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《现代机械设计方法》课程结业论文（2011级）题目：ABAQUS实例分析学生姓名XXXX学号XXXXX专业机械工程学院名称机电工程与自动化学院指导老师XX2013年5月8日目录第一章Abaqus简介.................................................................................................1一、Abaqus总体介绍......................................................................................1二、Abaqus基本使用方法..............................................................................21.2.1Abaqus分析步骤.................................................................................21.2.2Abaqus/CAE界面.................................................................................31.2.3Abaqus/CAE的功能模块.....................................................................3第二章基于Abaqus的通孔端盖分析实例..............................................................4一、工作任务的明确.............................................................................................6二、具体步骤.........................................................................................................62.2.1启动Abaqus/CAE.................................................................................42.2.2导入零件..............................................................................................52.2.3创建材料和截面属性..........................................................................62.2.4定义装配件..........................................................................................72.2.5定义接触和绑定约束（tie）..........................................................102.2.6定义分析步........................................................................................142.2.7划分网格........................................................................................152.2.8施加载荷............................................................................................192.2.9定义边界条件....................................................................................202.2.10提交分析作业..................................................................................212.2.11后处理..............................................................................................22第三章课程学习心得与作业体会........................................................................23第一章：Abaqus简介一、Abaqus总体介绍Abaqus是功能强大的有限元分析软件，可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，模拟非常庞大的模型，处理高度非线性问题。Abaqus不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以完成系统级的分析和研究。Abaqus使用起来十分简便，可以很容易的为复杂问题建立模型。Abaqus具备十分丰富的单元库，可以模拟任意几何形状，其丰富的材料模型库可以模拟大多数典型工程材料的性能，包括金属、橡胶、聚合物、复合材料、钢筋混泥土、可压缩的弹性泡沫以及地质材料（例如土壤、岩石）等。Abaqus主要具有以下分析功能：1.静态应力/位移分析2.动态分析3.非线性动态应力/位移分析4.粘弹性/粘塑性响应分析5.热传导分析6.退火成形过程分析7.质量扩散分析8.准静态分析9.耦合分析10.海洋工程结构分析11.瞬态温度/位移耦合分析12.疲劳分析13.水下冲击分析14.设计灵敏度分析二、Abaqus基本使用方法1.2.1Abaqus分析步骤有限元分析包括以下三个步骤：1.前处理（Abaqus/CAE）:在前期处理阶段需要定义物理问题的模型，并生成一个Abaqus输入文件。提交给Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit。2.分析计算（Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit）:在分析计算阶段，使用Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit求解输入文件中所定义的数值模型，通常以后台方式运行，分析结果保存在二进制文件中，以便于后处理。3.后处理（Abaqus/CAE或Abaqus/Viewer）:Abaqus/CAE的后处理部分又称为Abaqus/Viewer，可用来读入分析结果数据，以多种方法显示分析结果，包括彩色云纹图、动画、变形图和XY曲线图等。1.2.2Abaqus/CAE界面图1-1Abaqus/CAE的主窗口1.2.3Abaqus/CAE的功能模块一般使用Abaqus/CAE进行应力分析有以下几个经典的步骤：1、问题的描述→2、启动Abaqus/CAE→3、创建部件→4、创建材料和截面属性→5、定义装配件→6、设置分析步→7、定义边界条件和载荷→8、划分网格→9、提交分析作业→10、后处理→11、退出Abaqus/CAEAbaqus/CAE包括一系列的功能模块（module）,每个模块均包含其特定的工具，在Module（模块）列表中可以选择各个功能模块（如图1-2），图1-2选择功能模块这些模块的次序同时也是Abaqus/CAE所推荐的模型创建顺序（如图1-3），当然也可以首先划分网格（如图1-4），这样做的好处是，往往在划分网格的过程中，会发现部件的几何模型需要进一步修改，而经过这些修改后，已经定义好的边界条件、载荷和接触等可能变为无效的，需要再重新定义。图1-3Abaqus/CAE所推荐的模型创建顺序图1-4根据需要来选择适当的建模顺序第二章基于Abaqus的通孔端盖分析实例一、工作任务的明确在安装文件夹中有一个simple文件夹，里面有三个.x_t文件，如图2-1所示。它们是三个零件，该文章目的是演示将这三个文件通过Abaqus装配好并达到划分网格的目的，最终生成一个.ace文件。图2-1二、具体步骤2.2.1启动Abaqus/CAE在Windows操作系统中：[开始]→[程序]→[Abaqus6.8-1]→[ABAQUSCAE]。启动ABAQUSCAE后，在出现的StartSession(开始任务)对话框中选择CreateModelDatabase(创建新模型数据库)。如图2-2所示。图2-22.2.2导入零件如图2-3左图，依次单击主菜单中的File→Import→Part，弹出图2-3右图对话框，选择simple文件夹后可看到三个.x_t文件，它们是通孔端盖的三个组成部件，分别是螺钉、安装板和固定圈。图2-3导入零件导入后可看到零件如图2-4所示。此时零件尚未定义材料，所以表面是白色，待定义了材料后零件表面显示蓝色。零件zdc零件LD零件azb图2-42.2.3创建材料和截面属性在窗口左上角的Module(模块)列表中选择Property(特性)功能模块，按照以下步骤来定义材料。1)创建材料点击左侧工具区域中的（CreateMaterial）,也可以直接双击左侧模型树中的Material来完成此项操作。在Name(材料名称)后面输入Steel，点击此对话框中的Mechanical(力学特性)→Elasticity(弹性)→Elastic。在数据表中设置Young’sModulus(弹性模量)为210000，Poisson’sRatio(泊松比)为0.3，其余参数不需改变（如图2-5所示），点击OK。按上述同样的方法创建ZM-6合金材料。图2-5创建材料2)创建截面属性点击左侧工具区中的（CreateSection），在弹出的对话框中的Name中输入Section-Steel，点击continue，在接着弹出的对话框中将material下拉菜单中的Steel选中，单击OK，此时已定义好Section-Steel。按照同样的方法定义Section-ZM，如图2-6所示。图2-6创建截面属性3)给部件赋予截面属性以安装板为例，点击左侧工具区的（AssignSection），点击视图区中的安装板模型，Abaqus/CAE以红色高亮度显示被选中的实体边界，如图2-7所示。在视图区的空白点击鼠标中键，弹出EditSectionAssignment对话框，将Section设置为Section-Steel，点击OK。另外两个零件的赋予截面属性方法与此类似。赋予截面属性后，各个部件表面变成绿色。图2-72.2.4定义装配件1)添加实体进入Assembly功能模块，点击，选中全部部件，然后点击OK，如图2-8所示。图2-8添加装配实体2)使固定圈下表面与安装板上表面相接触长按按钮，弹出接触面约束类型选项，将鼠标移动至（FacetoFace）然后放开，如图2-9所示。图2-9首先点击固定圈下表面，再点击安装板的上表面，在所点击的位置会显示出面的方向。在窗口底部的提示区中点击Flip来更正方向，然后点击OK。如图2-10左图所示。提示区中显示的两个面的默认距离为0.0，按回车键确认。得到的模型如图2-10右图所示。图2-103)使安装板和固定圈的螺钉孔对齐重复图2-9所示的步骤，将鼠标移动至（Coaxial）放开，先点击固定圈上的某个螺纹孔的内表面，再点击安装板的某个螺纹孔的内表面，点击OK。图2-11如图2-11所示，此时只定义了一对螺纹孔，还需要定义一对螺纹孔才能把固定圈装配到正确的位置，再次点击，先后选择需对齐的两个螺纹孔的内表面，点击OK，此时安装板与固定圈就已经装配到正确的位置，如图2-12表示。图2-124)安装螺钉安装螺钉分为三个