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 是目前普遍公認的世界上最先進的大型通用非線性有限元力學分析軟件。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前最先進的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中的特征技術應用特點,從而揭示有限元分析建模中特征技術的重要價值和意義。
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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