基于ABAQUS的有限元分析和应用PDF电子书下载

上篇 ABAQUS的基础内容和应用指南 3

1 绪论 3

1．1从HKS和ABAQUS到SIMULIA 3

1．2有限元著作和软件的发展历史 4

1．3有限元分析中的问题与挑战 6

1．4在设计中应用ABAQUS 8

1．5 ABAQUS产品介绍 9

1．6有限元法的简单回顾 12

1．7本书阅读指南 15

2 ABAQUS基础 17

2．1 ABAQUS分析模型的组成 18

2．2 ABAQUS／CAE简介 19

2．3例题：用ABAQUS／CAE生成桥式吊架模型 24

2．4比较隐式与显式过程 46

2．5小结 47

3 有限单元和刚性体 49

3．1有限单元 49

3．2刚性体 58

3．3质量和转动惯量单元 60

3．4弹簧和减振器单元 61

3．5小结 61

4 应用实体单元 62

4．1单元的数学描述和积分 62

4．2选择实体单元 68

4．3例题：连接环 69

4．4网格收敛性 93

4．5例题：橡胶块中的沙漏（ABAQUS／Explicit） 96

4．6相关的ABAQUS例题 109

4．7建议阅读的文献 109

4．8小结 110

5 应用壳单元 111

5．1单元的几何尺寸 111

5．2壳体公式——厚壳或薄壳 114

5．3壳的材料方向 115

5．4选择壳单元 117

5．5例题：斜板 117

5．6相关的ABAQUS例题 127

5．7建议阅读的文献 127

5．8小结 128

6 应用梁单元 129

6．1梁横截面的几何形状 129

6．2计算公式和积分 133

6．3选择梁单元 135

6．4例题：货物吊车 135

6．5相关的ABAQUS例题 149

6．6建议阅读的文献 150

6．7小结 150

7 线性动态分析 151

7．1线性动态问题简介 151

7．2阻尼 153

7．3单元选择 154

7．4动态问题的网格划分 154

7．5例题：货物吊车——动态载荷 155

7．6模态数量的影响 165

7．7阻尼的影响 165

7．8与直接时间积分的比较 166

7．9其他动态过程 167

7．10相关的ABAQUS例题 169

7．11建议阅读的文献 169

7．12小结 169

8 非线性 170

8．1非线性的来源 171

8．2非线性问题的求解 173

8．3在ABAQUS分析中包含非线性 176

8．4例题：非线性斜板 178

8．5相关的ABAQUS例题 187

8．6建议阅读的文献 188

8．7小结 188

9 显式非线性动态分析 189

9．1 ABAQUS／Explicit适用的问题类型 189

9．2动力学显式有限元方法 190

9．3自动时间增量和稳定性 192

9．4例题：在棒中的应力波传播 195

9．5动态振荡的阻尼 206

9．6能量平衡 208

9．7弹簧和减振器的潜在不稳定性 209

9．8小结 217

10 材料 219

10．1在ABAQUS中定义材料 219

10．2延性金属的塑性 219

10．3弹-塑性问题的单元选取 223

10．4例题：连接环的塑性 224

10．5例题：加强板承受爆炸载荷 238

10．6超弹性 251

10．7例题：轴对称支座 255

10．8大变形的网格设计 267

10．9减少体积自锁的技术 268

10．10相关的ABAQUS例题 269

10．11建议阅读的文献 270

10．12小结 270

11 多步骤分析 272

11．1一般分析过程 272

11．2线性摄动分析 273

11．3例题：管道系统的振动 276

11．4重启动分析 280

11．5例题：重启动管道的振动分析 282

11．6相关的ABAQUS例题 286

11．7小结 286

12 接触 287

12．1 ABAQUS接触功能概述 287

12．2定义接触面 287

12．3接触面间的相互作用 289

12．4在ABAQUS／Standard中定义接触 292

12．5在ABAQUS／Standard中的刚性表面模拟问题 295

12．6 ABAQUS／Standard例题：凹槽成型 296

12．7在ABAQUS／Explicit中定义接触 315

12．8 ABAQUS／Explicit建模中需要考虑的问题 319

12．9 ABAQUS／Explicit例题：电路板跌落试验 324

12．10综合例题：筒的挤压 340

12．11 ABAQUS／Standard和ABAQUS／Explicit的比较 349

12．12相关的ABAQUS例题 350

12．13建议阅读的文献 350

12．14小结 350

13 ABAQUS／Explicit准静态分析 352

13．1显式动态问题类比 352

13．2加载速率 353

13．3质量放大 355

13．4能量平衡 356

13．5例题：ABAQUS／Explicit凹槽成型 357

13．6小结 369

下篇 ABAQUS在科学研究和工程问题中的应用实例 373

14 在土木工程中的应用（1）——荆州长江大桥南汊斜拉桥结构三维仿真分析 373

14．1斜拉桥结构三维仿真问题描述 373

14．2斜拉桥建模 375

14．3静力分析和施工过程仿真 378

14．4动态分析 388

15 在土木工程中的应用（2） 397

15．1钢筋混凝土圆柱形结构的倾倒分析 397

15．2牙轮钻头破岩过程模拟 408

15．3大型储液罐的动力分析 411

16 在多场耦合问题中的应用实例 418

16．1一种新型高速客车空气弹簧的非线性有限元分析 418

16．2多场耦合问题在水坝工程中的应用实例 424

16．3复合材料层合板固化过程中的化学场、温度场耦合问题 434

17 在焊接工艺中的应用 440

17．1用ABAQUS进行插销试验焊接温度场分析 440

17．2焊接接头氢扩散数值模拟 444

18 橡胶超弹性材料的应用实例 449

18．1问题简介 449

18．2常用橡胶本构关系模型 450

18．3过盈配合平面应力下的小变形解 455

18．4过盈配合平面应力下的大变形解 460

18．5体积刚度及泊松比对过盈配合的影响 465

19 岩土材料与结构的弹塑性蠕变分析 467

19．1蠕变模型的理论 467

19．2蠕变模型参数选取 470

19．3实例：地下储库施工引起的岩体弹塑性蠕变及套管变形数值模拟 472

19．4岩土材料与结构的渗流与变形耦合 480

19．5实例：储油层射孔三维弹塑性变形与渗流耦合分析 484

20 复合材料层合板低速冲击损伤 492

20．1问题简介 492

20．2损伤判据及应力更新方案 493

20．3损伤分层 495

20．4无z-pin增韧复合材料层合板有限元建模及分析 497

20．5 z-pin增韧层合板模拟 499

20．6小结 503

21 ABAQUS用户材料子程序 505

21．1问题简介 505

21．2模型的数学描述 506

21．3 ABAQUS用户材料子程序 509

21．4 SHPB实验的有限元模拟 512

21．5 UMAT的Fortran程序 525

22 ABAQUS用户单元子程序（1） 531

22．1非线性索单元 531

22．2 UEL在钢筋混凝土梁柱非线性分析中的应用 538

22．3应用UEL计算应变梯度塑性问题 554

23 ABAQUS用户单元子程序（2） 561

23．1四边形面积坐标方法与单元AGQ6-Ⅰ简介 561

23．2单元AGQ6的完全拉格朗日（TL）格式 564

23．3算例：细长悬臂梁的几何非线性（大转动）分析 573

附录A 例题文件 576