CAE軟件操作小百科19

從曙光　武秀根

1 在Abaqus的Sketch模塊中繪制草圖有哪些常用操作？

（1）在Create Part時(shí)，在Approximate Size對(duì)話框中填寫合適尺寸（一般比所建草圖尺寸大1倍左右）；如果已經(jīng)在Sketch模塊中，可以在Edit→Sketcher Options→…→General的Sheet Size選項(xiàng)中更改尺寸，在Grid Spacing選項(xiàng)中更改精度.

（2）在Edit→Sketcher Options→…→General中的Dimensions和Constraints選項(xiàng)中，可以設(shè)置自動(dòng)標(biāo)注尺寸和添加約束類型.

（3）在Edit→Sketcher Options→…→General中的Image選項(xiàng)中可以導(dǎo)入圖片，利用圖片中的物體輪廓建立草圖.

2 Abaqus的非獨(dú)立部件實(shí)體與獨(dú)立部件實(shí)體的區(qū)別是什么？

在Assembly模塊中建立部件實(shí)體時(shí)，有Dependent（mesh on part）和Independent（mesh on instance）2種類型，分別稱為非獨(dú)立部件實(shí)體（dependent part instance）和獨(dú)立部件實(shí)體（in dependent part instance），兩者區(qū)別見表1.

3 如何在Abaqus中對(duì)Part賦予多種材料屬性？

Abaqus默認(rèn)操作是對(duì)一個(gè)Part賦予一種材料屬性.如果需要對(duì)一個(gè)Part賦予多種材料屬性，可以在Property模塊中：二維模型——在Tools→Partition→…中選擇Face，并在Method中選擇分割方法；三維模型——在Tools→Partition→…中選擇Cell，并在Method中選擇分割方法.對(duì)分割后的各部分分別賦予材料屬性.

不能對(duì)同一部件同時(shí)創(chuàng)建這兩種部件實(shí)體.如果集合中包含許多具有相同性質(zhì)的部件，則創(chuàng)建非獨(dú)立部件實(shí)體；反之，如果集合中包含許多不同性質(zhì)的部件，則創(chuàng)建獨(dú)立部件實(shí)體.在模型樹中可以更改部件實(shí)體類型.

4 在Abaqus的Step設(shè)置中，Maximum number of increments，Initial increment size，Minimum increment size與Maximum increment size這4個(gè)量之間的關(guān)系怎樣？應(yīng)如何設(shè)置？

Abaqus迭代過(guò)程如下：Abaqus首先用Initial值輸入進(jìn)行迭代計(jì)算，如果計(jì)算結(jié)果收斂，則以該值代

入下一步計(jì)算；如果不收斂，則自動(dòng)減小時(shí)間步長(zhǎng)重新計(jì)算，直到收斂然后計(jì)算下一步.如果時(shí)間步長(zhǎng)減

小到最小值時(shí)計(jì)算結(jié)果仍不收斂，Abaqus將停止計(jì)算.其中，Abaqus會(huì)根據(jù)上一步的迭代時(shí)間按照特定規(guī)則“增加”/“折減”以確定下一步時(shí)間步，具體可參考相關(guān)資料.

對(duì)于容易收斂的問(wèn)題，Initial increment size一般設(shè)為1即可.對(duì)于難于收斂的非線性問(wèn)題可適當(dāng)設(shè)小.Initial increment size設(shè)置太小，增加計(jì)算時(shí)間；設(shè)置太大，Abaqus被迫進(jìn)行多次“折減”，甚至不收斂.

Minimum increment size一般使用默認(rèn)值（分析步時(shí)間乘以10-5），對(duì)于復(fù)雜非線性問(wèn)題，可將其再減少1～2個(gè)數(shù)量級(jí)；如果還不收斂，可考慮減少空間步長(zhǎng)（網(wǎng)格尺寸）.

Maximum increment size對(duì)收斂沒有影響，一般采用默認(rèn)值（分析步時(shí)間）.Maximum number of increments默認(rèn)值為100.對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，可以盡量將此參數(shù)設(shè)置大些.

5 Abaqus定義過(guò)盈接觸（Contact interference）應(yīng)注意什么？

（1）過(guò)盈配合與載荷類似，無(wú)法在初始分析步中定義.

（2）在Interaction模塊中用Interaction→Create創(chuàng)建接觸對(duì)，在隨后彈出的窗口Edit interaction中的Interference fit…中定義過(guò)盈.在Magnitude at start of step中填寫的參數(shù)應(yīng)為負(fù)值.負(fù)值表示過(guò)盈接觸，正值表示兩面之間存在間隙.

（3）若使用Abaqus默認(rèn)的幅值曲線Ramp，Abaqus會(huì)在分析步開始時(shí)施加全部的過(guò)盈量，然后使其逐漸減少，到分析步結(jié)束時(shí)過(guò)盈量降至0，即在分析步結(jié)束時(shí)模型沒有過(guò)盈接觸.因此，一般不使用默認(rèn)的幅值曲線Ramp，而使用自定義的幅值曲線，使過(guò)盈幅值在整個(gè)分析步中從0逐漸增大到1.

6 如何在Abaqus中定義隨時(shí)間和坐標(biāo)變化的面力？

通過(guò)以下步驟，在Load模塊中定義非定常非均勻分布的面力：

（1）選擇Tools→Analytical field→Create…，Type選擇Expression field，輸入外載荷分布表達(dá)式.

（2）選擇Tools→Amplitude→Create…，創(chuàng)建外載荷隨時(shí)間變化的幅值曲線.

（3）施加載荷，定義Edit load對(duì)話框，在Distribution和Amplitude中分別調(diào)用步驟（1）和（2）中定義的載荷分布形式和幅值曲線.一般地，還應(yīng)將Step中的Incrementation設(shè)置為Fixed，并選擇合適的時(shí)間增量步.

其他形式的變載荷方法相似.

7 在Abaqus后處理中，Legend中顯示的“AVG：75%”表示什么？

“AVG：75%”一般在顯示單元的應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)出現(xiàn)，是系統(tǒng)默認(rèn)的平均閾值.單元上的各個(gè)量通過(guò)節(jié)點(diǎn)上的相應(yīng)量插值得到.后處理中的這個(gè)百分?jǐn)?shù)（如默認(rèn)75%）定義指定節(jié)點(diǎn)上的量被插值的方式.

在后處理中，可通過(guò)Results→Option的Computation選項(xiàng)進(jìn)行自定義.

8 如何顯示應(yīng)力和應(yīng)變等的最大值、最小值及其位置？

在Visualization模塊中，選擇Options→Contour→…→Limits標(biāo)簽，分別勾選Max和Min的Show Location選項(xiàng).

（摘自同濟(jì)大學(xué)鄭百林教授《CAE操作技能與實(shí)踐》課程講義.）endprint

1 在Abaqus的Sketch模塊中繪制草圖有哪些常用操作？

（1）在Create Part時(shí)，在Approximate Size對(duì)話框中填寫合適尺寸（一般比所建草圖尺寸大1倍左右）；如果已經(jīng)在Sketch模塊中，可以在Edit→Sketcher Options→…→General的Sheet Size選項(xiàng)中更改尺寸，在Grid Spacing選項(xiàng)中更改精度.

（2）在Edit→Sketcher Options→…→General中的Dimensions和Constraints選項(xiàng)中，可以設(shè)置自動(dòng)標(biāo)注尺寸和添加約束類型.

（3）在Edit→Sketcher Options→…→General中的Image選項(xiàng)中可以導(dǎo)入圖片，利用圖片中的物體輪廓建立草圖.

2 Abaqus的非獨(dú)立部件實(shí)體與獨(dú)立部件實(shí)體的區(qū)別是什么？

在Assembly模塊中建立部件實(shí)體時(shí)，有Dependent（mesh on part）和Independent（mesh on instance）2種類型，分別稱為非獨(dú)立部件實(shí)體（dependent part instance）和獨(dú)立部件實(shí)體（in dependent part instance），兩者區(qū)別見表1.

3 如何在Abaqus中對(duì)Part賦予多種材料屬性？

Abaqus默認(rèn)操作是對(duì)一個(gè)Part賦予一種材料屬性.如果需要對(duì)一個(gè)Part賦予多種材料屬性，可以在Property模塊中：二維模型——在Tools→Partition→…中選擇Face，并在Method中選擇分割方法；三維模型——在Tools→Partition→…中選擇Cell，并在Method中選擇分割方法.對(duì)分割后的各部分分別賦予材料屬性.

不能對(duì)同一部件同時(shí)創(chuàng)建這兩種部件實(shí)體.如果集合中包含許多具有相同性質(zhì)的部件，則創(chuàng)建非獨(dú)立部件實(shí)體；反之，如果集合中包含許多不同性質(zhì)的部件，則創(chuàng)建獨(dú)立部件實(shí)體.在模型樹中可以更改部件實(shí)體類型.

4 在Abaqus的Step設(shè)置中，Maximum number of increments，Initial increment size，Minimum increment size與Maximum increment size這4個(gè)量之間的關(guān)系怎樣？應(yīng)如何設(shè)置？

Abaqus迭代過(guò)程如下：Abaqus首先用Initial值輸入進(jìn)行迭代計(jì)算，如果計(jì)算結(jié)果收斂，則以該值代

入下一步計(jì)算；如果不收斂，則自動(dòng)減小時(shí)間步長(zhǎng)重新計(jì)算，直到收斂然后計(jì)算下一步.如果時(shí)間步長(zhǎng)減

小到最小值時(shí)計(jì)算結(jié)果仍不收斂，Abaqus將停止計(jì)算.其中，Abaqus會(huì)根據(jù)上一步的迭代時(shí)間按照特定規(guī)則“增加”/“折減”以確定下一步時(shí)間步，具體可參考相關(guān)資料.

對(duì)于容易收斂的問(wèn)題，Initial increment size一般設(shè)為1即可.對(duì)于難于收斂的非線性問(wèn)題可適當(dāng)設(shè)小.Initial increment size設(shè)置太小，增加計(jì)算時(shí)間；設(shè)置太大，Abaqus被迫進(jìn)行多次“折減”，甚至不收斂.

Minimum increment size一般使用默認(rèn)值（分析步時(shí)間乘以10-5），對(duì)于復(fù)雜非線性問(wèn)題，可將其再減少1～2個(gè)數(shù)量級(jí)；如果還不收斂，可考慮減少空間步長(zhǎng)（網(wǎng)格尺寸）.

Maximum increment size對(duì)收斂沒有影響，一般采用默認(rèn)值（分析步時(shí)間）.Maximum number of increments默認(rèn)值為100.對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，可以盡量將此參數(shù)設(shè)置大些.

5 Abaqus定義過(guò)盈接觸（Contact interference）應(yīng)注意什么？

（1）過(guò)盈配合與載荷類似，無(wú)法在初始分析步中定義.

（2）在Interaction模塊中用Interaction→Create創(chuàng)建接觸對(duì)，在隨后彈出的窗口Edit interaction中的Interference fit…中定義過(guò)盈.在Magnitude at start of step中填寫的參數(shù)應(yīng)為負(fù)值.負(fù)值表示過(guò)盈接觸，正值表示兩面之間存在間隙.

（3）若使用Abaqus默認(rèn)的幅值曲線Ramp，Abaqus會(huì)在分析步開始時(shí)施加全部的過(guò)盈量，然后使其逐漸減少，到分析步結(jié)束時(shí)過(guò)盈量降至0，即在分析步結(jié)束時(shí)模型沒有過(guò)盈接觸.因此，一般不使用默認(rèn)的幅值曲線Ramp，而使用自定義的幅值曲線，使過(guò)盈幅值在整個(gè)分析步中從0逐漸增大到1.

6 如何在Abaqus中定義隨時(shí)間和坐標(biāo)變化的面力？

通過(guò)以下步驟，在Load模塊中定義非定常非均勻分布的面力：

（1）選擇Tools→Analytical field→Create…，Type選擇Expression field，輸入外載荷分布表達(dá)式.

（2）選擇Tools→Amplitude→Create…，創(chuàng)建外載荷隨時(shí)間變化的幅值曲線.

（3）施加載荷，定義Edit load對(duì)話框，在Distribution和Amplitude中分別調(diào)用步驟（1）和（2）中定義的載荷分布形式和幅值曲線.一般地，還應(yīng)將Step中的Incrementation設(shè)置為Fixed，并選擇合適的時(shí)間增量步.

其他形式的變載荷方法相似.

7 在Abaqus后處理中，Legend中顯示的“AVG：75%”表示什么？

“AVG：75%”一般在顯示單元的應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)出現(xiàn)，是系統(tǒng)默認(rèn)的平均閾值.單元上的各個(gè)量通過(guò)節(jié)點(diǎn)上的相應(yīng)量插值得到.后處理中的這個(gè)百分?jǐn)?shù)（如默認(rèn)75%）定義指定節(jié)點(diǎn)上的量被插值的方式.

在后處理中，可通過(guò)Results→Option的Computation選項(xiàng)進(jìn)行自定義.

8 如何顯示應(yīng)力和應(yīng)變等的最大值、最小值及其位置？

在Visualization模塊中，選擇Options→Contour→…→Limits標(biāo)簽，分別勾選Max和Min的Show Location選項(xiàng).

（摘自同濟(jì)大學(xué)鄭百林教授《CAE操作技能與實(shí)踐》課程講義.）endprint

1 在Abaqus的Sketch模塊中繪制草圖有哪些常用操作？

（1）在Create Part時(shí)，在Approximate Size對(duì)話框中填寫合適尺寸（一般比所建草圖尺寸大1倍左右）；如果已經(jīng)在Sketch模塊中，可以在Edit→Sketcher Options→…→General的Sheet Size選項(xiàng)中更改尺寸，在Grid Spacing選項(xiàng)中更改精度.

（2）在Edit→Sketcher Options→…→General中的Dimensions和Constraints選項(xiàng)中，可以設(shè)置自動(dòng)標(biāo)注尺寸和添加約束類型.

（3）在Edit→Sketcher Options→…→General中的Image選項(xiàng)中可以導(dǎo)入圖片，利用圖片中的物體輪廓建立草圖.

2 Abaqus的非獨(dú)立部件實(shí)體與獨(dú)立部件實(shí)體的區(qū)別是什么？

在Assembly模塊中建立部件實(shí)體時(shí)，有Dependent（mesh on part）和Independent（mesh on instance）2種類型，分別稱為非獨(dú)立部件實(shí)體（dependent part instance）和獨(dú)立部件實(shí)體（in dependent part instance），兩者區(qū)別見表1.

3 如何在Abaqus中對(duì)Part賦予多種材料屬性？

Abaqus默認(rèn)操作是對(duì)一個(gè)Part賦予一種材料屬性.如果需要對(duì)一個(gè)Part賦予多種材料屬性，可以在Property模塊中：二維模型——在Tools→Partition→…中選擇Face，并在Method中選擇分割方法；三維模型——在Tools→Partition→…中選擇Cell，并在Method中選擇分割方法.對(duì)分割后的各部分分別賦予材料屬性.

不能對(duì)同一部件同時(shí)創(chuàng)建這兩種部件實(shí)體.如果集合中包含許多具有相同性質(zhì)的部件，則創(chuàng)建非獨(dú)立部件實(shí)體；反之，如果集合中包含許多不同性質(zhì)的部件，則創(chuàng)建獨(dú)立部件實(shí)體.在模型樹中可以更改部件實(shí)體類型.

4 在Abaqus的Step設(shè)置中，Maximum number of increments，Initial increment size，Minimum increment size與Maximum increment size這4個(gè)量之間的關(guān)系怎樣？應(yīng)如何設(shè)置？

Abaqus迭代過(guò)程如下：Abaqus首先用Initial值輸入進(jìn)行迭代計(jì)算，如果計(jì)算結(jié)果收斂，則以該值代

入下一步計(jì)算；如果不收斂，則自動(dòng)減小時(shí)間步長(zhǎng)重新計(jì)算，直到收斂然后計(jì)算下一步.如果時(shí)間步長(zhǎng)減

小到最小值時(shí)計(jì)算結(jié)果仍不收斂，Abaqus將停止計(jì)算.其中，Abaqus會(huì)根據(jù)上一步的迭代時(shí)間按照特定規(guī)則“增加”/“折減”以確定下一步時(shí)間步，具體可參考相關(guān)資料.

對(duì)于容易收斂的問(wèn)題，Initial increment size一般設(shè)為1即可.對(duì)于難于收斂的非線性問(wèn)題可適當(dāng)設(shè)小.Initial increment size設(shè)置太小，增加計(jì)算時(shí)間；設(shè)置太大，Abaqus被迫進(jìn)行多次“折減”，甚至不收斂.

Minimum increment size一般使用默認(rèn)值（分析步時(shí)間乘以10-5），對(duì)于復(fù)雜非線性問(wèn)題，可將其再減少1～2個(gè)數(shù)量級(jí)；如果還不收斂，可考慮減少空間步長(zhǎng)（網(wǎng)格尺寸）.

Maximum increment size對(duì)收斂沒有影響，一般采用默認(rèn)值（分析步時(shí)間）.Maximum number of increments默認(rèn)值為100.對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題，可以盡量將此參數(shù)設(shè)置大些.

5 Abaqus定義過(guò)盈接觸（Contact interference）應(yīng)注意什么？

（1）過(guò)盈配合與載荷類似，無(wú)法在初始分析步中定義.

（2）在Interaction模塊中用Interaction→Create創(chuàng)建接觸對(duì)，在隨后彈出的窗口Edit interaction中的Interference fit…中定義過(guò)盈.在Magnitude at start of step中填寫的參數(shù)應(yīng)為負(fù)值.負(fù)值表示過(guò)盈接觸，正值表示兩面之間存在間隙.

（3）若使用Abaqus默認(rèn)的幅值曲線Ramp，Abaqus會(huì)在分析步開始時(shí)施加全部的過(guò)盈量，然后使其逐漸減少，到分析步結(jié)束時(shí)過(guò)盈量降至0，即在分析步結(jié)束時(shí)模型沒有過(guò)盈接觸.因此，一般不使用默認(rèn)的幅值曲線Ramp，而使用自定義的幅值曲線，使過(guò)盈幅值在整個(gè)分析步中從0逐漸增大到1.

6 如何在Abaqus中定義隨時(shí)間和坐標(biāo)變化的面力？

通過(guò)以下步驟，在Load模塊中定義非定常非均勻分布的面力：

（1）選擇Tools→Analytical field→Create…，Type選擇Expression field，輸入外載荷分布表達(dá)式.

（2）選擇Tools→Amplitude→Create…，創(chuàng)建外載荷隨時(shí)間變化的幅值曲線.

（3）施加載荷，定義Edit load對(duì)話框，在Distribution和Amplitude中分別調(diào)用步驟（1）和（2）中定義的載荷分布形式和幅值曲線.一般地，還應(yīng)將Step中的Incrementation設(shè)置為Fixed，并選擇合適的時(shí)間增量步.

其他形式的變載荷方法相似.

7 在Abaqus后處理中，Legend中顯示的“AVG：75%”表示什么？

“AVG：75%”一般在顯示單元的應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)出現(xiàn)，是系統(tǒng)默認(rèn)的平均閾值.單元上的各個(gè)量通過(guò)節(jié)點(diǎn)上的相應(yīng)量插值得到.后處理中的這個(gè)百分?jǐn)?shù)（如默認(rèn)75%）定義指定節(jié)點(diǎn)上的量被插值的方式.

在后處理中，可通過(guò)Results→Option的Computation選項(xiàng)進(jìn)行自定義.

8 如何顯示應(yīng)力和應(yīng)變等的最大值、最小值及其位置？

在Visualization模塊中，選擇Options→Contour→…→Limits標(biāo)簽，分別勾選Max和Min的Show Location選項(xiàng).

（摘自同濟(jì)大學(xué)鄭百林教授《CAE操作技能與實(shí)踐》課程講義.）endprint