-
（
2011
级）
题
目
：
ABAQUS
实例分析
学生姓名
XXXX
学
号
XXXXX
专
业
机械工程
学院名称
机电工程与自动化学院
指导老师
XX
年
5
月
8
日
《现代机械设计方法》课程结业论文
2013
目录
第一章
Abaqus
简介
........
..................................................
.......................................
1
一、
<
/p>
Abaqus
总体介绍
........
..................................................
............................
1
二、
<
/p>
Abaqus
基本使用方法
......
..................................................
......................
2
1.2.1 Abaqus
分析步骤
.
..................................................
..............................
2
1.2.2 Abaqus/CA
E
界面
.........................
..................................................
......
3
1.2.3 Ab
aqus/CAE
的功能模块
...............
..................................................
....
3
第二章
基于
Abaqus
的通孔端盖分析实例
............
..................................................
4
一、工作任务的明确
.............................................
................................................
6
二、具体步骤
................................................ .................................................. .......
6
2.2.1 <
/p>
启动
Abaqus/CAE
......
..................................................
.........................
4
2.2.2
导入零件
.......
..................................................
.....................................
5
2.2.3
创建材料和截面属性
............................
..............................................
6
2.2.4
定义装配件
................................
..................................................
........
7
2.2.5
定义接触和绑定约束（
tie
）
..........................................
................
1
0
2.2.6
定义分析步
......
..................................................
................................
1
4
2.2.7
< br>划分网格
................................
..................................................
......
15
2.2.8
施加载荷
.......
..................................................
...................................
1
9
2.2.9
< br>定义边界条件
..............................
..................................................
....
2
0
2.2.10
提交分析作业
........................
..................................................
........
2
1
2.2.11
后处理
.......
..................................................
.....................................
2
2
第三章
课程学习心得与作业体会
................
..................................................
......
2
3
第一章：
Abaqus
简介
一、
Abaqus
总体介绍
Abaqus
是功能强大的有限元分析软件，可以分析复杂的固体力学和结构
力
学系统，模拟非常庞大的模型，处理高度非线性问题。
Aba
qus
不但可以做单一
零件的力学和多物理场的分析，同时还可
以完成系统级的分析和研究。
Abaqus
< br>使用起来十分简便，可以很容易的为复杂问题建立模型。
Abaqus
具
备十分丰富的单元库，
可以模拟任意几何形状，
其丰富的材料模型库可以模拟大
多数典型工程材料的性能，包括
金属、橡胶、聚合物、复合材料、钢筋混泥土、
可压缩的弹性泡沫以及地质材料（例如土
壤、岩石）等。
Abaqus
主要具有以下分析功能：
1.
静态应力
/
位移分析
2.
动态分析
3.
非线性动态应力
/
位移分析
4.
粘弹性
/
粘塑性响应分析
5.
热传导分析
6.
退火成形过程分析
7.
质量扩散分析
8.
准静态分析
9.
耦合分析
10.
11.
12.
13.
14.
海洋工程结构分析
瞬态温度
/
位移耦合分析
疲劳分析
水下冲击分析
设计灵敏度分析
二、
Abaqus
基本使用方法
1.2.1 Abaqus
分析步骤
有限元分析包括以下三个步骤：
1.
前处理
（
Abaqus/CAE
）
:
在前期处理阶段需要定义物理问题的模型，
并生
成
一
个
Abaqus
< br>输
入
文
件
。
提
交
给
A
baqus/Standard
或
Abaqus/Explic
it
。
2.
分析计算（
Abaqus/Standard
< br>或
Abaqus/Explicit
）
< br>:
在分析计算阶段，
使用
Aba
qus/Standard
或
Abaqus/Explicit
求解输入文件中所定义的
数值模型，通常以后台方式运行，分析
结果保存在二进制文件中，以
便于后处理。
3.
后处理（
Abaqus/CAE
或
Abaqus/Viewer
）
:
Abaqus/CAE
的后处理部分又
称为
Abaqus/Viewer
，可用来读入分析结果数据，以多种方法显示分
析结果，包括彩色云
纹图、动画、变形图和
XY
曲线图等。
1.2.2
Abaqus/CAE
界面
图
1-1
Abaqus/CAE
的主窗口
1.2.3
Abaqus/CAE
的功能模块
一
般使用
Abaqus/CAE
进行应力分析有以下几个经典的步
骤：
1
、
问题的描述
< br>→
2
、启动
Abaqus/CA
E
→
3
、创建部件→
< br>4
、创建材料和截面属性→
5
、
定义装配
件→
6
、设置分析步→
7
、定义边界条件和载荷→
8
、划分网格→
9
、提交分析作业
→
10
、后处理→
11
、退出
Abaqus/CAE
Abaqus/CA
E
包括一系列的功能模块（
module
）
,
每个模块均包含其特定的工具，
在
Module
（模块）列表中可以选择各个功能模块（如图<
/p>
1-2
）
，
图
1-2
选择功能模块
这些模块的次序同时也
是
Abaqus/CAE
所推荐的模型创建顺序（如图
1-3
）
，
当然也可以
首先划分网格（如图
1-4
）
，这样做
的好处是，往往在划分网格的过
程中，
会发现部件的几何模型需
要进一步修改，
而经过这些修改后，
已经定义好
的边界条件、载荷和接触等可能变为无效的，需要再重新定义。
图
1-3
Abaqus/CAE
所推荐的模型创建顺序
图
1-4
根据需要来选择适当的建模顺序
第二章
基于
Abaqus
的通孔端盖分析实例
一、工作任务的明确
在安装文件夹中有一个
sim
ple
文件夹，里面有三个
.x_t
文
件，如图
2-1
所
示。它们是三个零件
，该文章目的是演示将这三个文件通过
Abaqus
装配好并达
到划分网格的目的，最终生成一个
.ace
文件。
图
2-1
二、具体步骤
2.2.1
启动
Abaqus/CAE
在
Windows
操作系统中：
[
开始
]
→
[
程序
]
→
[Abaqus
6.8-1]
→
[ABAQUS
CAE]
。
启动
A
BAQUS CAE
后，在出现的
Start Session
(
开始任务
)
对话框中选择
Create
Model Database(
创建新模型数据库
)
。如图
2-2
所示。
图
2-2
2.2.2
导入零件
< br>如图
2-3
左图，依次单击主菜单中的
< br>File
→
Import
→
Part
，弹出图
2-3
< br>右
图对话框，选择
simple
文件夹后可看到三个
.x_t
文件，它们是通孔端盖的三个
组成部件，分别是螺钉、安装板和固定圈。
图
2-3
导入零件
< br>导入后可看到零件如图
2-4
所示。
此时零件尚未定义材料，
所以表面是白色，
待定义了材料后
零件表面显示蓝色。
零件
zdc
零件
LD
零件
azb
图
2-4
2.2.3
创建材料和截面属性
在窗口左上角的
Module(
模块
)
列表中选择
Property(
特性
< br>)
功能模块，按照
以下步骤来定义材料。
1)
创建材料
点击左侧工具区域中的
（
Create
Material
）
,
也可以直接双击左侧模型
树中的
Material
来完成此项操作。
在
Name(
材料名称
)
后面输入<
/p>
Steel
，
点击此对话框中的
Mechanical(
力学特
性
)
→
Elasticity(
弹性
)
→
Elastic
。在数据表中设置
Young
’
< br>s
Modulus(
弹性模
量
)
为
210000
，
Poisson
’
s
Ratio(
泊松比
)
为
0.3
，
其余参数不需改变
（如图
2-5
所示）
，
点击
OK
。按上述同样的方法创建
ZM
-6
合金材料。
图
2-5
创建材料
2)
创建截面属性
点击左侧工具区中的
（
Create
Section
）
，
在弹出的对话框中
的
Name
中输
入
Section-Steel
，点击
continue
，在接着弹出的对话框中将
material
下拉菜单中
的
Steel
选中，单击
OK
，此时已定义好
Section-
Steel
。按照同样的方法定义
Section-ZM
，如图
2-6
所示。
图
2-6
创
建截面属性
3)
给部件赋予截面属性
以安装
板为例，点击左侧工具区的
（
Assign Section<
/p>
）
，点击视图区中的安
装板模型，
Abaqus/CAE
以红色高亮度显示被选中的实体边界，
如图
2-7
所示。
在<
/p>
视图区的空白点击鼠标中键，弹出
Edit Section A
ssignment
对话框，将
Section
设
置为
Section-Steel
< br>，
点击
OK
。
< br>另外两个零件的赋予截面属性方法与此类似。
赋予
截面属
性后，各个部件表面变成绿色。
图
2-7
2.2.4
定义装配件
1)
添加实体
进入
Assembly
功能模块，点击
所示。
，选中全部部件，然后点击
OK
，如图
2-8
图
2-8
添加装配实体
2)
使固定圈下表面与安装板上表面相接触
长按
按钮，
< br>弹出接触面约束类型选项，
将鼠标移动至
（
Face
to
Face
）
然后放开，如图
2-9
所示。
图
2-9
首先点击固定圈下表面，
再点击安装板的上表面，
< br>在所点击的位置会显示出
面的方向。
在窗口底部的提示区
中点击
Flip
来更正方向，
然后点击
OK
。
如图
2
-10
左图所示。提示区中显示的两个面的默认距离为
0.0<
/p>
，按回车键确认。得到的模
型如图
2-1
0
右图所示。
图
2-10
3)
使安装板和固定圈的螺钉孔对齐
重
复图
2-9
所示的步骤，将鼠标移动至
（
Coaxial
）放开，先点击固定圈上的
< br>某个螺纹孔的内表面，再点击安装板的某个螺纹孔的内表面，点击
OK
。
图
2-11
如图
2-11
所示，此时只定义了一对螺纹孔，还需要定义一对螺纹孔才能把
固定圈装配到正确的位置，再次点击
，先后选择需对齐的两个螺纹孔的内表
面，点击
OK
，此时安装板与固定圈就
已经装配到正确的位置，如图
2-12
表示。
< br>
图
2-12
4)
安装螺钉
安装螺钉分为三个部分，<
/p>
先要使螺钉螺纹柱与螺纹孔对齐，
然后是安装板的
底面与螺钉头部的底面相接触，最后对这个螺钉进行阵列。
< br>首先单击
，
先后选择螺钉的螺纹柱和安装板的螺纹孔，<
/p>
点击
Flip
选好方
向后点击
OK
确认，螺钉的位置如图
2-13
所示。
图
2-13
单击
，分别选择螺钉头部的底面和安装板的底面，使螺钉装配到正确的
位置，这里要注意
箭头的方向，如果方向相反则装配会出现错误，点击
Flip
改
正方向后点击
OK
确认。正确的螺钉位
置如图
2-14
所示。
图
2-14
点击工具区中的
（环形阵列）
，
在视
图区点击螺钉，
在提示区中点击
Done,
弹出阵列对话框（如图
2-15
左图）
，将阵列数量改成
8
，角度改为
3
60
度，点击
Axis
然后选择
Y
轴，待看到阵列出的螺钉处于正确位置后点击
OK
退出
,
阵列后
< br>如图
2-15
右图所示。
图
2-15
阵列螺钉
2.2.5
定义接触和绑定约束（
tie
）
下面将在安装板和固定环之间定义接触，
在螺钉和底座的
螺纹处建立绑定约
束。
1)
定义接触和绑定约束所要用到的各个面
在定义这些面之前，由于已经完成
assembly
过程；造
成平面选择困难，此
过程成可以使用
view-
assembly display options
；如图
2
-16
所示，分别勾选
不同的零部件进行显示，从而正确快速地
确定出对应的面。
图
2-16
进入
Interaction
功能模块，双击模型树中的
Sur
face,
新建一个接触面，
先给这个面命名，确认后开始在模
型上选择要定义的面，选好后点击提示区的
-
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