内容简介

本书从解决工程问题的全局思维出发，详细介绍了使用 Abaqus 软件时可能 遇到的问题，以及如何寻找引起这些问题的原因并加以解决。本书共 3 篇 11 章，第 1 篇包括第 1~4 章，侧重于讲解模型调试方法；第2 篇包括第5~7 章，提 供了具体问题，描述了对模型中潜在故障排除的许多理解；第 3 篇包括第 8~11 章， 提供了一些实用的工具箱协议，以帮助解决模型中的疑难故障。

本书专为工程技术人员、相关专业高年级本科生、研究生而设计，旨在为他 们提供有限元方法的基本理论知识和深入实践指导，帮助他们掌握使用商用 FEA 软件 Abaqus 解决各类疑难问题所需的技能。

本书适合Abaqus的所有用户，无论是初学者还是经验丰富者， 可作为机械、力学领域相关专业人员学习Abaqus 理论的参考书。

目录

目录

译者序

序一

序二

序三

前言

致谢

第1篇模型调试方法

第1章概述

1.1全局思维

1.2分析质量的四项绝对

1.3结构分析检查表

1.4启发式分析置信度

参考文献

第2章分析收敛指南

2.1收敛问题的症状

2.2收敛问题的原因

2.3帮助Abaqus收敛求解

2.4通用工具

2.5接触稳定工具

2.6解决与接触相关收敛问题的工具

参考文献

第3章调试模型的方法

3.1调试流程图

3.2作业诊断

3.2.1制作测试模型

3.2.2输出检查

3.2.3语法检查

3.2.4数据检查

3.2.5载荷和边界条件检查

3.2.6材料检查

3.2.7约束检查

3.2.8单元检查

3.2.9过盈配合检查

3.2.10接触检查

3.2.11初始刚体运动和过约束检查

3.2.12静态稳定性检查

3.2.13动态检查

3.3因果能量法

3.3.1基本能量法、假设和限制

3.3.2能量法

3.3.3缩放分析的能量法示例

3.3.4因果关系和能量导数

参考文献

第4章一般先决条件

4.1词汇

4.1.1解读错误消息

4.1.2解读警告消息

4.2模型中已识别的未连接区域

4.3Abaqus/Standard分析数据检查阶段的错误纠正

4.4诊断错误消息的技巧和窍门

4.5尝试恢复损坏的数据库

4.5.1方法1

4.5.2方法2

4.6Abaqus的运动分布耦合

4.6.1约束执行的性质

4.6.2在Abaqus/CAE中定义约束

4.7Abaqus几何非线性

4.8隐式与显式方法的区别

4.8.1动力学问题方程

4.8.2运动方程的时间积分

4.8.3Abaqus Standard自动时间增量

4.8.4Abaqus Explicit自动时间增量

4.8.5动态接触

4.8.6材料阻尼

4.8.7半增量残差

4.8.8比较Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit

4.9不稳定坍塌和后屈曲分析

4.10使用直接循环法进行低周疲劳分析

4.11稳态传输分析

4.11.1稳态传输分析中的收敛问题

4.12传热分析

4.12.1瞬态分析

4.13流体动力学分析

4.13.1收敛标准与诊断

4.13.2时间增量大小控制

4.14用户子程序介绍

4.14.1安装Fortran编译器

4.14.2运行使用用户子程序的模型

4.14.3调试技巧和良好的编程习惯

4.14.4Abaqus Standard用户子程序示例

4.14.5Abaqus Explicit用户子程序示例

4.14.6Abaqus CFD用户子程序示例

参考文献

第2篇具 体 问 题

第5章材料

5.1概述

5.2当前应变增量超过首次屈服应变

5.3超弹性材料模型的收敛行为

5.4使用不可压缩或几乎不可压缩材料模型

5.5单轴拉伸和压缩超弹性试验数据的等效性

5.5.1橡胶材料的单轴压缩试验数据

5.5.2为Marlow超弹性模型指定拉伸或压缩试验数据

5.5.3超弹性材料单剪试验数据的应用

5.6非线性结果的路径依赖性（以弹性材料为例）

5.7用户材料子程序

5.7.1UMAT或VMAT编写指南

5.8UMAT子程序示例

5.8.1各向同性等温弹性UMAT子程序

5.8.2非等温弹性UMAT子程序

5.8.3NeoHookean超弹性UMAT子程序

5.8.4运动硬化塑性UMAT子程序

5.8.5各向同性硬化塑性UMAT子程序

5.8.6简单线性黏弹性材料UMAT子程序

5.9VUMAT子程序示例

5.9.1运动硬化可塑性VUMAT子程序

5.9.2各向同性硬化塑性VUMAT子程序

参考文献

第6章网格和网格划分

6.1概述

6.1.1网格控制选项

6.1.2二维结构的网格控制

6.1.3三维结构的网格控制

6.1.4了解网格生成器

6.1.5网格生成

6.2网格化的Abaqus模型转化为具有规则模式的非物理形状

6.3单元过度变形警告

6.4含有杂交单元模型的兼容性错误输出到消息文件

6.5用户单元子程序

6.5.1编写UEL指南

6.6UEL子程序案例

6.6.1非线性截面平面梁的UEL子程序

6.6.2广义本构行为

6.6.3水平桁架和传热单元的UEL子程序

6.6.4平面应变中四节点的UELMAT子程序

6.7在各种分析过程中使用非线性用户单元

参考文献

第7章接触

7.1概述

7.1.1解读

7.1.2定义接触对

7.1.3定义通用接触

7.1.4曲面的表示

7.1.5接触的形式

7.2摩擦

7.2.1静摩擦和动摩擦

7.2.2在分析过程中改变摩擦属性

前言/序言

前言

  有限元法(FEM)已成为预测和模拟复杂工程系统物理行为的主要方法，商用有限元分析(FEA)软件已获得工业界工程师和大学研究人员的普遍认可。因此，学术工程系开设的研究生或本科生高级课程，不仅包括有限元分析理论，还包括商用有限元分析程序的应用。

  本书旨在为学生和工程师提供有限元方法的基本理论知识和深入实践指导，帮助他们掌握使用商用FEA软件 

Abaqus解决各类疑难问题所需的技能。本书专为高年级本科生、一年级研究生和工程师而设计，是介绍性的,也是自成一体的，以尽量减少对额外参考资料的需求。

除了有限元法的基本主题，本书还介绍了有关Abaqus建模和分析程序的高级主题，这些主题以不同工程学科的示例逐步介绍，主要侧重于结构分析。本书第1篇侧重于讲解分析中结构的调试方法，然后在第2篇中提供了具体问题，描述了对模型中潜在故障排除的许多理解，最后在第3篇中提供了一些实用的工具箱协议，以帮助解决模型的疑难故障。本书内容汇集了我使用Abaqus进行有限元分析的不同专业和学术经验的研究结果，包括本人免费从网上发现和整理的数据，以及从Abaqus技术支持中所收集的解决方案。

第1篇包括第1～4章，其中第1章介绍了如何进行有限元分析；第2章描述了获取收敛解的解析收敛指南；第3章给出了用于有效调试诊断和控制检查的方法；第4章介绍了包括用户子程序在内的不同分析方面的基础知识。

第2篇包括第5～7章，其中第5章主要讨论了实用材料的非线性和定制化；第6章阐述了一个重要的专业知识领域，以便了解Abaqus网格生成器的工作原理、划分结构网格的良好实践，以及如何创建有限单元；第7章阐述了接触的相互作用模块及其功能选项。

第3篇包括第8～11章，其中第8章给出了排除多数Abaqus经典故障的方案；第9章阐述了不同模型工况下用以控制求解精度的选项；第10章提供了用户需要在建模时获得帮助的

一些非常具体的问题；第11章给出了关于非模拟问题的解决方案，以及可实施的整套解决方案。

最后，用户可在附录中找到书中描述的一些示例解及相关代码，以便对具体问题有更好的理解，如耦合选项、数值收敛和一些网格划分技术等。

拉斐尔·让·布尔布斯（Raphael Jean Boulbes）

于法国拉雷讷堡