ABAQUS有限元分析约定详解

"ABAQUS约定" ABAQUS是一款强大的有限元分析软件，为了有效地进行模拟，用户需要理解和遵循其内部的一系列约定。这些约定涵盖了从自由度定义、坐标系统、单位、时间尺度到应力应变表示等多个方面。在深入理解和应用ABAQUS时，这些细节至关重要，因为它们能确保模型的准确性和分析结果的可靠性。 首先，关于自由度的约定，ABAQUS使用数字1、2、3等来表示不同类型的自由度。对于非轴对称单元，1代表x方向的平动，2代表y方向的平动，3代表z方向的平动，4至14分别代表绕x、y、z轴的旋转、翘曲、孔隙压力、电势、温度以及额外的物理量。值得注意的是，这些自由度的定义与全局坐标系或局部坐标系有关，局部坐标系可通过*Tansform命令进行设定。 对于轴对称单元，自由度的约定有所不同。1表示径向位移，2表示轴向位移，5和6分别对应绕z轴和r-z平面的旋转。同样，局部坐标系的使用会影响这些自由度的解释。 其次，ABAQUS的坐标系统约定允许用户定义局部坐标系，这对于处理复杂几何和变形情况特别有用。通过*Tansform命令，可以将结点坐标从全局坐标系转换到局部坐标系，相应地改变自由度的含义。 再者，关于单位，ABAQUS默认使用国际单位制（SI），但用户可以根据需求设置其他单位系统。例如，力可以是牛顿（N），长度可以是米（m），时间可以是秒（s）。在进行模拟时，确保所有输入数据和参数都使用同一单位系统是非常重要的。 时间尺度的约定通常涉及模拟过程中的时间步长，它直接影响数值解的稳定性和精度。选择合适的时间步长是保证分析结果准确的关键因素。 在ABAQUS/Standard中，除了显式定义的自由度，还有内部变量，如用于施加约束的拉格朗日乘子。这些内部变量通常不直接由用户操作，但在非线性分析过程中起到关键作用，特别是在满足约束条件的迭代过程中。 总结来说，理解并遵循ABAQUS的这些约定能够帮助用户更有效地建立模型，避免因疏忽细节导致的潜在问题。在进行有限元分析时，对软件的深入理解和熟练应用是必不可少的，这不仅涉及到基本的自由度和坐标系统，还包括单位选择、时间尺度的设定，以及对内部变量的理解。通过这样的细致工作，用户可以确保ABAQUS模拟的准确性和可信度，从而在工程问题的解决中发挥其最大潜力。