X,Y,Z坐標值，我們定義的視線方向是從點（1,1,1）看向點（0,0,0）。
2.2定義屬性
2.3網格劃分
三、加載與求解
3.1設置邊界條件
3.2施加均布載荷
3.3施加集中載荷
梁自由端施加集中荷載時，按理說應該在梁寬度中央結點處直接施加一個100N的荷載，但有時寬度中央不一定存在結點(本例只是恰好有)，比較保險的方式是把 100 N分成兩個50N，分別施加到兩個端點上，即在編號為 N1 及 N2 的結點上各施加大小為 50N 方向為-y的集中荷載。其中 NODE 為根據結點坐標值獲取對應的結點編號的 ANSYS 內置函數。根據圣維南原理，此種加載方式并不影響遠端的計算結果。
展開 CAE算例丨基于算例分析ANSYS有限元分析后處理結點解與單元解的區別
一、前言
本文以如下圖所示的懸臂梁為例，介紹ANSYS后處理中的結點解與單元解的主要區別。
懸臂梁長度為60mm，其橫截面尺寸為H*B=10mm*6mm，材料為鋼材，牌號為Q235B，其=彈性模量為200Gpa，泊松比為0.3，其端部承受集中載荷P=100N，沿梁的長度方向承受均布荷載q=1N/mm
2。
如下圖所示。
二、前處理
2.1創建幾何
當用戶自定義視圖時，即確定觀察模型的角度時，需要執行/VIEW命令。我們需要確定視線的方向，即從何點看向何點，此時，我們需要給定視線的方向向量，該向量的起點稱為視點，ANSYS默認為（0，0，1）向量的終點稱為目標點，該點坐標不可更改，始終為全局坐標系的原點即點（0,0,0）實際上，/VIEW命令是用來定義一個新的視點的，第1個參數WINDOW的編號（graphics window可以切割成很多個windows）默認值為1，第2,3,4個參數分別是視點的X,Y,Z坐標值，我們定義的視線方向是從點（1,1,1）看向點（0,0,0）。
展開 Abaqus有限元分析不收斂該怎么辦？ 附ABAQUS非線性有限元分析實例下載
下載地址：ABAQUS非線性有限元分析實例
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Abaqus接觸非線性在有限元計算分析中的應用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例下載
來源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計算分析中應用非常廣泛，特別是動態顯式的求解，只要模型中包含兩個以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設置主要在Interation模塊中完成，設置接觸的屬性時，可以設置摩擦系數，阻尼系數，損壞，失效準則等非線性參數，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機械約束方式為運動學接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對模型定義非線性接觸后得到的分析結果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例
展開 ABAQUS的直齒圓柱齒輪模態有限元分析 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
下載地址：ABAQUS有限元分析常見問題解答
有限元：關于abaqus分析不收斂的幾個解決方法 附ABAQUS有限元分析實例詳解下載
ABAQUS/Standard是一個通用分析模塊，它能求解廣泛領域的線性和非線性問題，包括靜力、動力、構件的熱和電響應。適合于模擬與振型的振動頻率相比研究響應周期較長的問題；用于具有適度非線性問題，其中非線性是平滑的。ABAQUS/Explicit 采用顯示動力學有限元格式，適用于模擬短暫、瞬時的動態事件，如：
模擬高速動力學問題，需要較少的時間增量；
適合求解沖擊，穿透等高度非線性動力響應問題；
對于包含不連續的非線性問題，一般效率高。
求解器的特點
可以分析復雜的固體力學結構力學系統，特別是能夠駕馭非常龐大復雜的問題和模擬高度非線性問題。Standard隱式算法（穩定，費用高）：當每一個求解增量步結束的時候，隱式的有限元要解一組方程組，占用資源多；增量步較大，有收斂問題。Explicit顯示方法（條件穩定，費用低）：并不需要求解方程組，通過動態方法推進增量計算；計算速度快，增量步小。
ABAQUS功能模塊
1、幾何建模Part；
2、劃分網格Mesh；
3、特性設置Property；
4、建立裝配體Assembly；
5、定義分析步Step；
6、相互作用Iteraction；
7、載荷邊界Load；
8、提交運算Job；
9、后處理Visualization
下載地址：ABAQUS有限元分析實例詳解
展開 有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列42： 聲學分析(1)-有限元
通用結構有限元CAE軟件iSolver操作視頻：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
==第42篇：聲學分析==
Abaqus雖然是結構計算軟件，但如今隨著系統的復雜，結構與其它物理場的耦合也越來越頻繁，因此，Abaqus也將自己的計算能力往其它物理場擴展，其中，熱學、流體、聲學和電磁學等都是Abaqus多物理場的擴展的典型應用。熱學主要計算熱膨脹時結構應力的變化和熱傳導等現象，本身和結構關系密切，所以Nastran、Abaqus等結構軟件都會包括熱分析功能；流體由于達索已經收購了業界兩款最好的基于最近大熱的LBM粒子算法的商業軟件PowerFlow和Xflow，可能處于產品線的發展考慮，把基于有限元方法的Abaqus/CFD模塊直接停止開發了，但保留了Abaqus中的CEL模塊，專門處理流固耦合問題；而聲學模塊主要處理聲腔內的模態分析和聲傳播問題；電磁模塊至今不涉及，在此不討論了。這幾個多物理場的擴展每一項都需要單獨的其它物理場的專業知識和結構專業的融合，也許大家都和我們一樣只熟悉結構的算法，對陌生的其它專業總覺得非常難，但其實靜下心來系統學習一下，其它專業的內容并不是想象的那么困難，結構有限元學好了，其它專業都是一通百通的。譬如下面的聲學有限元理論公式我們就可以完全按照結構有限元的流程推導。我們在實際研發CAE軟件過程中發現難的不是這些多物理場公式等的編寫，難的是如何在現有的結構CAE軟件基礎上在前后處理和求解器層面分別加入其它分析能力，同時又保持原有框架的可擴展性和易維護性，當然，拋開多物理場，就算僅研發結構CAE軟件如何在維持現有框架結構基礎上在軟件層面添加新的功能也是實際中我們需要花大力氣研究的一個關鍵點，這也是我們理解的在研發上理論上的有限元和工程上的有限元分析的最大區別。
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ABAQUS案例：CFRP加固H型鋼梁有限元模擬 ￥19.89
1.部件創建
1.1.1選擇模塊，點擊（創建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.1.2.點擊創建線，輸入如下坐標
1.1.3.點擊鼠標中鍵，輸入拉伸深度2000，得到工字鋼模型。
1.2.1點擊（創建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Shell】，【Type】選擇【Planar】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.2.2點擊創建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，1000）。點擊鼠標中鍵，得到CFRP模型。
1.3點擊（創建部件）按鈕，名稱輸入【diankuai】
【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
點擊創建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，54）點擊鼠標中鍵，點擊鼠標中鍵，拉伸深度為30.
2.材料定義與指派
2選擇模塊，定義材料屬性
2.1.1點擊創建材料，輸入材料名稱Q235.點擊【Mechanical】，再點擊【Elasticity】→【Elastic】，定義彈性模量輸入2e5，泊松比輸入0.2。
2.1.2點擊【Mechanical】，再點擊【Plasticity】→【Plastic】，定義材料塑性參數。（
展開 Abaqus有限元仿真分析在各個領域的應用與功能詳解-有限元科技內參
Abaqus是一套功能強大的工程模擬有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復雜的非線性問題。作為通用的模擬工具，Abaqus除了能解決大量結構問題，還可以模擬其他工程領域的許多問題，例如熱傳導、質量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析及壓電介質分析。
Abaqus應用領域非常廣泛：
1、汽車工業
abaqus在汽車，發動機行業以強度、模態，響應分析為主。特別是在發動機行業用得還時很廣的。
2、電子電器
針對電子領域關注的各種線性、非線性、熱力耦合、濕熱耦合、跌落、開裂等力學問題，Abaqus有針對性的提供了相應的有限元分析解決方案，Abaqus的有限元分析能力已經被各大電子生產和設計單位檢驗并得到了廣泛的認可。
3、航空航天
航空航天工業是Abaqus最重要的應用領域之一，波音、空中客車、洛克希德-馬丁等長期合作的用戶。對航空航天很多復雜和特殊的問題，如疲勞斷裂、復合材料損傷、起落架柔性機構、接觸連接、金屬塑性等，在所有的CAE軟件中，Abaqus是最有優勢的。
4、風電能源
針對風電制造領域關注的各種線性、非線性、接觸，模態等靜力，動力學等問題，作為世界上最優秀的非線性分析軟件Abaqus有針對性的提供了相應的分析解決方案。
5、石油容器
有限元軟件Abaqus已廣泛運用于各種復雜工況和問題的分析。油氣井工程所面臨的實際工況通常十分復雜，其非線性問題的求解往往依賴于Abaqus這樣的大型工程模擬軟件。
此外，Abaqus廣泛用于動力機械、生物醫療、土木建筑等行業，應用十分廣泛，是一款功能強大的非線性分析軟件。
有限元科技特開設Abaqus基礎培訓課程，詳細講解Abaqus軟件操作步驟與每一步設置的原因和原理，并與學員們分享產品仿真實例，提高學員獨立解決實際問題的能力。
展開 國產有限元軟件對標Abaqus慘遭各大有限元軟件圍攻，仿真大戰究竟誰能勝出
那么以上，就是各大有限元軟件對該問題的計算結果對比，通過對比可知，對于該問題，abaqus和simdroid給出了與其他軟件截然不同的結果，lanjieying大師認為是由于COMSOL等軟件未考慮壓力荷載引起的剛度變化。誠然，如果是考慮幾何非線性的非線性buckling分析，自然該荷載剛度是需要考慮的，那么實際上線性屈曲到底是否需要考慮這個荷載剛度呢，這或許是個值得商榷的問題。
[完]
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『轉貼』熱烈祝賀ABAQUS-CHINA與深圳市有限元科技有限公司結為ABAQUS培訓合作伙伴
熱烈祝賀ABAQUS-CHINA與深圳市有限元科技有限公司結為ABAQUS培訓合作伙伴
作者: 佚名
更新時間： 2007-7-3
來源： 本站原創
美國ABAQUS公司北京代表處6月22日消息:ABAQUS公司北京代表處與深圳市有限元科技有限公司(FEATech)日前達成共識,雙方結成ABAQUS培訓合作關系,在深圳合作成立ABAQUS-FEATech聯合培訓中心, 承擔ABAQUS的培訓任務，尤其是ABAQUS在電子行業的普及應用。
關于ABAQUS公司
ABAQUS 公司成立于1978年，總部位于美國羅德島州博塔市，是世界知名的高級有限元分析軟件公司，其主要業務為非線性有限元分析軟件ABAQUS的開發、維護及售后服務。ABAQUS軟件在技術、品質以及可靠性等方面具有非常卓越的聲譽，對于工程中各種線性和非線性問題，無論簡單還是復雜，它都能夠提供完美的解決方案，并不斷吸取最新的分析理論和計算機技術，領導著全世界非線性有限元技術的發展。ABAQUS軟件現已被全球工業界廣泛接受，并擁有世界最大的非線性力學用戶群，是國際上最先進的大型通用非線性有限元分析軟件。更多信息，請拜訪：www.abaqus.com.cn
關于深圳市有限元科技有限公司
深圳市有限元科技有限公司是專業從事工程仿真分析軟件和咨詢服務的提供商，業務包括項目咨詢、專業軟件代理和有限元技術培訓等。服務領域涉及電子電器、機械工業、汽車工業等行業。公司設在深圳，為了更好的服務廣大客戶，公司將陸續在全國各大主要城市設置業務分支機構。
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