ABAQUS宝贵笔记

1. 划分疏密不同的网格主要用于应力分析，计算固有特性则趋于采用较均

匀的网格形式，因为固有 频率和振型主要取决于结构质量分布和刚度分布，不存在应力集中的现象，采用均匀网格可使结构刚度矩阵和质量矩阵的元素不至于相差太大，可减小数值计算误差，同样，在结构温度场计算中也趋于采用均匀网格。

2. 增加网格数量和单元阶次都可以提高计算精度

3. 对线性单元来说，可接受的单元边长比范围是[0,3]，对二次单元来说，

可接受的单元边长比范围是[0，10] 4. 部件创建或导入：问题模型的修复与修改 5. 属性设置 ? 创建材料属性 ? 创建截面特性 ? 把截面特性赋予模型

? 梁的截面特性定义与其他截面类型有所差异，具体见P27 ? 其他特殊设置：惯性，蒙皮，弹簧/阻尼器 6. 装配模块

? 一个模型只能包含一个装配件，一个装配件可以包含多个部件 ? 创建部件实体：非独立与独立，线性阵列模式与环形阵列模式 ? 部件实体的定位：平移和旋转，约束定位工具， ? 合并/切割部件实体 7. 分析部模块

? 设置通用分析部、线性摄动分析步 ? 定义场输出： 8. 载荷模块

? 边界条件——创建

? 定义对称/反对称/完全固定边界条件 9. 设置预定义场 10. 定义载荷模块

11. 相互作用模块：包括接触、入射波、热传导、声阻，相互作用——接触

控制——创建

12. 定义约束，该模块中的约束是约束模型中各部分间的自由度，而装配功

能模块中的约束仅仅是限定各装配件的相对位置。 13. 定义连接器 14. 网格模块

? 定义网格密度：为边布种 ? 设置网格控制：网格——控制属性

15. 只有当模型的某个区域显示为绿色时，才可采用结构化网格。 16. 当实体的某一区域显示为橙色时，表明无法进行网格剖分，这时可以通

过采用对实体进行分割的技术，将实体分割成几个简单的区域，然后再选择结构化网格划分或扫描网格划分。

17. 对于多数分析，介于分析步总时间的5%~10%之间的初始增量通常已足

够。

18. 可以使用场变量输出管理器和历史变量输出管理器来设置可能需要的输

出数据。

19. pressure只能施加在面上（几何的面，单元的面），为垂直于表面的分布； 20. surface traction只能施加在面上（几何的面，单元的面），为沿着某一方

向的分布力；

21. concentrated force只能施加在点上（几何的点，节点），要使得集中力产

生的效果等同于分布力，则需要将集中力施加在参考点上，然后将参考点与作用面上的节点进行耦合约束coupling（distributed coupling），而不要直接施加在节点上。

22. 一般，如果不要求等效均布力，则集中力最好施加在几何的点上。确实

需要施加节点力，则施加在节点上

23. ABAQUS/Standard使用Newton-Raphson算法来求解分线性问题，它把分

析过程划分一系列的载荷增量步，在每个增量步内进行若干次迭代，得到可接受的解后，再求解下一个增量步，所有增量响应的总和就是分线性分析的近似解。

24. 在接触分析中，如果接触属性为默认的“硬接触”，则应尽可能使用一阶

单元，如CPS4I(平面应力4节点四边形双线性非协调单元)

不能使用六面体二次单元（C3D20和C3D20R），以及四面体二次单元（C3D10）,而应尽可能使用六面体一次单元。

25. 塑性材料和接触面上都不能用 C3D20R 和 C3D20 单元， 这可能是你收

敛问题的主要原因。如果需要得到应力，可以使用 C3D8I (在所关心的部位要让单元角度尽量接近 90 度)，如果只关心应变和位移，可以使用 C3D8R, 几何形状复杂时，可以使用 C3D10M。

26. 如果一个部件很刚硬，而且它的变形和应力情况不是所关心的重点，就

可以把它作为刚体部件来建模，从而减小模型的规模。 27. 解析刚体截面的图形中只能包含线段、小于180°的弧和抛物线 28. 用户必须为刚体部件指定一个参考点，刚体部件上的边界条件和载荷都

要施加在此参考点上，在分析过程中，整个刚体部件各处的位移都和此参考点的位移相同。

29. 刚体部件不需要为其划分网格和设置单元类型，也不需要指定材料和截

面属性。

30. 一对接触面的法线方向应该相反，都指向实体的外部。 31. 解析刚体的面或由刚性单元构成的面必须作为主面。 32. 定义接触对：

? 应选择刚度较大的面作为主面；

? 如果两个接触面的刚度相似，则应选择网格较粗的面作为主面； ? 两个面的节点位置不要求是一一对应的，但如果能够令其一一对应，可

以得到更精确的结果；

? 主面不能是由节点构成的面，并且必须使连续的

33. 接触属性（CONTACT PROPERTY）

? 包括两部分：接触面之间的法向作用和切向作用。对于法向作用，ABAQUS

中接触压力和间隙的默认关系是“硬接触”（HARD CONTACT）。对于切向作用，ABAQUS中常用的摩擦模型为库仑摩擦，即使用摩擦系数来表示接触之间的摩擦特性。默认的摩擦系数为零，即无摩擦。库仑摩擦的计算公式为 τ=μ x p

τ是临界切向力，μ是摩擦系数，p 是法向接触压强（CPRESS）。在切向力达到临界切应力之前，摩擦面之间不会发生相对滑动。

? 硬接触：接触面之间能够传递的接触压力大小不受限制；当接触压力变为零

或负值时，两个接触分离，并且去掉相应节点上的接触约束。

? 另外ABAQUS还提供多种“软摩擦”（SOFTENED CONTACT），包括指数模型，

表格模型，线性模型等。 34. 有限滑移和小滑移

? 有限滑移（FINITE SLIDING） 两个接触面之间可以有任意的相对滑动，这是

定义接触时的默认特性。在有限滑移的过程中，ABAQUS/STANDARD需要不断地判定从面节点和主面的哪一部分发生接触，因此计算代价较大。有限滑移要求主面是光滑的。

? 小滑移（SMALL SLIDING） 两个接触面之间只有很小的相对滑动，滑动量大

小只是单元尺寸的一小部分。对于小滑移的接触时，ABAQUS/STANDARD在分析的开始就确定了从面节点和主面的哪一部分发生接触，在整个分析过程中这种接触关系不会再发生变化。因此，小滑移的计算代价小于有限滑移。 ? 小滑移问题的接触压强总是根据变形时的接触面积来计算的，有限滑移问题

的接触压强则是根据变化的接触面积来计算。 35. CPRESS和COPEN都显示在从面上；

? 如果法线方向错误，接触分析无法得到正确的的结果。因此当接触分析出现

收敛问题时，可以使用显示各个面的法线方向来查看接触面的法线方法是否正确。

? ABAQUS/CAE推荐的方法是把整个数值模型（如材料、边界条件、载荷等）

都直接定义在几何模型上，而不是像其他处理器那样定义在单元和节点上，这样在修改网格时不必重新定义材料和边界条件等模型参数。这样在处理复杂问题时，可以首先简单地划分粗网格，得到初步的模拟结果，然后再在适当的区域细化网格。

? 载荷类型PRESSURE的含义是单位面积上的力，正值表示压力，负值表示拉

力。

? 如果没有选择对部件划分网格，而是按照默认选项来对整个装配件划分网

格，会出现错误。

? 对于应力集中问题，使用二次单元可以提高应力结果的精度。

? 可以首先进行划分网格。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，例如存在较小的圆角或线段，导致不必要的细化网格；而经过修改后，已经定义好的边界条件。、载荷和接触等可能变为无效，需要重新进行定义。

? 可以在初始分析步中，定义模型初始状态下的边界条件和相互作用。 ? ABAQUS自适应网格功能允许单元网格独立于材料移动，从而在大变形分析

过程中也能始终保证高质量的网格。

? 自适应网格主要用于ABAQUS/Explicit，以及ABAQUS/Standard中的表面磨损

过程模拟。

? ABAQUS自适应网格不改变网格拓扑结构，它结合了纯拉格朗日分析（网格

跟随材料移动）和欧拉分析（网格位置固定，材料在网格中流动），被称为“任意拉格朗日-欧拉分析”。

? 对非独立实体划分网格时，应在“part”状态下对部件划分网格；对独立实

体划分网格时，应在Assembly，即对整个装配件划分网格。 36. 选择三维实体单元类型的基本原则

? 对于三维区域，尽可能采用结构化网格划分技术或扫掠网格划分技术，从而

得到Hex单元网格，减小计算代价，提高计算精度。

? 如果使用了自由网格划分技术，Tex单元的类型应选择二次单元。存在接触、

且使用的是默认的“硬”接触关系，则应选择修正的Tet单元C3D10M。 ? 对于应力集中问题，尽量不要使用线性减缩积分单元，可使用二次单元来提

高精度。

? 如果模型中存在接触或大的扭曲变形，则应使用线性Quad或Hex单元，以

及修正的二次Tri单元或Tet单元，而不能使用其他的二次单元。

? 一对相互接触的面称为“接触对”，一个接触对中最多只能有一个由节点构

成的接触面。主面不能是由节点构成的面，并且必须使连续的。

? 对于三维实体，法线应该指向实体的外侧。如果法线方向错误，ABAQUS往

往会将其理解为具有很大过盈量的过盈接触，因而无法达到收敛。

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