在Abaqus中使用梁单元进行计算

在Abaqus中使用梁单元进行计算

在Abaqus中使用梁单元进行计算

(2012-03-26 11:28:00)

转载▼

标签：

分类：ABAQUS

abaqus

梁

杂谈

xiaozity助理工程师:

在练习老庄的Crane例题时，欲提取梁元的截面应力。反复折腾后，小小体会，总结如下：（1）书中讲到：“线性梁元B21、B31及二次梁元B22、B32是考虑剪切变形的Timoshenko 梁单元；而三次梁元B23、B33不能模拟剪切变形，属Euler梁单元”。

（2）众所周知，当要考虑剪切变形时，例如深梁，采用Timoshenko梁单元比较合适。三次梁元由于可模拟轴线方向的三阶变量，因而对static问题，一个构件常常用一个三次单元就足够，特别对于分布载荷的梁，三次梁元的精度相当高。

（3）Abaqus会默认在积分点处的若干截面点输入应力值；但用户可自定义应力输出的截面点位置，这通过property-section-manage-edit-output points 来定义输出应力值的截面点；（4）特别要指出的是，无论B22还是B33还是其它梁元，其输出的应力分量只有S11，如图所示；那么，现在的问题是：

1：S11代表什么应力，根据经验，大家会认为11是1方向的正应力或主应力等等

2：为什么没有S22、S33、S12......

下面分别说明：

1：S11表达的是梁元的弯曲应力，即局部坐标系下截面上的正应力

2：只输出S11，而无其它应力，这是因为梁元之所以成为梁元，有一基本前提就是用梁元来模拟的构件，其正应力是最主要的，而剪应力是可忽略的；一个基本的佐证就是：众所周知，在建立梁的总势能方程时，总是讲剪切应变能是小量，因而它总是被忽略掉的；忽略剪应力的一个结果是：mises应力将与S11在数值上完全相同，不仅Abaqus如此，Ansys 也是如此，

这也难怪有人讲：“Timoshenko梁单元是骗人的，它根本没有考虑剪应力”；对这件事情，我想作如下评价：

（A）不仅Timoshenko梁单元，其它梁元（不考虑剪切变形）确实在应力的层面没有考虑剪应力的影响，这可从mises应力与S11的比较看出来；而为什么这样处理，理由如上所述，剪应力是高阶量，可忽略，否则就认为不能用梁元来模拟。

（B）尽管应力层面没有考虑剪应力，但在变形层面Timoshenko梁单元还是考虑了剪切的影响；所以说Timoshenko梁单元是骗人的说法，本人不太同意。

怪兽 :助理工程师

楼上的问题有些是重复的，但为了清晰，还是独立回答

（1）变形层面考虑剪切具体有两个方面：

1：在单元刚度中考虑了剪切刚度；

2：从所周知，梁元的变形是由结点位移插值获得；考虑剪切变形的位移的影响就体现在插值过程中考虑剪切变形；比如Timoshenke梁元采用弯曲和剪切独立插值的形状函数；

所谓应力层面不考虑剪切，是因为：

1：Abaqus/Ansys在计算Mises应力时只考虑了正应力，而没有把剪应力拿进去，所以它的Mises应力并非真正的等效应力，只是正应力取绝对值而已；

2：另外，说程序在应力层面不考虑剪切，也在于它根本就没有去计算剪应力，也因此而没有剪应力的输出选项；

为了更清楚的回答你的问题，有必要提一下有限元的过程：结点位移?插值获得单元位形?几何方程导出应变?本构方程获得应力；应力是在结果的最未端，只是程序认为剪应力太不重要，在与应力有关的结果中，没有去理会它而已。

（2）如果第一个问题我说清楚了，我想第二个就不是问题了

（3）所谓考虑剪切变形，具体的就在于：在梁元的单刚方程和插值函数中考虑了剪切变形的影响；影响谁呢，影响着原本不考虑剪切刚度的弯曲刚度和弯曲变形；也就是说，考虑剪切的影响，其实质在于：在弯曲刚度中把剪切刚度加进去，以使梁更刚硬一些，以模拟剪切变形不能忽略的“深梁”。

（4）4\5是一个问题，一并回答；具体如何证明，我考虑单独在Abaqus中用算例证明好象行不通；

要想了解特定的梁元是否考虑剪切变形，根据我现在的经验，只能看它的理论手册，一看单元刚度方程，二看插值函数。

如果假定程序给出了插值阶数相同的梁元A、B，其中：

A?考虑剪切

B?不考虑剪切

那么，在其它条件相同的情况下，A算出来的位移应该有小一些，因为它更刚硬；

如果一定要通过上述思路进行算例证明，考虑用ansys的梁元与Abaqus梁元进行上述比较，前提是选取的梁元插值阶数要相同。

不知道我说清楚没有~欢迎讨论

megvin助理工程师:

我猜,wong兄所提弯曲刚度提高了,可能是基于插值阶数降低之后,弯曲变得刚硬.这没问题;

我强调的是,比较的前提是:选取相同的插值阶段;更具体一点,是选取相同的弯曲插值阶次;只有

在这个条件下,才能比较两者的差别.

选取相同的弯曲插值阶次的目的在于:固定其弯曲刚度

chsxiaolin助理工程师:

按照上面的说法，与其说“应力层面不考虑剪应力，变形层面考虑剪切变形”，还不如说“只考虑弹性剪切，不考虑塑性剪切及其影响”。单说不考虑剪应力又哪里来的剪切刚度呢？

针对楼上提法,稍稍再补充一下:

1：Abaqus/Ansys（其它程序不清楚）中，考虑剪切的影响，一律认为剪切永远是弹性的；如果说程序一定要计算剪应力，其本构也一定是基于弹性本构确定。为什么认为剪切不会进入塑性，可能是因为：

如前所述，还是基于梁元的特点，认为剪切一般只会处于弹性；而且对梁元而言，剪切变形总是弯曲的小量，能考虑一下剪切影响已经很不错了~

2：剪切刚度是构件的抗剪切变形的能力，是刚度层次；剪应力则属于是截面层次；也就是说：在变形的时候考虑剪切刚度的影响，但在计算应力的时候，并没有去理会到底产生了多大的剪应力。

From:http://58.213.153.47/viewthread.php?tid=1150914

合理选用梁单元——Beam Elements in ABAQUS

作者：麦田

本文内容主要译自ABAQUS Documents

1.梁理论

1.1应用梁单元之前，首先应当考察问题是否适合用梁单元建模。

梁理论是用一维近似三维，近似的前提是长细比假定，即梁的截面尺寸相比于梁轴线方向的典型尺寸足够小。所谓典型尺寸是一种整体尺寸，而非单元长度，比如：

?支座间的距离;

?发生显著改变的梁截面间的距离;

?感兴趣的最高阶振动模态的波长;

梁单元是三维或二维空间中的一维线单元，具有一定的抵抗线（梁轴线）变形的刚度。这种变形包含轴向变形、弯曲变形，发生于梁轴线与横截面间的横向剪切变形，空间中还包含扭转变形。ABAQUS/Standard中的部分梁单元还包含翘曲变形（发生在梁横截面上的不均匀的出平面变形）。梁单元的主要优势在于几何构造简单，并且自由度较少。它以“参考线”（梁轴线）的运动代替实际上的三维实体梁的运动，这种几何上简化的前提是假定梁的全部变形可以仅仅从“参考线”（梁轴线）位置的函数得到。应用梁单元的关键在于判断这种一维建模方法是否合适。

基本假定是垂直于梁轴线的平面，即梁截面不能在其在身平面内变形（除了梁截面面积的不断变化，这可能发生在几何非线性分析中，并且梁截面上各个方向具有相同的应变）。使用任何梁单元前都应仔细考察此假定是否成立，尤其是分析承受大量弯矩或轴向拉、压荷载的非实体截面，比如管道、I形及U形截面。这些截面可能发生崩溃（section collapse），使截面性能变的很差，不能被梁理论预测。类似地，薄壁弯曲管道的抗弯性能更弱，也不能被梁理论预测，因为管壁很容易在自身平面内弯曲，这是由于上述基本假定导致的梁理论所不能考虑的另一种效应。

1.2在动力分析和特征值分析中应用梁单元

对于细长梁结构，通常梁横截面的转动惯量影响并不显著（绕梁轴线的扭转除外）。因此，ABAQUS/Standard忽略了欧拉-伯努力（Euler-Bernoulli）梁元弯曲变形时梁截面的转动惯量。对于较厚的梁，转动惯量对动力分析有一定影响，但影响程度要比剪切变形小。

对于铁木辛克（Timoshenko）梁元，程序通过横截面的几何特性计算惯性特性，与扭转模态和弯曲模态相关的转动惯量是不同的。对于非对称横截面，转动惯量在各个弯曲方向也不相同。ABAQUS允许用户选择铁木辛克梁元的转动惯量公式，如果选择近似的各向同性公式，在ABAQUS/Standard中，所有的转动自由度都被赋予和扭转模态关联的转动惯量，而在ABAQUS/Explicit中，则被赋予放大了的弯曲惯量，通过放大系数的选择使稳定时间增量最大化；梁横截面的质量中心位于节点处。当采用精确的各向异性公式时，弯曲和扭转对应的转动惯量是不同的，而且当梁截面的质量中心不在节点处时，在梁截面定义中包含平动自由度和转动自由度的耦合。使用精确的转动惯量公式（默认）时，可以定义附加质量和附加转动惯量，它们仅影响梁的惯性反应，不增加结构的刚度。

2.梁单元的选择

ABAQUS中的梁单元分为欧拉-伯努力梁元和铁木辛克梁元两类，支持实心截面、薄壁闭口截面、薄壁开口截面。

ABAQUS/Standard中的梁单元包括：

?平面及空间的欧拉-伯努力（细长）梁；

?平面及空间的铁木辛克（剪切变形）梁；

?线性、二次、三次插值公式；

?翘曲（开口截面）梁；

?管单元

?杂交梁，通常用于具有明显转动的非常刚硬的梁；

ABAQUS/Explicit中的梁单元包括：

?平面及空间的铁木辛克（剪切柔性）梁；

?线性及二次插值公式；

2.1欧拉-伯努力梁

欧拉-伯努力梁元（B23, B23H, B33, B33H）仅在ABAQUS/Standard中提供。不允许横向剪切变形；初始垂直于梁轴线的平截面变形后依然保持平面（如果没有翘曲），并垂直于梁轴线。只能用于模拟细长梁：梁截面尺寸相比于梁轴线方向的典型尺寸，即长细比较小。对于由均一

材料构成的梁，只有当典型梁截面尺寸小于梁轴线方向典型尺寸的1/15时，横向剪切变形才

可以忽略。

单元不包含由压力产生的荷载刚度。

插值：

欧拉-伯努力梁元采用三次插值公式，这对于梁上分布荷载是精确的。因此，适合于动力振动

分析——因为d’Alembert荷载(达朗贝尔荷载，即惯性力)也是分布的。

三次梁单元适合于分析小应变、大转动问题。由于采用近似的方程，不适合分析扭转稳定问题，也不适合分析有特别大转动的问题（比如约180度），此时，应该采用一次或二次梁单元。

质量公式：

欧拉-伯努力梁元采用一致质量公式。绕梁轴线扭转时的转动惯量和铁木辛克梁元一样。不能

定义附加惯量。

2.2铁木辛克梁

铁木辛克梁（B21, B22, B31. B32, B31OS, B32OS, PIPE21, PIPE22, PIPE31, PIPE32及对应的杂

交单元）允许横向剪切变形。既可分析厚梁，又可细长梁。对于由均一材料构成的梁，对于截面尺寸达到轴向典型尺寸或对于结构反应有显著贡献的最高阶振动波长的1/8的梁，剪切变形

梁理论能够提供有用的结果。在这个比例以外，如果还仅仅用梁轴线位置的函数来描述构件的行为，将得不到足够准确的结果。

ABAQUS假定铁木辛克梁的横向剪切变形是线弹性的，具有固定的模量，因此独立于梁截面

的轴向拉、压和弯曲反应。

对于大部分梁截面，ABAQUS会自动计算横向剪切刚度，用户也可以自定义。如果程序不能

从输入部分得到剪切模量值，将无法计算缺省的剪切刚度，比如使用子程序（UMAT, UHYPEL, UHYPER, VUMAT）定义材料的情况。对于这些情况，用户必须自己定义剪切刚度值。

铁木辛克梁元可以承受很大的轴向变形，并假定由扭转引起的轴向应变很小。在拉（压）-扭组合荷载下，只有当轴向应变不太大的时候，才能精确计算扭转引起的剪应变。关于剪切刚度的计算可参考帮助文档。

插值：

程序为有限轴向应变、剪切变形梁单元提供一次和二次插值。

单元B21, B31, B31OS, PIPE21, PIPE31及对应的杂交单元采用线性插值。特别适合于分析接触问题，比如沟渠或海底管线的铺设，钻头和井孔的接触，及它们对应的动力学问题。

单元B22, B32, B32OS, PIPE22, PIPE32及对应的杂交单元采用二次插值。

质量公式：

线性铁木辛克梁元采用集中质量公式。ABAQUS/Standard中，二次铁木辛克梁元采用一致质量公式，但动力分析中将按照1：4：1的分布，采用集中质量公式。ABAQUS/Explicit中的二次铁木辛克梁元也采用上述形式的集中质量公式。

转动惯量和附加惯量：

缺省情况下，铁木辛克梁采用精确的（各向异性，位移-转角耦合）转动惯量公式，也可以采用各向同性的、解耦的近似方法。

例外是，对于静力分析中采用自动稳定控制（automatic stabilization）的情况，程序在计算铁木辛克梁的质量矩阵时，直接假定转动惯量为各向同性，忽略指定的转动惯量类型。

在一些结构应用中，对于具有复杂几何形状和质量分布的截面，梁单元是一种一维的近似。沿梁长度方向，梁截面上可能存在着对结构刚度没有贡献，但却对惯性有贡献的分布质量，如机器、船舱中的货物、装满流体的容器等。这种情况下，可以在梁截面定义中定义附加质量和附加转动惯量。还可以定义与附加惯量相关的质量比例阻尼。程序根据质量比例，通过对材料阻尼和附加惯性阻尼进行加权平均，确定单元的质量比例阻尼。

翘曲（开口）梁：

在三维空间中使用梁单元时，必须注意梁截面上可能存在的由于扭矩引起的翘曲变形，除了圆形截面外，所有的截面在承受扭矩时都会发生出平面变形。翘曲将改变截面上的剪应变分布。

如果翘曲没有得到有效约束，开口截面很容易发生扭曲，尤其是梁截面壁厚较薄的情况。

单元B31OS, B32OS以及对应的杂交单元通过在每个节点处增加一个自由度来考虑翘曲，并假定翘曲变形是截面上位置的函数，仅翘曲幅度随截面在梁轴线上的位置而改变，并且上述单元只能在ABAQUS/Standard中使用。它们可用于分析薄壁、开口截面，对于这些截面，翘曲约束起一定作用，由翘曲引起的轴向变形不可忽略，例如I形截面和任意开口截面。在其他的梁单元中，翘曲被认为是自由的，翘曲引起的任何轴向应力都被忽略。用这些单元分析薄壁、开口截面梁时，扭转不能被很好的反映。

通常，只有当通过节点的梁轴线是连续的，并且节点两侧的梁横截面相同时，翘曲幅度才是连续的。因此，如果开口梁在节点处相交，那么就需要为这个具有不同轴线方向的交叉梁定义单独的节点，并且需要为两个相交构件在这个节点处翘曲幅度定义合理的约束。例如，如果接点被加强，翘曲变形就可能被消除；那么，在接点连接处，作为边界条件，翘曲自由度7应该在合适的构件上被完全约束。

参考资料：

ABAQUS, Inc. 2008.Abaqus Theory Manual, Version 6.8. Providence, Rhode Island: DassaultSystèmes.

From: https://www.sodocs.net/doc/e818333158.html,/s/blog_59f421580100do3p.html

在进行梁单元截面内力的后处理时，会遇到SF1、SF2、SF3、SM1、SM2、SM3，其具体含义是什么呢？

根据23.3.8 Beam element library的解释

Section forces, moments, and transverse shear forces

SF1 Axial force.——梁单元轴力

SF2 Transverse shear force in the local 2-direction (not available for B23, B23H, B33,

B33H).——n2方向的横向剪力

SF3 Transverse shear force in the local 1-direction (available only for beams in space, not available for B33, B33H).——n1方向的横向剪力

SM1 Bending moment about the local 1-axis.——绕n1轴的弯矩

SM2 Bending moment about the local 2-axis (available only for beams in space).——绕

n2轴的弯矩

SM3 Twisting moment about the beam axis (available only for beams in space).——绕

梁单元轴线的扭矩

ABAQUS的任务管理命令可以暂停、恢复、和终止一个正在背景运行的任务，方

法如下（在命令行输入并运行）：

1、暂停一个正在运行的任务：

abaqus suspend job=job-name

2、恢复一个暂停的任务：

abaqus resume job=job-name

3、终止一个正在运行的任务：

abaqus terminate job=job-name

其中任务暂停（suspend）的时候，windows任务管理栏中仍会保留standard/explicit 的计算线程，只是不再使用CPU资源，当任务恢复（resume）的时候继续工作。

任务终止则就像CAE中提交的任务的KILL功能类似，直接cut掉正在运行的任务，不可恢复。其实也就和在windows任务管理栏中强行终止差不多，但属于合法操作。

ABAQUS中USER TIME/SYSTEM TIME/TOTAL CPU TIME/WALL CLOCK的意义

2011-02-24 21:56:29| 分类：ABAQUS | 标签：time cpu total clock wall |字号订

阅

USER TIME refers to the CPU time spent executing ABAQUS.

SYSTEM TIME refers to the amount of OS kernel CPU time spent by the operating system doing work on behalf of the ABAQUS process.

TOTAL CPU TIME is the sum of these two numbers.

WALL CLOCK time refers to the actual physical time spent for the analysis process to complete. If the analysis job is running on a single CPU, and the job has exclusive access to that CPU, the difference between TOTAL CPU TIME and WALL C LOCK TIME is largely the time taken to perform all I/O requests.

求解器算法比较应当用Total CPU，对用户感到的时间用Wall clock

在进行壳单元截面内力的后处理时，会遇到SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SM1、SM2、SM3，其具体含义是什么呢？

根据23.6.8 Continuum shell element library 的解释

Section forces, moments, and transverse shear forces

SF1 Direct membrane force per unit width in local 1-direction.——n1方向单位宽度内的正拉（压）力

SF2 Direct membrane force per unit width in local 2-direction.——n2方向单位宽度内的正拉（压）力

SF3 Shear membrane force per unit width in local 1–2 plane.——n1-n2平面内单位宽度内的剪力

SF4 Transverse shear force per unit width in local 1-direction.——n1方向单位宽度内的横向剪力

SF5 Transverse shear force per unit width in local 2-direction.——n2方向单位宽度内的横向剪力

SF6 Thickness stress integrated over the element thickness.——壳单元厚度方向的集中力

SM1 Bending moment force per unit width about local 2-axis.——绕n2轴的弯矩

SM2 Bending moment force per unit width about local 1-axis.——绕n1轴的弯矩

SM3 Twisting moment force per unit width in local 1–2 plane.——n1-n2平面内的扭矩

File extensions

abq

State file, only used by Abaqus/Explicit. It is written by the analysis, continue, and recover options. It is read by the convert and recover options. This file is required for restart.

axi

Symmetric model data file, only used by Abaqus/Standard. It is written during symmetric model generation by the datacheck and analysis options.

bsp

Text file containing beam cross-section properties for meshed section profiles. It is written by Abaqus/Standard during meshed beam cross-section generation.

cid

Auto-release file, which contains information needed for license recovery and suspension. com

Command file, created by the Abaqus execution procedure.

dat

Printed output file. It is written by the analysis, datacheck, parametercheck, and continue options. Abaqus/Explicit does not write analysis results to this file.

eig

Lanczos eigenvector file. This is a temporary scratch file that is used to store the eigenvectors calculated by the Lanczoseigensolver during the solution procedure.

f

User subroutine or other special-purpose FORTRAN file.

fct,uft

Sparse solver factor files. These temporary scratch files are used by the sparse solver in Abaqus/Standard. The uft file is created only when the unsymmetric solver is used.

fil

Results file. It is written by the analysis and continue options in Abaqus/Standard and by the convert=select and convert=all options in Abaqus/Explicit.

fin

Results file created when changing the format of the .fil file using the abaqusascfil command. It can be in either ASCII or binary format. (See ―Execution procedure for

ASCII translation of results (.fil) files,‖ Section 3.2.9.) The ASCII format is convenient for data transfer between machines that do not have compatible binary data formats.

inp

Analysis input file. It is read when the analysis, datacheck, and parametercheck options are selected.

ipm

Interprocess message file. It is written when an analysis is run from Abaqus/CAE, and it contains a log of all messages sent from Abaqus/Standard or Abaqus/Explicit to Abaqus/CAE.

lck

Lock file for the output database. This file is written whenever an output database file is opened with write access; it prevents you from having simultaneous write permission to the output database from multiple sources. It is deleted automatically when the output database file is closed or when the analysis that creates it ends. The ask_delete environment file parameter setting will not affect the lock file.

lnz

Lanczos vector file. This is a temporary scratch file that is used to store the Lanczos vectors and weighted Lanczos vectors.

log

Log file, which contains start and end times for modules run by the current Abaqus execution procedure.

mdl

Model file. It is written by the datacheck option in Abaqus/Standard and

Abaqus/Explicit. It is read and can be written by the analysis and continue options in Abaqus/Standard. It is read by the analysis and continue options in Abaqus/Explicit. Multiple model files may exist if the element operations are executed in parallel in an Abaqus/Standard analysis. In such a case a process identifier is attached to the file name. This file is required for restart.

msg

Message file. It is written by the analysis, datacheck, and continue options in Abaqus/Standard and Abaqus/Explicit. Multiple message files may exist if the element operations are executed in parallel in an Abaqus/Standard analysis. In such a case a process identifier is attached to the file name.

nck

Nickname file used by Abaqus/Standard. It stores a set of internal identifiers for the degrees of freedom in a model.

odb

Output database. It is written by the analysis and continue options in Abaqus/Standard and Abaqus/Explicit. It is read by the Visualization module in Abaqus/CAE

(Abaqus/Viewer) and by the convert=odb option. This file is required for restart.

opr

Sparse solver operator file, which is a temporary scratch file used by the sparse solver in Abaqus/Standard.

pac

Package file, which contains model information and is used by Abaqus/Explicit only. It is written by the analysis and datacheck options. It is read by the analysis, continue, and recover options. This file is required for restart.

par

Modified version of original parametrized input file showing input parameters and their values.

pes

Modified version of original parametrized input file showing input free of parameter information (after input parameter evaluation and substitution has been performed).

pmg

Parameter evaluation and substitution message file. It is written when the input file is parametrized.

prt

Part file. This file is used to store part and assembly information and is created even if the input file does not contain an assembly definition. The part file is required for restart, import, sequentially coupled thermal-stress analysis, symmetric model generation, and underwater shock analysis, even if the model is not defined in terms of an assembly of part instances. This file may also be needed for submodeling analysis.

psf

Python scripting file. You must create this type of file to define a parametric study.

res

Restart file, which contains information necessary to continue a previous analysis. The restart file is written by the analysis, datacheck, and continue options. It is read by any restarted analysis.

scr

Lanczos scratch file. This is a temporary scratch file that is used to hold temporary information required by the Lanczos solver.

sct

Perturbation results scratch file. This file temporarily holds element results needed for output in Abaqus/Standard perturbation steps.

sdb

Sparse solver database file. This is a temporary file that is used by the sparse solver.

sel

Selected results file, used by Abaqus/Explicit. It is written by the analysis, continue, and recover options and is read by the convert=select option. This file is required for restart.

sim

Linear dynamics data file. It is written during the frequency extraction procedure in SIM-based linear dynamics analyses (see ―Using the SIM architecture for mode-based linear dynamic analyses‖ in ―Dynamic analysis procedures: overview,‖ Section 6.3.1, for details) and is used to store eigenvectors, substructure matrices, and other modal system information. This file is required for restart.

sol

Sparse solver file used to store the solution vectors for a problem. This file is a temporary file used by the sparse solver in Abaqus/Standard.

sst

Sparse solver scratch file. This temporary scratch file is used by the sparse solver in Abaqus/Standard.

sta

Status file. Abaqus writes increment summaries to this file in the analysis, continue, and recover options.

stt

State file. It is written by the datacheck option in Abaqus/Standard and Abaqus/Explicit. It is read and can be written by the analysis and continue options in Abaqus/Standard. It is read by the analysis and continue options in Abaqus/Explicit. Multiple state files may exist if the element operations are executed in parallel in an Abaqus/Standard analysis. In such a case a process identifier is attached to the file name. This file is required for restart. sup

Substructure file, used by Abaqus/Standard.

var

File containing information about the input file variations generated by a parametric study.

023

Communications file. It is written by the analysis and datacheck options and is read by the analysis and continue options.

ABAQUS中的文件类型详解

2011-02-13 21:19:25| 分类：ABAQUS |字号订阅

ABAQUS产生几类文件：有些是在运行是产生，运行后自动删除；其它一些用于分析、重启、后处理、结果转换或其它软件的文件则被保留，详细如下：

1.model_database_name.cae

模型信息、分析任务等

2.model_database_name.jnl

日志文件：包含用于复制已存储模型数据库的ABAQUS/CAE命令

*.cae和 *.jnl构成支持CAE的两个重要文件，要保证在CAE下打开一个项目，这两个文件必须同时存在；

3．job_name.inp

输入文件。由abaqus Command支持计算起始文件，它也可由CAE打开；

4． job_name.dat

数据文件：文本输出信息，记录分析、数据检查、参数检查等信息。

ABAQUS/Explicit 的分析结果不会写入这个文件

5.job_name.sta

状态文件：包含分析过程信息

6. job_name.msg

是计算过程的详悉记录，分析计算中的平衡迭代次数，计算时间，警告信息，等等可由此文件获得。用STEP模块定义

7. job_name.res

重启动文件，用STEP模块定义

8.job_name.odb

输出数据库文件，即结果文件，需要由Visuliazation打开

9.job_name.fil

也为结果文件，可被其它应用程序读入的分析结果表示格式。ABAQUS/Standard

记录分析结果。ABAQUS/Explicit.的分析结果要写入此文件中则需要转换，convert=select 或convert=all

10. abaqus.rpy

记录一次操作中几乎所有的ABAQUS/CAE命令

11. job_name.lck

阻止并发写入输出数据库，关闭输出数据库则自行删除

12.model_database_name.rec

包含用于恢复内存中模型数据库的ABAQUS/CAE命令

13. job_name.ods

场输出变量的临时操作运算结果，自动删除

14.job_name.ipm

内部过程信息文件：启动ABAQUS/CAE分析时开始写入，记录了从

ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit 到 ABAQUS/CAE的过程日志

15．job_name.log

日志文件：包含了 ABAQUS执行过程的起止时间等

16．job_name.abq

ABAQUS/Explicit模块才有的状态文件，记录分析、继续和恢复命令。为restart所需的文件。

17．job_name.mdl

模型文件：在ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit中运行数据检查后产生的文件，.在 analysis和continue 指令下被读入并重写，为restart所需的文件。

18．job_name.pac

打包文件：包含了模型信息，仅用于ABAQUS/Explicit ，该文件在执行 analysis、datacheck命令时写入，执行 analysis, continue, recover 指令时读入，restart时需要的文件。

19．job_name.prt

零件信息文件：包含了零件与装配信息.。restart时需要

20．job_name.sel

结果选择文件：用于ABAQUS/Explicit，执行analysis、continue、recover 指令时写入并由 convert=select 指令时读入，为restart所需的文件。

21．job_name.stt

状态外文件：数据检查时写入的文件，在ABAQUS/Standard中可在analysis 、

continue 指令下读并写入，在ABAQUS/Explicit中可在analysis 、continue 指令下读入。为restart所需的文件。

22．job_name.psf

脚本文件：用户定义 parametric study时需要创建的文件

23．job_name.psr

参数化分析要求的输出结果，为文本格式

24．job_name.par

参数更改后重写的参数形式表示的inp文件

25．job_name.pes

参数更改后重写的inp文件

ABAQUS命令汇总及参数的默认设置(ABAQUS Command Summary and Command line default parameters)

2011-02-13 20:33:50| 分类：ABAQUS |字号订阅

Command summary

abaqus job=job-name

[analysis | datacheck | parametercheck | continue |

convert={select | odb | state | all} | recover | syntaxcheck |

information={environment | local | memory | release | support

| system | all}]

[input=input-file]

[user={source-file | object-file}]

[oldjob=oldjob-name]

[fil={append | new}]

[globalmodel={results file-name | output database file-

name}]

[cpus=number-of-cpus]

[parallel={domain | loop}]

[domains=number-of-domains]

[mp_mode={mpi | threads}]

[standard_parallel={all | solver}]

[memory=memory-size]

[interactive | background | queue=[queue-

name][after=time]]

[double={explicit | both}]

[scratch=scratch-dir]

[output_precision={single | full}]

[madymo=MADYMO-input-file]

[port=co-simulation port-number]

[host=co-simulation hostname]

[timeout=co-simulation timeout value in seconds]

[unconnected_regions={yes | no}]

Command line default parameters

The following parameters provide default values for various settings that would otherwise have to be specified on the command line (see ―Execution p rocedure for Abaqus/Standard and Abaqus/Explicit,‖ Section 3.2.2). Values given on the command line override values specified in the environment files.

cpus

Number of processors to use if parallel processing is available. The default is 1. domains

The number of parallel domains in Abaqus/Explicit. If the value is greater than 1, the domain decomposition will be performed regardless of the values of the parallel and cpus parameters. However, if parallel=domain, the value of cpus must be evenly divisible into the value of domains. If this parameter is not set, the number of domains defaults to the number of processors used during the analysis run if parallel=domain or to 1 if parallel=loop.

double_precision

The default precision version of Abaqus/Explicit to run if you do not specify the precision version on the abaqus command line. Possible values are EXPLICIT (only the Abaqus/Explicit analysis is run in double precision) or BOTH (both the Abaqus/Explicit packager and analysis are run in double precision). The default is EXPLICIT.

parallel

The default parallel method in Abaqus/Explicit if you do not specify the parallel method on the abaqus command line. Possible values are DOMAIN or LOOP; the default value is DOMAIN.

run_mode

Default run mode (interactive, background, or batch) if you do not specify the run mode on the abaqus command line. The default for abaqusanalysis is "background", while the default for abaqusviewer is "interactive".

scratch

Directory to be used for scratch files. This directory must exist (i.e., it will not be created by Abaqus) and must have write permission assigned. On UNIX platforms the default value is the value of the $TMPDIR environment variable or /tmp if $TMPDIR is not defined. On Windows platforms the default value is the value of the %TEMP% environment variable or \TEMP if this variable is not defined. During the analysis a subdirectory will be created under this directory to hold the analysis scratch files. The name of the subdirectory is constructed from your user name, the job id, and the job's process identifier. The subdirectory and its contents are deleted upon completion of the analysis.

standard_parallel

The default parallel execution mode in Abaqus/Standard if you do not specify the parallel mode on the abaqus command line. If this parameter is set equal to ALL, both the element operations and the solver will run in parallel. If this parameter is set equal to SOLVER, only the solver will run in parallel. The default parallel execution mode is ALL. unconnected_regions

If this variable is set to ON, Abaqus/Standard will create element and node sets in the output database for unconnected regions in the model during a datacheck analysis. Element and node sets created with this option are named MESH COMPONENT N, where N is the component number. The default value is OFF.

System resource parameters

The following environment file variable can be set after the code has been installed to change the resources used by Abaqus and, therefore, to improve system performance. By default, Abaqus detects the physical memory on a machine (or on each compute node in a cluster) and allocates a percentage of the available memory based on the machine platform (for details, refer to the SIMULIA Online Support System, which is accessible from the My Support page at https://www.sodocs.net/doc/e818333158.html,). You can override the default percentage by specifying a number followed by the percentage sign. The variable can also be defined as the number of megabytes or the number of gigabytes. More detailed information about changing the system resources used by Abaqus is given in ―Managing memory and disk use in Abaqus,‖ Section 3.4.1.

memory

Maximum amount of memory or maximum percentage of the physical memory that can be allocated during the input file preprocessing and during the Abaqus/Standard analysis phase. For parallel execution on computer clusters, this memory limit specifies the maximum amount of memory that can be allocated on each process.

System customization parameters

The following is a discussion of some additional environment file parameters that are commonly used. A complete listing of parameters can be found in the Abaqus Installation and Licensing Guide.

ask_delete

If this parameter is set equal to OFF, you will not be asked whether old job files of the same file name should be deleted; the files will be deleted automatically. The default value is ON.

auto_calculate

If this parameter is set equal to ON, the postprocessing calculator will be launched automatically at the end of an analysis if the execution procedure detects that output database file conversion is necessary. If this parameter is set to OFF, the postprocessing calculator will not run at the end of an analysis even if the execution procedure detects that it is necessary. The default value is ON.

auto_convert

If this parameter is set equal to ON and an Abaqus/Explicit analysis is run in parallel with parallel=domain, the convert=select, convert=state, and convert=odb options will be run automatically at the end of the analysis. The default value is ON.

average_by_section

This parameter is used only for an Abaqus/Standard analysis. If this parameter is set equal to OFF, the averaging regions for output written to the data (.dat) file and results (.fil) file are based on the structure of the elements. If this parameter is set equal to ON, the averaging regions also take into account underlying values of element properties and material constants. In problems with many section and/or material definitions the default value of OFF will, in general, give much better performance than the nondefault value of ON. See ―Output to the data and results files,‖ Section 4.1.2, for further details on the averaging scheme.

mp_host_list

List of host machine names to be used for an MPI-based parallel Abaqus analysis, including the number of processors to be used on each machine; for example,

mp_host_list=[['maple',1],['pine',1],['oak',2]]

indicates that, if the number of cpus specified for the analysis is 4, the analysis will use one processor on a machine called maple, one processor on a machine called pine, and two

复合材料模型建模与分析 1. Cohesive单元建模方法 几何模型 使用内聚力模型（cohesive zone）模拟裂纹的产生和扩展，需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive层。建立cohesive层的方法主要有： 方法一、建立完整的结构（如图1（a）所示），然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive 单元，用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点，并以此传递力和位移。 方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束，使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调，如图1（b）所示。 （a）cohesive单元与其他单元公用节点（b）独立的网格通过“tie”绑定 图1.建模方法 上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie”很繁琐；因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。 材料属性 应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction-separation描述；另一种是基于连续体描述。其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛。 而在基于traction-separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。注意图中纵坐标为应力，而横坐标为位移，因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive单元的刚度。曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。因此在定义cohesive

ABAQUS中梁板壳单元的弯曲问题 曲哲 2007-4-3 一、Euler-Bernoulli梁与Timoshenko梁 在ABAQUS的单元库中，所有三次插值的梁单元（如B23，B33等），均为Euler-Bernoulli梁，而所 有线性和二次插值的梁单元（如B21，B22，B31，B32等），均为Timoshenko梁。 （1）细长梁与深梁 B23为2结点三次插值的Euler-Bernoulli梁。由于在形成单元刚度矩阵时等效载荷项的被积函数至少 是3次的，所以至少需要2个积分点才能达到完全的高斯积分。而在ABAQUS中，B23有3个积分点， 这意味着被积函数可以达到5次。总之B23是完全积分的单元。而B21和B22分别为2结点线性插值和3 结点二次插值的Timoshenko梁，并且默认的采用减缩积分来避免剪切锁死。B22只有2个积分点，B21 只有1个积分点，它们都只能达到1次的插值精度。 表1：集中力作用下悬臂梁的自由端挠度（mm） 细长梁（l/h=10）深梁（l/h=3） 材力解 1 2 4 材力解 4 2 单元个数 1 0.1080 0.1080 4.000 4.000 4.000 0.10800.1080 B23（E-B梁） 4.000 B21（Timoshenko梁） 3.734 3.955 4.010 4.000 0.10860.1145 0.1160 0.1080 B22（Timoshenko梁） 4.028 4.028 4.028 4.000 0.11650.1165 0.1165 0.1080 表1比较了上述三种梁单元在应用于细长梁和深梁受弯时的表现。问题描述如图1所示，为端部受集 中载荷的悬臂梁。E-B梁B23完全忠实于材料力解的解答，不考虑剪切应变的影响，并且只用1个B23单 元就可以得到与材力解一致的结果。B21和B22考虑了梁的剪切变形，其分析得到的挠度略大于材力解。 同时可以看出，B21和B22用于细长梁时并没有发生剪切自锁。 图1：悬臂梁的构型图与截面图 图2：网格划分（2个单元）

基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析 （梁单元和实体单元） 对于简支梁，基于 ABAQUS2016，首先用梁单元分析了梁受力作用下的应力，变形，剪力和力矩；对同一模型，并用实体单元进行了相应的分析。另外， 还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。 对于CAE仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作，不过在后面上 传了对应的cae，odb，inp文件。不过要注意的是本文采用的是ABAQUS2016 进行计算，低版本可能打不开，可以自己提交inp文件自己计算即可。可以到 小木虫搜索：“基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件 下载。 对于一简支梁，其结构简图如下所示，梁的一段受固支，一段受简支，在 梁的两端受集中载荷，梁的大直径D=180mm，小直径d=150mm，a=200mm， b=300mm，l=1600mm，F=300000N。现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受 力情况，变形情况，以及分析其剪力和弯矩等。材料采用45#钢，弹性模量 E=2.1e6MPa，泊松比v=0.28。 图1 简支梁结构简图 1.梁单元分析 ABAQUS2016中对应的文件为beam-shaft.cae ，beam-shaft.odb，beam-shaft.inp。 在建立梁part的时候，采用三维线性实体，按照图1所示尺寸建立，然后 在台阶及支撑梁处进行分割，结果如图2所示。

图2 建立part并分割 接下来为梁结构分配材料，创建材料，定义弹性模量和泊松比，创建梁截 面形状，如图3，非别定义两个圆，圆的直接分别为180和150mm。然后创建 两个截面，截面选择梁截面，再选择图2中的所有梁，定义梁的方向矢量为（0，0，-1）（点击图3中的n2，n1，t那个图标即可创建梁的方向矢量），最后把 创建好的梁赋给梁结构。 图3 创建梁截面形状 接下来装配实体，再创建分析步，在创建分析步的时候，点击主菜单栏的Output，编辑Edit Field Output Request，在SF前面打钩，这样就可以在结果后 处理中输出截面剪力和力矩，如图4所示。在Load加载中，在固支处剪力边界 条件，约束x，y，z，及绕x和y轴的转动，如图5所示，同理，在固支另一处约束y，z，及绕x和y轴的转动。在梁的两端添加集中力，集中力的大小为300000N。最后对实体部件进行分网，采用B32梁单元，网格尺寸为10。完成

ABAQUS应用梁单元计算简支梁 对于梁的分析可以使用梁单元、壳单元或是固体单元。Abaqus的梁单元需要设定线的方向，用选中所需要的线后，输入该线梁截面的主轴1方向单位矢量(x,y,z)，截面的主轴方向在截面Profile设定中有规定。 注意： 因为ABAQUS软件没有UNDO功能，在建模过程中，应不时地将本题的CAE模型（阶段结果）保存，以免丢失已完成的工作。 简支梁，三点弯曲，工字钢构件，结构钢材质，E=210GPa，μ=0.28，ρ=7850kg/m3（在不计重力的静力学分析中可以不要）。F=10kN，不计重力。计算中点挠度，两端转角。理论解：I=2.239×10-5m4，w中=2.769×10-3m，θ边=2.077×10-3。 文件与路径： 顶部下拉菜单File, Save As ExpAbq00。 一部件 1 创建部件：Module，Part，Create Part， 命名为Prat-1；3D，可变形模型，线，图形大约范围10(程序默认长度单位为m)。 2 绘模型图：选用折线，从(0,0)→(2,0)→(4,0)绘出梁的轴线。 3 退出：Done。 二性质 1 创建截面几何形状：Module，Property，Create Profile， 命名为Profile-1，选I型截面，按图输入数据，l=0.1，h=0.2，b l=0.1，b2=0.1，t l=0.01，t2=0.01，t3=0.01，关闭。 2 定义梁方向：Module，Property，Assign Beam Orientation， 选中两段线段，输入主轴1方向单位矢量(0,0,1)或(0,0,-1)，关闭。 3 定义截面力学性质：Module，Property，Create Section， 命名为Section-1，梁，梁，截面几何形状选Profile-1，输入E=210e9（程序默认单位为N/m2，GPa=109 N/m2）， G=82.03e9，ν=0.28，关闭。

线性静力学分析实例——以悬臂梁为例 线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型，不涉及任何非线性（材料非线性、几何非线性、接触等），也不考虑惯性及时间相关的材料属性。在ABAQUS 中，该类问题通常采用静态通用（Static，General）分析步或静态线性摄动（Static，Linear perturbation）分析步进行分析。 线性静力学问题很容易求解，往往用户更关系的是计算效率和求解效率，希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间，特别是大型模型。这主要取决于网格的划分，包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。在一般的分析中，应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/六面体单元，在主要的分析部位设置较密的种子；若主要分析部位的网格没有大的扭曲，使用非协调单元（如CPS4I、C3D8I）的性价比很高。对于复杂模型，可以采用分割模型的方法划分二次四边形/六面体单元；有时分割过程过于繁琐，用户可以采用精度较高的二次三角形/四面体单元进行网格划分。 悬臂梁的线性静力学分析 1.1 问题的描述 一悬臂梁左端受固定约束，右端自由，结构尺寸如图1-1所示，求梁受载后的Mises应力、位移分布。 ν 材料性质：弹性模量3 = E=，泊松比3.0 2e 均布载荷：F=103N 图1-1 悬臂梁受均布载荷图 1.2 启动ABAQUS 启动ABAQUS有两种方法，用户可以任选一种。 （1）在Windows操作系统中单击“开始”--“程序”--ABAQUS 6.10 --

ABAQUS/CAE。 （2）在操作系统的DOS窗口中输入命令：abaqus cae。 启动ABAQUS/CAE后，在出现的Start Section（开始任务）对话框中选择Create Model Database。 1.3 创建部件 在ABAQUS/CAE顶部的环境栏中，可以看到模块列表：Module：Part，这表示当前处在Part（部件）模块，在这个模块中可以定义模型各部分的几何形体。可以参照下面步骤创建悬臂梁的几何模型。 （1）创建部件。对于如图1-1所示的悬臂梁模型，可以先画出梁结构的二维截面（矩形），再通过拉伸得到。 单击左侧工具区中的（Create Part）按钮，或者在主菜单里面选择Part--Create，弹出如图1-2所示的Create Part对话框。 图1-2 Create Part对话框 在Name（部件名称）后面输入Beam，Modeling Space（模型所在空间）设

Abaqus梁的开裂模拟计算报告 1.问题描述 利用ABAQUS有限元软件分析如图1.1所示的钢筋混凝土梁的裂缝开展。参考文献Brena et al.（2003）得到梁的基本数据： 图1.1 Brena et al.（2003）中梁C尺寸 几何尺寸：跨度3000mm，截面宽203mm，高406mm的钢筋混凝土梁 由文献Chen et al. 2011得材料特性： 1.混凝土：抗压强度f c’=35.1MPa，抗拉强度f t= 2.721MPa，泊松比ν=0.2，弹性模量 E c=28020MPa； 2.钢筋：弹性模量为E c=200GPa，屈服强度f ys=f yc=440MPa，f yv=596MPa 3.混凝土垫块：弹性模量为E c=28020MPa，泊松比ν=0.2 2.建模过程 1)Part 打开ABAQUS使用功能模块，弹出窗口Create Part，参数为：Name：beam；Modeling Space：2D；Type：Deformable；Base Feature─Shell；Approximate size：2000。点击Continue 进入Sketch二维绘图区。由于该梁关于Y轴对称，建模的时候取沿X轴的一半作为模拟对象。 使用功能模块，分别键入独立点(0,0),(1600,0),(1600,406),(406,0),(0,0)并按下下方提 示区的Done，完成草图。 图2.1 beam 部件二维几何模型

相同的方法建立混凝土垫块： 图2.2 plate 部件二维几何模型 所选用的点有(0,0),(40,0),(40,10),(0,10) 受压区钢筋： 在选择钢筋的base feature的时候选择wire，即线模型。 图2.3 compression bar 部件二维几何模型 选取的点(0,0),(1575,0) 受拉区钢筋： 图2.4 tension bar 部件二维几何模型 选取的点(0,0),(1575,0) 箍筋： 图2.5 stirrup 部件二维几何模型 选取的点为(0,0),(0,330) 另外，此文里面为了作对比，部分的模型输入尺寸的时候为m，下面无特别说明尺寸都为mm。

基于ABAQUS 简支梁受力和弯矩的相关分析 （梁单元和实体单元） 对于简支梁，基于ABAQUS2016，首先用梁单元分析了梁受力作用下的应 力，变形，剪力和力矩；对同一模型，并用实体单元进行了相应的分析。另 外，还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。 对于CAE 仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作，不过在后面上 传了对应的cae, odb , inp 文件。不过要注意的是本文采用的是 ABAQUS2016 进行计算，低版本可能打不开，可以自己提交 inp 文件自己计算即可。可以到 小木虫搜索：“基于ABAQUS 简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件 下载。 对于一简支梁，其结构简图如下所示，梁的一段受固支，一段受简支，在 梁的两端受集中载荷，梁的大直径 D=180mm ，小直径d=150mm ，a=200mm ， b=300mm , l=1600mm , F=300000N 。现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受 力情况，变形情况，以及分析其剪力和弯矩等。材料采用 45#钢，弹性模量 E=2.1e6MPa,泊松比 v=0.28。 1.梁单元分析 ABAQUS2016 中对应的文件为 beam-shaft.cae , beam-shaft.odb , beam- shaft.inp 。 在建立梁part 的时候，采用三维线性实体，按照图1所示尺寸建立，然后 在台阶及支撑梁处进行分割，结果如图 2所示 l b b a a A A C B A 图1简支梁结构简图

图2建立part并分割 接下来为梁结构分配材料，创建材料，定义弹性模量和泊松比，创建梁截面形状，如图3,非别定义两个圆，圆的直接分别为180和150mm。然后创建两个截面，截面选择梁截面，再选择图2中的所有梁，定义梁的方向矢量为 （0，0，-1）（点击图3中的n2, n 1，t那个图标即可创建梁的方向矢量），最后把创建好的梁赋给梁结构。 图3创建梁截面形状 接下来装配实体，再创建分析步，在创建分析步的时候，点击主菜单栏的Output，编辑Edit Field Output Request,在SF前面打钩，这样就可以在结果后处理中输出截面剪力和力矩，如图4所示。在Load加载中，在固支处剪力边界条件，约束x，y，z，及绕x和y轴的转动，如图5所示，同理，在固支另一处约束y，z，及绕x和y轴的转动。在梁的两端添加集中力，集中力的大小为300000N。最后对实体部件进行分网，采用B32梁单元，网格尺寸为10。完成

Abaqus梁结构经典计算 一榀轻钢结构库房框架，结构钢方管构件，材质E=210GPa，μ=， ρ=7850kg/m3（在不计重力的静力学分 析中可以不要）。F=1000N，此题要计入重力。计算水平梁中点下降位移。 文件与路径 顶部下拉菜单File, Save As ExpAbq02。 一部件 创建部件，命名为Prat-1。 3D，可变形模型，线，图形大约范围20(m)。 选用折线绘出整个图示屋架。 退出Done。 二性质 1 创建截面几何形状：Module，Property，Create Profile， 将截面(1)命名为Profile-1，选Box型截面，按图输入数据，关闭。直至完成截面(3)。 2 定义各段梁的方向： 选中所有立杆，输入截面主惯性轴1方向单位矢量(1,0,0)，选中横梁和斜杆，输入截面主轴1方向单位矢量(0,1,0)，关闭。还有好办法，请大家自己捉摸。

3 定义截面力学性质： 将截面(1) Profile-1命名为Section-1，梁，梁，截面几何形状选 Profile-1，输入E=210GPa，G=，ν=，ρ=7850，关闭。直至完成截面(3) Section-3。 4 将截面的几何、力学性质附加到部件上： 选中左右立柱和横梁，将各Section-1~3信息注入Part-1的各个杆件上，要对号入座。 5 保存模型： 将本题的CAE模型保存为。 三组装 创建计算实体，以Prat-1为原形，用Independent方式或Dependent生成实体。 四分析步 创建分析步，命名为Step-1，静态Static，通用General。 注释：无，时间：不变，非线性开关：关。 五载荷 1 施加位移边界条件： 命名为BC-1，在分析步Step-1中，性质：力学，针对位移和转角。 选中立柱两脚，约束全部自由度。 2 创建载荷： 命名为Load-1，在分析步Step-1中，性质：力学，选择集中力。 选中顶点，施加Fy=F2=-1000(N)。 六网格 对部件Prat-1进行。 1 撒种子： 针对部件，全局种子大约间距。 2 划网格： 针对部件，OK。 3 保存你的模型： 将本题的CAE模型保存为。

钢筋混凝土梁尺寸下图1所示，该梁为对称结构，两端简支，承受对称的位移荷载，两位移荷载间距为1000mm，方向向下，大小为10mm。简支梁上部配有两根直径为10mm的架立钢筋，下部配有两根直径为18mm的受力纵筋，直径为10mm的箍筋满布整个简支梁。 混凝土的材料参数如下：C45,f ck=26.9MPa,E c=3.35×104MPa;C55,f ck=35.5MPa,E c=3.55×104MPa; 架立钢筋和箍筋的材料参数如下：f yk=235MPa,f uk=315MPa,E s=200GPa;纵筋的材料参数如下：f yk=275MPa,f uk=345MPa,E s=200GPa 图1 采用ABAQUS软件对上图1中的钢筋混凝土梁进行非线性分析，要求采用abaqus standard求解器 要求出具分析报告，报告包含以下几个章节：模型说明（3分）、单元类型及尺寸（2分）、材料模型（3分）、相互作用关系说明（2分）、边界条件（2分）等有限元分析要素。 结果包括： 1、应力云图，针对钢筋等提供Mises第一主应力。（7分） 2、应变云图，混凝土提供LE应变。（7分）

3、荷载—跨中挠度曲线。（7分） 4、跨中主筋荷载—应变曲线。（7分） 注：各尺寸大小如下表1所示 提示：集中位移荷载可模拟加载装置（例如加载板宽100mm）以解决分析收敛问题，加载板宽度需在报告中进行说明。 报告提交日期：2017年11月13日。 表1 学生学号与分析参数对应表

钢筋混凝土梁abaqus 分析报告 学院： 姓名： 学号： 指导老师： 年月日

钢筋混凝土的分析参数分析参数如下：b=200mm,h=300mm,L=3200mm,箍筋间距为100mm，混凝土采用C45标号。 第一章数值模型 模型说明 混凝土梁尺寸为200mm*300mm*3200mm，模型如图所示： 箍筋尺寸为140mm*240mm，断面面积为78.5398mm2，采用三维线模型，如图所示：

Abaqus分析实例（梁单元计算简支梁的挠度）精讲 对于梁的分析可以使用梁单元、壳单元或是固体单元。Abaqus的梁单元需要设定线的方向，用选中所需要的线后，输入该线梁截面的主轴1方向单位矢量(x,y,z)，截面的主轴方向在截面Profile设定中有规定。 注意： 因为ABAQUS软件没有UNDO功能，在建模过程中，应不时地将本题的CAE模型（阶段结果）保存，以免丢失已完成的工作。 简支梁，三点弯曲，工字钢构件，结构钢材质，E=210GPa，μ=0.28，ρ=7850kg/m3（在不计重力的静力学分析中可以不要）。F=10k N，不计重力。计算中点挠度，两端转角。理论解：I=2.239×10-5m4，w中=2.769×10-3m，θ边=2.077×10-3。 文件与路径： 顶部下拉菜单File, Save As ExpAbq00。 一部件 1 创建部件：Module，Part，Create Part， 命名为Prat-1；3D，可变形模型，线，图形大约范围10(程序默认长度单位为m)。 2 绘模型图：选用折线，从(0,0)→(2,0)→(4,0)绘出梁的轴线。 3 退出：Done。 二性质 1 创建截面几何形状：Module，Property，Create Profile， 命名为Profile-1，选I型截面，按图输入数据，l=0.1，h=0.2，b l=0.1，b2=0.1，t l=0.01，t2=0.01，t3=0.01，关闭。 2 定义梁方向：Module，Property，Assign Beam Orientation，

选中两段线段，输入主轴1方向单位矢量(0,0,1)或(0,0,-1)，关闭。 3 定义截面力学性质：Module，Property，Create Section， 命名为Section-1，梁，梁，截面几何形状选Profile-1，输入E=210e9（程序默认单位为N/m2，GPa=109N/m2）， G=82.03e9，ν=0.28，关闭。 4 将截面的几何、力学性质附加到部件上：Module，Property，Assign Section， 选中两段线段，将Section-1信息注入Part-1。 三组装 创建计算实体：Module，Assembly，顶部下拉菜单Instance，Create， Create Instance，以Prat-1为原形，用Independent方式生成实体。 四分析步 创建分析步：Module，Step， Create Step，命名为Step-1，静态Static，通用General。注释：无，时间：不变，非线性 开关：关。 五载荷 1 施加位移边界条件：Module，Load，Create Boundary Condition， 命名为BC-1，在分析步Step-1中，性质：力学，针对位移和转角，Continue。选中梁左端，Done，约束u1、u2、u3、u R1、u R2各自由度。 命名为BC-2，在分析步Step-1中，性质：力学，针对位移和转角，Continue。选中梁右端，Done，约束u2、u3、u R1、u R2各自由度。 2 创建载荷：Module，Load，Create Load， 命名为Load-1，在分析步Step-1中，性质：力学，选择集中力Concentrated Force，Continue。选中梁中点，Done，施加F y(CF2)=-10000（程序默认单位为N）。 六网格 对实体Instance进行。 1 撒种子：Module，Mesh，顶部下拉菜单Seed，Instance， Global Seeds，Approximate g lobal size 0.2全局种子大约间距0.2。 2 划网格：Module，Mesh，顶部下拉菜单Mesh，Instance，yes。 七建立项目 1 建立项目：Module，Job，Create Job，Instance，

1.梁C 的主要参数： 其中：梁长3000mm ，高为406mm ，上下部保护层厚度为38mm ，纵筋端部保护层厚度为25mm 抗压强度：35.1MPa 抗拉强度：2.721MPa 受拉钢筋为2Y16，受压钢筋为2Y9.5，屈服强度均为440MPa 箍筋：Y7@102，屈服强度为596MPa 2.混凝土及钢筋的本构关系 1、运用陈光明老师的论文（Chen et al. 2011）来确定混凝土的本构关系： 受压强度： 其中C a E ==28020，c f ρσ'=，0.002ρε= 2、受压强度与开裂位移的相互关系：

其中123.0, 6.93c c == 3、损伤因子： 其中c h = e=10（选取网格为10mm ） 4、钢筋取理想弹塑性 5、名义应力应变和真实应力及对数应变的转换： ln (1) ln(1)true nom nom Pl true nom E σσεσεε=+=+- 6、混凝土最终输入的本构关系如下： compressive behavior tensile behavior tension damage yield stress inelastic strain yield stress displacement parameter displacement 21.50274036 0 2.721 0 25.56359281 2.72247E-05 2.683556882 0.0003129 0.18766492 0.0003129 28.88477336 8.85105E-05 2.646628319 0.0006258 0.31902609 0.0006258 31.43501884 0.000177278 2.610210508 0.0009387 0.41606933 0.0009387 33.24951537 0.000292271 2.574299562 0.0012516 0.49065237 0.0012516 34.40787673 0.000430648 2.538891515 0.0015645 0.54973463 0.0015645 35.01203181 0.000588772 2.503982327 0.0018774 0.5976698 0.0018774 35.16872106 0.000762833 2.46956789 0.0021903 0.63732097 0.0021903 34.97805548 0.000949259 2.435644029 0.0025032 0.67064827 0.0025032 34.52749204 0.001144928 2.402206512 0.0028161 0.69903885 0.0028161 33.88973649 0.001347245 2.369251048 0.003129 0.72350194 0.003129 33.17350898 0.001541185 2.336773294 0.0034419 0.74478941 0.0034419 32.38173508 0.001737792 2.30476886 0.0037548 0.76347284 0.0037548 31.54367693 30.68161799 0.001936023 0.002135082 2.27323331 2.242162167 0.0040677 0.0043806 0.77999451 0.79470205 0.0040677 0.0043806

第六章梁单元的应用 对于某一方向尺度 (长度方向)明显大于其它两个方向的尺度，并且以纵向应力为主的结构，ABAQUS用梁单元对它模拟。梁的理论是基于这样的假设：结构的变形可以全部由沿梁长度方向的位置函数来决定。当梁的横截面的尺寸小于结构典型轴向尺寸的1/10时,梁理论能够产生可接受的结果。典型轴向尺寸的例子如下： ·支承点之间的距离。 ·有重大变化的横截面之间的距离。 ·所关注的最高振型的波长。 ABAQUS梁单元假定梁横截面与梁的轴向垂直，并在变形时保持为平面。 切不要误解为横截面的尺寸必须小于典型单元长度的1/10，高度精细的网格可能包含长度小于横截面尺寸的梁单元，不过并不推荐这种方式，这种情况下实体单元更适合。 6.1 梁横截面的几何形状 可以给出梁横截面的形状和尺寸来定义梁的外形,也可以给出梁横截面工程性质（如面积和惯性矩）来定义一般梁的外形。 如果用梁横截面的形状和尺寸来定义梁的外形，ABAQUS提供了如图6－1所示的各种常用的梁横截面形式可资利用。使用其中的任意多边形横截面可以定义任意形状的薄壁截面梁。详情可参考ABAQUS/标注用户手册中15.3.9节。 图6-1梁横截面形状 在定义梁横截面的几何形状时，ABAQUS/CAE会提示输入所需尺寸，不同的横截面类型会有不同的尺寸要求。如果梁的外形与梁横截面的截面性质有关时，可以要求在分析过程中计算横截面的工程性质，也可以要求在分析开始前预先计算横截面的工程性质。当材料的力学特性既有线性又有非线性时（例如，截面刚度因塑性屈服而改变），可以选用第一种方式，而对线弹性材料，第二种方式效率更高。 也可以不给出横截面尺寸，而直接给出横截面的工程性质（面积、惯性矩和扭转常数），这时材料的力学特性既可以是线性的也可以是非线性的。这样就可以组合梁的几何和材料特性来定义梁对荷载的响应，同样，响应也可以是线性或非线性的。详情可参考ABAQUS/标准用户手册中15.3.7节。 6.1.1 截面计算点 梁横截面的几何形状和尺寸确定后，就要在分析过程中计算横截面的工程性质，

. Abaqus 课程报告 ——悬臂梁 一、问题描述 分析悬臂梁 悬臂梁简图如下，它由钢材制成，400mm 长，具有40mm×60mm 的横截 面。钢的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。 除了以上数据外，载荷位置，方向和大小也已标示在上图中；再无其它可利用的数据。 要求： 分析完成后要求写出完整的分析报告，分析报告包括模型，分析，分析结果的述，对模型、分析和分析结果的讨论以及结论这样几个部分。讨论中的问题论述要求有文献证据和直接证据，可能在报告的最后部分要附上参考文献。讨论中要包括理论解，模型的误差，分析的误差，不同分析方案的比较（如果有不同的.

. 分析方案的话）。使用不同的单元，（如梁单元B21、B31、B22 和B32；实体单元C3D8、C3D8R、C3D20、C3D20R、C3D8I、C3D8H、C3D8RH 和C3D20RH）和不同的单元划分等等对问题进行分析和比较。： 二、模型建立与求解 1.part 针对该悬臂梁模型，拟定使用3D实体梁单元。挤压成型方式 材料属性2. 0.3。200Gpa材料为钢材，弹性模量，泊松比截面属性3. homogeneoussolid截面类型定义为，。. .

4.组装 在本例中只有一个装配部件，组装时即可选择independent，也可选择dependent的方式。 5.建立分析步 在对模型施加荷载和边界条件之前或者定义模型的接触问题之前，必须定义分析步。然后可以指定在哪一步施加荷载，在哪一步施加边界条件，哪一步去定相互关联。 ABAQUS的各种载荷要分别加载在不同的分析步中，比如像竖向载荷、偏转角度、水平载荷要分别建立三个载荷步。常用的分析类型有通用分析（General）和线性摄动分析（Linear perturbation）两种。线性摄动分析是关于动态分析的分析步。本例只需用到通用分析（General）中的静态通用分析（Static，General）。 6.施加边界条件与载荷 对于悬臂梁，左端为固定约束，在Abaqus中约束类型为encastre，载荷类型为集中载荷，沿Y轴负向-2500N。图为施加边界条件与载荷后。 . . 7.网格划分

ABAQUS简支梁分析(梁单元和实体单元)

基于ABAQUS 简支梁受力和弯矩的相关分析 （梁单元和实体单元） 对于简支梁，基于 ABAQUS2016，首先用梁单元分析了梁受力作用下的应力，变形，剪力和力矩；对同一模型，并用实体单元进行了相应的分析。另外，还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。 对于CAE 仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作，不过在后面上传了对应的cae ，odb ，inp 文件。不过要注意的是本文采用的是ABAQUS2016进行计算，低版本可能打不开，可以自己提交inp 文件自己计算即可。可以到小木虫搜索：“基于ABAQUS 简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件下载。 对于一简支梁，其结构简图如下所示，梁的一段受固支，一段受简支，在梁的两端受集中载荷，梁的大直径D =180mm ，小直径d =150mm ，a =200mm ，b =300mm ，l =1600mm ，F =300000N 。现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受力情况，变形情况，以及分析其剪力和弯矩等。材料采用45#钢，弹性模量E =2.1e6MPa ，泊松比v =0.28。 l a a b b F F C A B 图1 简支梁结构简图 1.梁单元分析 ABAQUS2016中对应的文件为beam-shaft.cae ，beam-shaft.odb ，beam-shaft.inp 。 在建立梁part 的时候，采用三维线性实体，按照图1所示尺寸建立，然后在台阶及支撑梁处进行分割，结果如图2所示。

图2 建立part并分割 接下来为梁结构分配材料，创建材料，定义弹性模量和泊松比，创建梁截面形状，如图3，非别定义两个圆，圆的直接分别为180和150mm。然后创建两个截面，截面选择梁截面，再选择图2中的所有梁，定义梁的方向矢量为（0，0，-1）（点击图3中的n2，n1，t那个图标即可创建梁的方向矢量），最后把创建好的梁赋给梁结构。 图3 创建梁截面形状 接下来装配实体，再创建分析步，在创建分析步的时候，点击主菜单栏的Output，编辑Edit Field Output Request，在SF前面打钩，这样就可以在结果后处理中输出截面剪力和力矩，如图4所示。在Load加载中，在固支处剪力边界条件，约束x，y，z，及绕x和y轴的转动，如图5所示，同理，在固支另一处约束y，z，及绕x和y轴的转动。在梁的两端添加集中力，集中力的大小为300000N。最后对实体部件进行分网，采用B32梁单元，网格尺寸为10。完成

玻璃舞台的受力有限元分析 1.工程介绍 某露天大型玻璃平面舞台的钢结构如图1所示，每个分格x方向尺寸为1m，y方向尺寸为1m； 序号067，分格的列数（x向分格）=0×10+6+5=11，分格的行数（y向分格）=7+4=11。 钢结构的主梁（图二中截面单元）为高140宽120厚14的方钢管， 次梁（图三中管型单元）为直径60厚10的圆钢管（单位为毫米），材料均为碳素结构钢Q235；该结构固定支撑点位于左右两端主梁和最中间（如不是正处于X方向正中间，偏X坐标小处布置）的次梁的两端，如图2中标记为UxyzRxyz处。主梁和次梁之间是固接。玻璃采用四点支撑与钢结构连接（采用四点支撑表明垂直作用于玻璃平面的面载荷将传递作用于玻璃所在钢结构分格四周的节点处，表现为点载荷，如图4所示）；试对在垂直于玻璃平面方向的4 的面载荷（包括玻璃自重、钢结构自重、活载荷（人员与演出器械载荷）、风载荷等）作用下的舞台进行有限元分析（每分格面载荷对于每一支撑点的载荷可等效于1 的点载荷）。 2，有限元分析 (1)建立舞台模型，打开abaqus→在左上角module中选择part模块→create part（name：yxyzuoye，moding space:3D,type:deformable,shape:wire）→ X=11,Y=11 图一

(2)定义材料属性和截面形状， 在module中选择property模块→create material(Y=206Gpa,E=0.3) →create section 主梁截面形状及尺寸如图二 图二 次梁截面形状及尺寸如图三

图三 →赋予截面属性assign section →assign beam orientation→done (3)装配：进入assembly模块→create instance→点击ok完成装配。

在Abaqus中使用梁单元进行计算 在Abaqus中使用梁单元进行计算 (2012-03-26 11:28:00) 转载▼ 标签： 分类：ABAQUS abaqus 梁 杂谈 xiaozity助理工程师: 在练习老庄的Crane例题时，欲提取梁元的截面应力。反复折腾后，小小体会，总结如下：（1）书中讲到：“线性梁元B21、B31及二次梁元B22、B32是考虑剪切变形的Timoshenko 梁单元；而三次梁元B23、B33不能模拟剪切变形，属Euler梁单元”。 （2）众所周知，当要考虑剪切变形时，例如深梁，采用Timoshenko梁单元比较合适。三次梁元由于可模拟轴线方向的三阶变量，因而对static问题，一个构件常常用一个三次单元就足够，特别对于分布载荷的梁，三次梁元的精度相当高。 （3）Abaqus会默认在积分点处的若干截面点输入应力值；但用户可自定义应力输出的截面点位置，这通过property-section-manage-edit-output points 来定义输出应力值的截面点；（4）特别要指出的是，无论B22还是B33还是其它梁元，其输出的应力分量只有S11，如图所示；那么，现在的问题是： 1：S11代表什么应力，根据经验，大家会认为11是1方向的正应力或主应力等等 2：为什么没有S22、S33、S12...... 下面分别说明： 1：S11表达的是梁元的弯曲应力，即局部坐标系下截面上的正应力 2：只输出S11，而无其它应力，这是因为梁元之所以成为梁元，有一基本前提就是用梁元来模拟的构件，其正应力是最主要的，而剪应力是可忽略的；一个基本的佐证就是：众所周知，在建立梁的总势能方程时，总是讲剪切应变能是小量，因而它总是被忽略掉的；忽略剪应力的一个结果是：mises应力将与S11在数值上完全相同，不仅Abaqus如此，Ansys 也是如此，

Abaqus 课程报告 ——悬臂梁 一、问题描述 分析悬臂梁 悬臂梁简图如下，它由钢材制成，400mm 长，具有40mm×60mm 的横截面。钢的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。 除了以上数据外，载荷位置，方向和大小也已标示在上图中；再无其它可利用的数据。 要求： 分析完成后要求写出完整的分析报告，分析报告包括模型，分析，分析结果的述，对模型、分析和分析结果的讨论以及结论这样几个部分。讨论中的问题论述要求有文献证据和直接证据，可能在报告的最后部分要附上参考文献。讨论中要包括理论解，模型的误差，分析的误差，不同分析方案的比较（如果有不同的分析方案的话）。使用不同的单元，（如梁单元B21、B31、B22 和B32；实体单元C3D8、C3D8R、C3D20、C3D20R、C3D8I、C3D8H、C3D8RH 和C3D20RH）和不同的单元划分等等对问题进行分析和比较。： 二、模型建立与求解 1.part 针对该悬臂梁模型，拟定使用3D实体梁单元。挤压成型方式

2.材料属性 材料为钢材，弹性模量200Gpa，泊松比0.3。 3.截面属性 截面类型定义为solid，homogeneous。 4.组装 在本例中只有一个装配部件，组装时即可选择independent，也可选择dependent的方式。 5.建立分析步 在对模型施加荷载和边界条件之前或者定义模型的接触问题之前，必须定义分析步。然后可以指定在哪一步施加荷载，在哪一步施加边界条件，哪一步去定相互关联。 ABAQUS的各种载荷要分别加载在不同的分析步中，比如像竖向载荷、偏转角度、水平载荷要分别建立三个载荷步。常用的分析类型有通用分析（General）和线性摄动分析（Linear perturbation）两种。线性摄动分析是关于动态分析的分析步。本例只需用到通用分析（General）中的静态通用分析（Static，General）。 6.施加边界条件与载荷