美國的非線性有限元分析軟件ABAQUS以非線性分析的專長而著稱,其最新版本ABAQUS 6.4-2 是目前普遍公認(rèn)的世界上最先進(jìn)的大型通用非線性有限元力學(xué)分析軟件。其核心模塊主要有3個,即兩個主分析模塊:ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit和一個集成化的人機(jī)交互圖形工作界面 ABAQUS/CAE(a Complete Abaqus Environment,一個完整的集成化工作環(huán)境),其中ABAQUS/Standard是通用分析模塊,ABAQUS/Explicit是顯式分析模塊,ABAQUS/CAE是前后處理模塊。
ABAQUS/CAE一個顯著的特點是采用了當(dāng)前最先進(jìn)的CAD建模方式—基于特征的參數(shù)化建模方式來建立其幾何模型,也是目前唯一提供這種幾何建模方法的有限元前處理程序。以下介紹旨在通過剖析ABAQUS/CAE中的特征技術(shù)應(yīng)用特點,從而揭示有限元分析建模中特征技術(shù)的重要價值和意義。
有限元模型的建立過程是先建立分析問題的幾何模型,然后指定分析類型和材料特性、定義邊界條件和施加載荷,形成具有完整分析屬性的屬性模型,最后進(jìn)行網(wǎng)格劃分形成用于有限元分析的離散模型,這也是最終建立的有限元分析模型。ABAQUS/CAE用10個功能模塊:Part、Property、Assembly、Step、Interaction、Load、Mesh、Job、Visualization、Sketch 順次完成有限元建模、分析計算、后處理等。
ABAQUS/CAE采用了基于零件和裝配概念的參數(shù)化特征有限元建模方式,即首先用 Part 模塊創(chuàng)建模型的零部件,接著用 Property 模塊定義材料屬性和截面,以截面為載體將材料屬性賦予零件,然后用Assembly 模塊將各個零件裝配成完整的幾何模型。在 Step 模塊中定義分析步和計算結(jié)果輸出的變量要求。在 Interaction 模塊中定義部件間的接觸特性,接觸特性可以看成是一種特殊的載荷或邊界約束。在 Load 模塊里指定載荷和邊界條件。在 Mesh 模塊中完成有限元網(wǎng)格的劃分網(wǎng)格劃分完成后,完整的有限元分析模型就形成了,分析模型的所有數(shù)據(jù)全部存儲于模型數(shù)據(jù)庫(.cae)中。
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