有限元分析軟件ABAQUS基礎應用的案例
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 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
（原創，歡迎轉載，轉載請說明出處）
1 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，通過
（1） 基礎理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結合的方式將復雜繁瑣的結構有限元理論通過簡單直觀的方式展現出來，同時深層次的學習有限元理論和商業軟件的內部實現原理。
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。
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大家好，我司有限元科技CAE培訓中心將于2017年8月17-19日在深圳高新園舉行Abaqus基礎培訓課程。有興趣的朋友請加QQ1796546221詳聊，或者致電137 2345 1508咨詢。
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《MSC.Nastran有限元分析理論基礎與應用》
16.7 線性屈曲例題
16.8 弧長法
16.9 后屈曲
第十七章 熱傳導分析
17.1 材料熱性質
17.2 熱載荷和熱邊界條件
17.3 有限元模型
17.4 熱分析
17.5 后處理
17.6 例題
主要參考文獻
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 高分子成型有限元分析軟件的理論基礎（英文）
如題
有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列43：聲學分析(2)-邊界元
（原創，歡迎轉載，轉載請說明出處）
1 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，通過
（1） 基礎理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結合的方式將復雜繁瑣的結構有限元理論通過簡單直觀的方式展現出來，同時深層次的學習有限元理論和商業軟件的內部實現原理。
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。
展開 有限元分析及其基本分析步驟 附有限元分析基礎教程曾攀下載
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結果處理與顯示
進入有限元分析的后處理部分，對計算出來的結果進行加工處理，并以各種形式將計算結果顯示出。
不同教材對有限元法步驟劃分有所不同，但其基本內容及原理是一致的，感興趣的朋友繼續深度研究哦~
下載地址：有限元分析基礎教程曾攀
有限元分析：零基礎如何學習abaqus？ 附abaqus從入門到精通下載
1、最新版本軟件+與軟件版本匹配的教學資料，最大程度降低不必要的學習障礙
2、優秀的講師會介紹有限元是什么，有限元分析基本類型與流程，構建宏觀的框架概念，不迷茫
3、介紹各種學習資料的使用方法，包括最重要的學習資料——幫助文檔
4、最重要的一點——任何疑問，現場解決
雖然大部分人可能無法擁有官方講師一對一教學這樣的學習資源，但在學習過程中，上面四點內容非常有參考價值。
下面介紹推薦的學習方法。
2.1 由淺入深，循序漸進
學習全新的知識從來不是一件容易的事情，但如果從下圖中自己熟悉圈，逐漸向了解圈擴展，去學習那些聽說過、了解一點的知識會更容易接受，不會有學習全新知識的那種陌生感；當了解圈的知識變成熟悉圈的知識，熟悉圈擴大了，了解圈也會隨著見識而擴大；相對而言，完全陌生圈就變小了。
熟悉的知識相當于錨點，會讓你有踏實的感覺。
學習有限元軟件也是如此，最重要的是先形成一個錨點，然后由淺入深，循序漸進地學習新知識。
三個知識圈
2.2 門門通不如一門精
《天龍八部》里慕容復以武功博學而著稱于世，但在喬峰的降龍十八掌面前就是個笑話。什么都懂翻譯一下就是什么不精，門門通不如一門精，如果過了35歲還是一門都不精，可能離失業不遠了。
Abaqus從1978年發布第一版，到2021年已經43年，支持強度分析、NVH、流固耦合、顯式沖擊、爆炸等等分析類型，功能非常豐富，非常強大，精通任何一塊即可借此立足。
初學Abaqus時建議從最簡單的靜強度分析開始，從教材或者視頻教程中找到簡單的線性靜力學分析模型，徹底吃透，經過下面幾個步驟就基本吃透一個學習模型了。
展開 Abaqus非線性有限元軟件在汽車塑料油箱設計中的應用
Abaqus非線性有限元軟件在汽車塑料油箱設計中的應用.pdf
Abaqus非線性有限元軟件在汽車塑料油箱設計中的應用
Abaqus非線性有限元軟件在汽車塑料油箱設計中的應用.pdf
有限元分析軟件 ANSYS ASAS在近海結構里的應用
ASAS是完全集成模塊的近海結構有限元方法，主要用于滿足近海結構和艦船工程師的特殊需要。ASAS具有強大的解決大規模工程問題的能力，包括線性和非線性分析。專門的集成模塊大大提高了ASAS的性能，可以對特定的問題提供全面的求解。
ASAS-OFFSHORE用于近海平臺套管/甲板以及其它相關結構的全面評估。ASAS(NL)用于包含耦合波－結構相互作用的非線性有限元分析。ASAS-SUPERPACK用于通常目的的有限元模擬和分析。
可以通過MS-EXCEL、Mathcad或其它用戶程序訪問集成結果數據庫，并提供大量對梁、加強板或混凝土的編碼檢查，使得ASAS卓越超群。
主要特色
· 全面的近海結構分析能力
· 用于結果存儲和調用的集成數據庫
· MS-EXCEL和Mathcad接口
· 規則/不規則波的耦合波－結構相互作用
· ASAS-VISUALIZER
· 性能－64GB ASAS(L), 8GB ASAS(NL)
· 來自AQWA 的壓力/運動載荷傳遞
· 集成的加強板&混凝土評估
全面的近海結構分析能力
ASAS為海洋結構工程師提供了廣泛的分析功能。30年來 ASAS-OFFSHORE提供了套管設計的最重要的方法，包含了波載荷、分析、代碼檢查、疲勞和耦合在一起的土壤－樁－結構的相互作用。ASAS求解器還和FEMGV集成在一起提供包含建模和后處理的強大的有限元分析工具。ASAS(NL)的非線性功能也適用于近海平臺和通用的有限元分析。
用戶結果集成數據庫
ASAS 14版本于2003年發布。這一版本的主要特點是提供了跨所有模塊的通用數據庫，允許后處理器能夠從ASAS(L) 或 ASAS(NL)以及其它的后處理器獲取所有結果。
展開 有限元基礎系列（一）---有限元分析概念
有限元分析概念
有限元法：
把求解區域看作由許多小的在節點處相互連接的單元（子域）所構成，其模型給出基本方程的分片（子域）近似解，由于單元（子域）可以被分割成各種形狀和大小不同的尺寸，所以它能很好地 適應復雜的幾何形狀、復雜的材料特性和復雜的邊界條件有限元模型：它是真實系統理想化的數學抽象。由一些簡單形狀的單元組成，單元之間通過節點連接，并承受一定載荷。
有限元分析：
是利用數學近似的方法對真實物理系統（幾何和載荷工況）進行模擬。并利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。
線彈性有限元是以理想彈性體為研究對象的，所考慮的變形建立在小變形假設的基礎上。在這類問題中，材料的應力與應變呈線性關系，滿足廣義胡克定律；應力與應變也是線性關系，線彈性問題可歸結為求解線性方程問題，所以只需要較少的計算時間。如果采用高效的代數方程組求解方法，也有助于降低有限元分析的時間。
線彈性有限元一般包括線彈性靜力學分析與線彈性動力學分析兩方面。
非線性問題與線彈性問題的區別：
1）非線性問題的方程是非線性的，一般需要迭代求解；
2）非線性問題不能采用疊加原理；
3）非線性問題不總有一致解，有時甚至沒有解。
有限元求解非線性問題可分為以下三類：
1）材料非線性問題
材料的應力和應變是非線性的，但應力與應變卻很微小，此時應變與位移呈線性關系，這類問題屬于材料的非線性問題。由于從理論上還不能提供能普遍接受的本構關系，所以，一般材料的應力與應變之間的非線性關系要基于試驗數據，有時非線性材料特性可 用數學模型進行模擬，盡管這些模型總有他們的局限性。在工程實 際中較為重要的材料非線性問題有：非線性彈性（包括分段線彈性)、彈塑性、粘塑性及蠕變等。
2）幾何非線性問題
幾何非線性問題是由于位移之間存在非線性關系引起的。
展開 有限元軟件RADIOSS在汽車側碰仿真分析與應用
鑒于以上法律法規和NCAP的要求，針對側面碰撞，一般可采用商業有限元分析軟件包RADIOSS、LS-DYNA、PAM-CRASH等進行相關仿真求解。
2、多域求解的原理
商業有限元軟件通常采用顯示有限元方法來求解汽車碰撞的大變形非線性問題，而顯示時間積分求解就涉及到時間步長問題，只有時間步長小于臨界時間步長時，計算結果才能穩定。臨界時間步長求解公式如下：
其中c為在材質中的傳播速度，l為單元的特征長度。材料波速c是與材料的楊氏模量E，泊松比ν和質量密度ρ的函數，而不同維數的單元，其特征長度受實際單元尺寸大小影響。而汽車常用金屬材料鋼和鋁，其傳播速度為5000m/s左右，故若時間步長為1us，則單元的特征長度為5mm。由此可知，單元尺寸越小，其時間步長也越小，故而在有限的計算資源條件下，所花費的計算時間也就越多。通常在汽車碰撞仿真計算中，需要合理控制模型中最小的單元尺寸，減少相應的質量增加，才能在較短時間內提供正確的計算結果，滿足工作需求。
在側碰中門開啟影響因素中，除了受到車身側圍結構變形影響之外，門鎖系統結構強度和空間布置等也影響著門體開啟。故對于門鎖結構建模就需要細化和詳細，有別于車身結構的單元尺寸，如圖1所示的某款車型的門鎖結構簡化模型和細化模型。由于門鎖細化模型單元尺寸在1mm左右，故而減小計算整車的時間步長，增加計算時間，給工程應用上帶來一定的麻煩。為此Altair在RADIOSS求解器中提供了多域求解技術來解決同一個模型涉及到時間步長不一致的問題，以滿足局部細化部件求解。其工作原理為RADIOSS分別使用各自的子域模型的時間步長求解計算獨立的子域模型，然后在主控程序（RAD2RAD）的穩定約束條件下計算各自子域模型之間相互傳遞的力和力矩，如圖2所示。
展開 有限元是什么？ 附曾攀有限元分析基礎教程下載
有限元分析的另一個優點是，你可以沿著構建和測試路線看到你看不到的東西。例如，如果你讓灰鑄鐵鑄件過載，在它突然開裂或斷裂之前，變形可能是不明顯的?，F在，如果你想讓它在某個方向變得更硬，那么很難在試驗臺架上測量如此小的撓度。通過有限元分析，撓度很容易看到，這有助于您理解載荷路徑，并以最有效的方式加固結構。
為大型組件和結構構建和測試原型非常昂貴，想象一下，在一個20米長、50噸重的高架移動式起重機上，一個試驗臺證明地震運動的可靠性要花多少錢。另一方面，有限元分析對尺寸或重量沒有限制。
塑料組件需要考慮的另一件事是，您的原型可能與您制造的組件使用不同的材料。用于大批量生產的注塑模具非常昂貴，因此您可能只能用類似的材料而不是生產材料來制造和測試您的組件。類似的塑料可以具有非常不同的機械性能，尤其是在經受高溫或低溫以及重復負載循環時。有限元分析將為您提供機會，以最小的成本快速探索不同的材料選擇。
有限元分析尤其適用于高度管控行業中以安全為重點的部件， 如壓力容器。有許多設計規范和標準要求準確計算應力， 以便對照容許應力進行檢查。AS ME規范的某些部分允許有限元分析產生的應力直接用于檢查符合要求的標準。
有限元分析只是一種工具，就像其他任何工具一樣，需要有足夠經驗的工程師來理解如何正確使用它。任何金融分析師最重要的屬性不是他們驅動軟件包的能力，而是他們作為工程師的能力。
下載地址：曾攀有限元分析基礎教程
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