3.1 输入文件的组成和结构

输入文件是ABAQUS文件系统中最为关键的一个文件,在ABAQUS/CAE出现之前,ABAQUS的分析模型都是由输入文件定义的。目前有些高级功能在ABAQUS/CAE中是无法实现的,必须应用关键字文件进行分析,所以掌握INP文件的书写方法,对于提高ABAQUS软件的使用水平有着很重要的意义。

下面将详细介绍输入文件的结构以及常用的关键字用法。

1.一个输入文件由模型数据和历史数据两部分组成

模型数据的作用是定义一个有限元模型,包括单元、结点、单元性质、材料等有关说明模型自身的数据。模型数据可被组织到部件中(部件可以被组装成一个有意义的模型)。

历史数据定义的是模型发生了什么——事情的进展,模型响应的荷载,历史被分成一系列的时间步。每一步就是一个响应(静态加载、动态响应等),时间步的定义包括过程类型(如静态应力分析、瞬时传热分析等),对于时间积分的控制参数或非线性解过程、加载和输出要求。

一个最小的有限元模型至少由几何模型、单元特性、材料数据、载荷、边界条件、分析类型以及输出要求几个信息组成。一个典型的输入文件的结构如图3-1所示。

图3-1 输入文件结构

2.ABAQUS输入文件的结构形式

(1)必须由一个*HEADING开头。

(2)接下来就是模型数据部分,定义结点、单元、材料、初始条件等。模型数据的层次为部件、组装、模型。

(3)必需的模型数据如下。

·几何数据:模型的几何形状是用单元和结点来定义的,结构性单元的截面是必须定义的,如梁单元。特殊的特征也可以用特殊的单元来定义,如弹簧单元、阻尼器、点式群体等。

·材料的定义:材料必须定义,如使用的是钢、岩石、土等材料。

(4)可选的模型数据包括以下几项。

·部件和组合:一个模型可以用几个部件来定义,即把几个零件组合成一个集来定义。

·初始条件:如初始应力、温度或速度等。

·边界条件。

·运动约束。

·相互作用。

·振幅定义。

·输出控制。

·环境特性。

·用户子程序。

·分析附属部分。

(5)历史数据:定义分析的类型、荷载、输出要求等。分析的目的就是预测模型对某些外部荷载或某些初始条件的反映。一个ABAQUS分析是建立在分析步的概念上的(在历史数据中描述),在分析中可以定义多个分析步。每个分析步用*STEP开始,用*END STEP结束。*STEP是历史数据和模型数据的分界点,第一次出现*STEP前面的是模型数据,后面的就是历史数据。

·必需的历史数据如下。

·响应类型:必须立刻出现在*STEP选项后面。

·ABAQUS中有两种响应步:一种是总体分析响应步,可以是线形和非线形的;另一种是线形扰动步。

·可选历史数据如下。

·荷载:通常定义荷载类型和大小。荷载可以被描述成时间的函数。

·边界条件输出控制。

·辅助控制。

·再生单元和曲面。