本书是"Abaqus分析用户手册大系"中的一册,分为上、下两篇。上篇为分析过程、求解与控制,下篇为分析技术。上篇的内容包括:静态应力/位移分析,动态应力/位移分析,稳态传输分析,热传导和热-应力分析,流体动力学分析,电磁分析,耦合的孔隙流体流动和应力分析,质量扩散分析,声学和冲击分析,Abaqus/Aqua分析和退火分析,求解方法选用和收敛控制。下篇介绍了处理求解过程中所涉及的各种问题的多种技术,包括:重启动,导入和传递结果,子结构,子模型,生成矩阵,对称模型,惯性释放,网格更改或替换,几何缺陷,断裂力学,基于面的流体模拟,质量缩放,可选的子循环,稳态探测,ALE自适应网格划分,自适应网格重划分,优化技术,欧拉分析,粒子方法,顺序耦合的多物理场分析,协同仿真,用户子程序和工具,设计敏感性分析,参数研究等诸多方面。每一章都针对各项数值技术进行了详细阐述。通过学习本书,可以深刻地了解Abaqus在诸多问题中的分析方法、求解与控制过程,以及各项分析技术。本书适合需要对设计项目进行有限元分析的工程技术人员使用,本书可以帮助读者快速、地掌握Abaqus的基础知识和使用技巧。本书可作为航空航天,机械制造,石油化工,精密仪器,汽车交通,国防军工,土木工程,水利水电,生物医学,电子工程,能源,造船以及日用家电等领域的工程技术人员的参考用书,也可以作为高等院校相关专业研究生和高年级本科生的学习用书。对于使用Abaqus的工程技术人员,此书是必备的工具书,对于使用其他工程分析软件的人员,此书也具有积极的参考作用。
王鹰宇,男,江苏南通人。毕业于四川大学机械制造学院机械设计及理论方向,硕士研究生学历。毕业后进入上海飞机设计研究所(640所),从事飞机结构设计与优化计算工作,参加了ARJ21新支线喷气式客机研制。后在3M中国有限公司从事固体力学,计算流体动力学,NVH仿真和设计优化工作十年有余。目前在中国航发商发(AECC CAE)从事航空发动机短舱结构研制工作。
序言
前言
上篇分析过程、求解和控制
1分析过程
1.1介绍
1.1.1求解分析问题:概览
1.1.2定义一个分析
1.1.3通用和线性摄动过程
1.1.4多载荷工况分析
1.1.5直接线性方程求解器
1.1.6迭代线性方程求解器
1.2静态应力/位移分析
1.2.1静态应力分析过程:概览
1.2.2静态应力分析
1.2.3特征值屈曲预测
1.2.4非稳定失稳和后屈曲分析
1.2.5准静态分析
1.2.6直接循环分析
1.2.7使用直接循环方法的低周疲劳分析
1.3动态应力/位移分析
1.3.1动态分析过程:概览
1.3.2使用直接积分的隐式动力学分析
1.3.3显式动力学分析
1.3.4直接求解的稳态动力学分析
1.3.5固有频率提取
1.3.6复特征值提取
1.3.7瞬态模态动力学分析
1.3.8基于模态的稳态动力学分析
1.3.9基于子空间的稳态动力学分析
1.3.10响应谱分析
1.3.11随机响应分析
1.4稳态传输分析
1.5热传导和热应力分析
1.5.1热传导分析过程:概览
1.5.2非耦合的热传导分析
1.5.3耦合的热应力分析
1.5.4绝热分析
1.6流体动力学分析
1.6.1流体动力学分析过程:概览
1.6.2不可压缩流体的动力学分析
1.7电磁分析
1.7.1电磁分析过程
1.7.2压电分析
1.7.3耦合的热电分析
1.7.4耦合的热电结构分析
1.7.5涡流分析
1.7.6静磁分析
1.8耦合的孔隙流体流动和应力分析
1.8.1耦合的孔隙流体扩散和应力分析
1.8.2自重应力状态
1.9质量扩散分析
1.10声学、冲击和耦合的声学结构分析
1.11Abaqus/Aqua分析
1.12退火分析
2分析求解和控制
2.1求解非线性问题
2.2分析收敛性控制
2.2.1收敛准则和时间积分准则:概览
2.2.2常用的控制参数
2.2.3非线性问题的收敛准则
2.2.4瞬态问题的时间积分精度
下篇分 析 技 术
3分析技术:介绍
4分析连续性技术
4.1重启动一个分析
4.2导入和传递结果
4.2.1在Abaqus分析之间传递结果:概览
4.2.2在Abaqus/Explicit与Abaqus/Standard之间传递结果
4.2.3从一个Abaqus/Standard分析传递结果到另外一个Abaqus/Standard分析
4.2.4从一个Abaqus/Explicit分析传递结果到另外一个Abaqus/Explicit分析
5模拟抽象化
5.1子结构
5.1.1使用子结构
5.1.2定义子结构
5.2子模型
5.2.1子模型模拟:概览
5.2.2基于节点的子模型模拟
5.2.3基于面的子模型模拟
5.3生成矩阵
5.3.1生成结构矩阵
5.3.2生成热矩阵
5.4对称模型生成、结果传递和循环对称模型的分析
5.4.1对称模型生成
5.4.2从一个对称网格或者三维网格的一部分传递结果到一个的三维网格
5.4.3表现出循环对称的模型的分析
5.5周期介质分析
5.6网格划分的梁横截面
5.7使用扩展的有限元方法将不连续性模拟成一个扩展特征
6特殊目的的技术
6.1惯性释放
6.2单元和接触对的删除和再激活
6.3在一个模型中引入一个几何缺陷
6.4断裂力学
6.4.1断裂力学:概览
6.4.2围线积分评估
6.4.3裂纹扩展分析
6.5基于面的流体模拟
6.5.1基于面的流体腔:概览
6.5.2流体腔定义
6.5.3流体交换定义
6.5.4充气器定义
6.6质量缩放
6.7选择性的子循环
6.8稳态检测
7自适应技术
7.1自适应技术:概览
7.2ALE自适应网格划分
7.2.1ALE自适应网格划分:概览
7.2.2在Abaqus/Explicit中定义ALE自适应网格区域
7.2.3Abaqus/Explicit中的ALE自适应网格划分和重映射
7.2.4Abaqus/Explicit中的欧拉自适应网格区域的模拟技术
7.2.5Abaqus/Explicit中的ALE自适应网格划分的输出和诊断
7.2.6在Abaqus/Standard中定义ALE自适应网格区域
7.2.7Abaqus/Standard中的ALE自适应网格划分和重映射
7.3自适应网格重划分
7.3.1自适应网格重划分:概览
7.3.2影响自适应网格重划分的容差指标的选择
7.3.3基于求解的网格大小
7.4网格替换后的分析连续性
8优化技术
8.1结构优化:概览
8.2优化模型
8.2.1设计响应
8.2.2目标和约束
8.2.3创建Abaqus优化模型
9欧拉分析
9.1欧拉分析:概览
9.2定义欧拉边界
9.3欧拉网格运动
9.4在欧拉区域中定义自适应网格细化
10粒子方法
10.1离散单元方法
10.2连续粒子分析
10.2.1平滑粒子流体动力学
10.2.2有限元转换为SPH粒子
11顺序耦合的多物理场分析
11.1顺序耦合的预定义场
11.2顺序耦合的热应力分析
11.3顺序耦合的预定义载荷
12协同仿真
12.1协同仿真:概览
12.2为协同仿真准备一个Abaqus分析
12.3Abaqus求解器之间的协同仿真
12.3.1结构结构的协同仿真
12.3.2流体结构的协同仿真和共轭热传导
12.3.3电磁结构的和电磁热的协同仿真
12.3.4执行一个协同仿真
12.4结构逻辑的协同仿真
13扩展Abaqus的分析功能
13.1用户子程序:概览
13.2可以使用的用户子程序
13.3可以使用的工具程序
14设计敏感性分析
15参数化研究
15.1脚本运行参数研究
15.2参数化研究:命令
15.2.1aStudy.combine():为参数化研究组合参数采样
15.2.2aStudy.constrain():在参数化研究中约束参数值组合
15.2.3aStudy.define():为参数化研究定义参数
15.2.4aStudy.execute():执行参数化研究设计的分析
15.2.5aStudy.gather():收集参数化研究的结果
15.2.6aStud