《ABAQUS 2020有限元分析从入门到精通》- 正版书

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《ABAQUS 2020有限元分析从入门到精通》

一、内容简介：

《ABAQUS 2020有限元分析从入门到精通》以有限元软件ABAQUS 2020为对象，系统地介绍了ABAQUS 2020的各种基本功能。全书分为11章，主要从线性结构静力问题、接触问题、材料非线性问题、结构模态问题、显式非线性问题、热应力问题、多体系统问题、多步骤问题及子程序开发9个方面系统地讲解了ABAQUS 2020的基本功能和简单建模与仿真实例。本书内容从实用出发，侧重于ABAQUS的实际操作和工程问题的解决。书中对重点问题及需要注意的方面均给出了提示，有利于初学者快速掌握ABAQUS的基本操作。另外，本书还配备了极为丰富的学习资源，具体内容如下：14集本书实例的同步教学视频，让读者像看电影一样轻松学习，然后对照书中实例进行练习。15个综合实战案例（涵盖ANSYS、Patran和Nastran）的精讲视频，可以增强实战，拓展视野。所有实例的源文件和素材，均可在按照书中实例操作时直接调用。本书适合入门级读者学习使用，也适合有一定基础的读者作参考，还可用作职业培训、职业教育的教材。ABAQUS是达索系统公司旗下的一款有限元分析软件，该软件致力于解决复杂和深入的工程问题。其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可，被普遍认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学、结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。它有两个主求解器模块—ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。ABAQUS软件的求解器是智能化的求解器，可以解决其他软件不收敛的非线性问题；而对于其他软件也能收敛的非线性问题，ABAQUS软件的计算收敛速度较快，并更加容易操作和使用。ABAQUS软件在求解非线性问题时具有非常明显的优势，其非线性涵盖材料非线性、几何非线性和状态非线性等多个方 面。ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。ABAQUS 系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。由于ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性，使其在各国的工业和研究中被广泛地采用。ABAQUS作为通用的模拟工具，除了能够解决大量结构（应力/位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、振动与声学分析、岩土力学分析（流体渗透/应力耦合分析）及压电介质分析。ABAQUS为用户提供了丰富的功能，且使用起来非常简单，大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合很容易地模拟出来。在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，例如结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。在一个非线性分析中，ABAQUS能自动选择相应载荷增量和收敛限度。它不仅能够选择合适的参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。因此，用户通过准确地定义参数就能很好地控制数值计算结果。

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前言
第1章 ABAQUS 2020概述
1.1 ABAQUS总体介绍
1.2 ABAQUS的主要模块
1.3 ABAQUS的文件类型
1.4 ABAQUS使用环境
1.4.1 启动ABAQUS/CAE
1.4.2 ABAQUS的主窗口
1.4.3 ABAQUS/CAE模块
1.5 ABAQUS 2020新功能
1.6 本章小结
第2章 ABAQUS的基本模块和操作方法
2.1 ABAQUS分析步骤
2.1.1 前处理（ABAQUS/CAE）
2.1.2 分析计算（ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit）
2.1.3 后处理（ABAQUS/Viewer）
2.2 ABAQUS/CAE的模块
2.3 部件模块和草图模块
2.3.1 创建部件
2.3.2 部件的外导入
2.3.3 问题模型的修复与修改
2.4 属性模块
2.4.1 材料属性
2.4.2 截面特性
2.4.3 梁的界面特性
2.4.4 特殊设置
2.5 装配模块
2.5.1 部件实体的创建
2.5.2 部件实体的定位
2.5.3 合并／切割部件实体
2.6 分析步模块
2.6.1 设置分析步
2.6.2 定义场输出和历史输出
2.7 载荷模块
2.7.1 载荷的定义
2.7.2 边界条件的定义
2.7.3 设置预定义场
2.7.4 定义载荷工况
2.8 相互作用模块
2.8.1 相互作用的定义
2.8.2 定义约束
2.8.3 定义连接器
2.9 网格模块
2.9.1 定义网格密度
2.9.2 设置网格控制
2.9.3 设置单元格类型
2.9.4 划分网格
2.9.5 检查网格
2.9.6 提高网格质量
2.10 分析作业模块
2.10.1 分析作业的创建与管理
2.10.2 网格自适应
2.11 可视化模块
2.11.1 显示无变形图形和变形图形
2.11.2 绘制云纹图
2.12 本章小结
第3章 线性结构静力分析
3.1 静力分析介绍
3.1.1 结构静力分析简介
3.1.2 静力分析的类型
3.1.3 静力分析基本步骤
3.2 实例——挂钩的线性静力分析
3.2.1 实例描述
3.2.2 创建部件
3.2.3 定义材料属性
3.2.4 定义和指派截面属性
3.2.5 定义装配
3.2.6 设置分析步
3.2.7 划分网格
3.2.8 定义集合和载荷施加面
3.2.9 边界条件和载荷
3.2.10 提交分析作业
3.2.11 后处理
3.3 弹性体的5个基本假设
3.4 本章小结
第4章 接触分析
4.1 ABAQUS接触功能概述
4.2 定义接触面
4.3 接触面间的相互作用
4.3.1 接触面的法向行为
4.3.2 表面的滑动
4.3.3 摩擦模型
4.3.4 其他接触相互作用选项
4.3.5 基于表面的约束
4.4 在ABAQUS/Standard中定义接触
4.4.1 接触相互作用
4.4.2 从属和主控表面
4.4.3 小滑动与有限滑动
4.5 实例——圆盘与平板模型的接触仿真分析
4.5.1 实例描述
4.5.2 创建部件
4.5.3 定义材料属性
4.5.4 定义和指派截面属性
4.5.5 定义装配
4.5.6 设置分析步
4.5.7 划分网格
4.5.8 定义接触
4.5.9 定义边界条件和载荷
4.5.10 提交分析作业
4.5.11 后处理
4.6 实例——冲模过程仿真分析
4.6.1 实例描述
4.6.2 创建部件
4.6.3 定义材料属性
4.6.4 定义和指派截面属性
4.6.5 定义装配
4.6.6 设置分析步
4.6.7 定义接触
4.6.8 定义边界条件和载荷
4.6.9 划分网格
4.6.10 提交分析作业
4.6.11 后处理
4.7 本章小结
第5章 材料非线性分析
5.1 材料非线性分析库简介
5.1.1 塑性
5.1.2 超弹性
5.1.3 粘弹性
5.2 实例——橡胶垫片压缩过程分析
5.2.1 实例描述
5.2.2 分析求解
5.2.3 结果处理
5.3 实例——悬臂梁受压过程分析
5.3.1 实例描述
5.3.2 分析求解
5.3.3 结果处理
5.4 本章小结
第6章 模态分析
6.1 动力学分析概述
6.1.1 动力学分析简介
6.1.2 模态分析简介
6.2 模态分析概述
6.2.1 模态分析的功能
6.2.2 模态分析的步骤
6.3 实例——圆棒的结构模态分析
6.3.1 创建部件
6.3.2 定义材料属性
6.3.3 定义和指派截面属性
6.3.4 定义装配
6.3.5 设置分析步
6.3.6 划分网格
6.3.7 边界条件和载荷
6.3.8 提交分析作业
6.3.9 后处理
6.4 实例——弹壳的结构模态分析
6.4.1 创建部件
6.4.2 定义材料属性
6.4.3 定义和指派截面属性
6.4.4 定义装配
6.4.5 设置分析步
6.4.6 划分网格
6.4.7 边界条件和载荷
6.4.8 提交分析作业
6.4.9 后处理
6.5 本章小结
第7章 显式非线性动态分析
7.1 ABAQUS/Explicit适用的问题类型
7.2 动力学显式有限元方法
7.2.1 显式时间积分
7.2.2 比较隐式和显式时间积分程序
7.2.3 显式时间积分方法的优越性
7.3 自动时间增量和稳定性
7.3.1 显式方法的条件稳定性
7.3.2 稳定性限制的定义
7.3.3 ABAQUS/Explicit中的完全自动时间增量与固定时间增量
7.3.4 质量缩放以控制时间增量
7.3.5 材料对稳定极限的影响
7.3.6 网格对稳定极限的影响
7.3.7 数值不稳定性
7.4 实例——钢球撞击钢板过程分析
7.4.1 实例描述
7.4.2 创建部件
7.4.3 定义材料属性
7.4.4 定义和指派截面属性
7.4.5 定义装配
7.4.6 设置分析步
7.4.7 划分网格
7.4.8 定义接触
7.4.9 定义边界条件和载荷
7.4.10 提交分析作业
7.4.11 后处理
7.5 本章小结
第8章 热应力分析
8.1 热应力分析中的主要问题
8.2 实例——铁轨的热应力分析
8.2.1 实例描述
8.2.2 创建部件
8.2.3 定义材料属性
8.2.4 定义和指派截面属性
8.2.5 定义装配
8.2.6 设置分析步
8.2.7 定义集合、边界条件
8.2.8 定义温度场
8.2.9 划分网格
8.2.10 提交分析作业
8.2.11 后处理
8.3 实例——Y型支架的热应力分析
8.3.1 实例描述
8.3.2 创建部件
8.3.3 定义材料属性
8.3.4 定义和指派截面属性
8.3.5 定义装配
8.3.6 设置分析步
8.3.7 划分网格
8.3.8 定义集合和载荷施加面
8.3.9 边界条件和载荷
8.3.10 定义温度场
8.3.11 提交分析作业
8.3.12 后处理
8.4 本章小结
第9章 多体系统分析
9.1 ABAQUS多体系统分析简介
9.2 ABAQUS的连接单元连接属性
9.2.1 连接单元边界条件和载荷
9.2.2 连接单元行为
9.2.3 ABAQUS的连接属性
9.3 实例——螺旋桨叶片的旋转过程分析
9.3.1 创建部件
9.3.2 定义材料属性
9.3.3 定义和指派截面属性
9.3.4 定义装配
9.3.5 定义参考点和坐标系
9.3.6 定义集合
9.3.7 定义约束
9.3.8 定义连接属性和连接单元
9.3.9 设置分析步和历史输出变量
9.3.10 定义边界条件和载荷
9.3.11 划分网格
9.3.12 提交分析作业
9.3.13 后处理
9.4 本章小结
第10章 多步骤分析
10.1 分析过程
10.1.1 分析过程的分类
10.1.2 一般分析步
10.1.3 线性摄动分析步
10.2 实例——铲斗系统的振动分析
10.2.1 实例描述
10.2.2 创建部件
10.2.3 定义材料属性
10.2.4 定义和指派截面属性
10.2.5 定义装配
10.2.6 设置分析步
10.2.7 划分网格
10.2.8 边界条件和载荷
10.2.9 提交分析作业
10.2.10 后处理
10.3 实例——重启动分析
10.3.1 重启动分析方法概述
10.3.2 创建重启动分析模型
10.3.3 模型属性
10.3.4 设置分析步
10.3.5 定义载荷
10.3.6 提交分析作业
10.3.7 后处理
10.4 本章小结
第11章 用户子程序
11.1 用户子程序简介
11.2 用户子程序VUMAT接口及调试
11.2.1 用户子程序VUMAT接口界面
11.2.2 用户子程序VUMAT的主要参数
11.2.3 用户子程序VUMAT的调试与提交方法
11.3 显式应力更新算法简介
11.4 VUMAT子程序的编写
11.5 实例——Taylor杆撞击仿真分析
11.5.1 创建部件
11.5.2 划分网格
11.5.3 定义材料属性
11.5.4 定义和指派截面属性
11.5.5 定义装配
11.5.6 设置分析步
11.5.7 边界条件和载荷
11.5.8 提交分析作业
11.6 本章小结
附录A INP文件
附录B 源程序

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