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第1章 工程分析价值和Abaqus能力 11

1.1机械电子产品概述 11

1.1.1机电产品组件 11

1.1.2机电组件制造工艺 12

1.2 工程分析（CAE）价值和能力 13

12.1 工程分析价值 13

1.2.2 工程分析能力 13

1.3工程分析软件Abaqus概述 14

1.3.1 Abaqus概述 14

1.3.2 Abaqus分析模块 14

1.4 Abaqus使用环境 17

4.1 Abaqus主窗口 17

1.42 Abaqus/CAE功能模块 20

1.4.3 Abaqus文件类型 21

1.5 Abaqus帮助指南 22

1.5.1帮助指南使用 23

1.5.2帮助指南内容 23

1.6 Abaqus新版功能 25

1.6.1 Abaqus 6.12新功能 25

1.6.2 Abaqus 6.13新功能 26

1.7本书章节布局 26

1.8本章小结 27

第2章Abaqus快速入门 28

2.1 Abaqus通用标准操作流程 28

2.2 Abaqus/CAE模型数据组织 28

2.3创建部件（Part） 29

2.3.1 Abaqus/CAF创建几何模型 29

2.3.2导入第三方CAD几何模型 30

2.3.3使用脚本语言创建几何模型 31

2.3.4创建/导入网格部件 31

2.4创建属性（Property） 31

2.4.1材料（Malerial）属性 32

2.4.2截面（Section）属性 33

2.4.3剖面（Profile）属性 33

2.5创建装配（Assembly） 34

2.6创建分析步（Step） 35

2.6.1创建分析步 35

2.6.2设定输出要求 36

2.6.3设定自适应网格 37

2.6.4设定求解控制 38

2.7创建相互作用（Interaction） 38

2.8创建载荷（Load） 39

2.9创建网格（Mesh）和优化（Optimizalion） 40

2.10创建作业（Job） 40

2.11查看可视化后处理（Visualization） 41

2.12定制模板 41

2.12.1定制显示模板 41

2.12.2定制模型模板 43

2.13端子变形实例详解 44

2.13.1问题描述 44

2.13.2创建部件（Part） 44

2.13.3创建属性 46

2.13.4创建装配（Assembly） 47

2.13.5创建分析步（Slep） 47

2.13.6创建网格（Mesh） 48

2.13.7创建节点集 48

2.13.8创建场/历史输出 48

2.13.9创建载荷（Load） 49

2.13.10创建作业（Job） 50

2.13.11查看结果（Visualization） 51

2.13.12输入文件（INP）解释 53

2.13.13运行脚本 55

2.14本章小结 55

第3章 网格划分 56

3.1网格划分简介 56

3.2独立实体和非独立实体 57

3.3定义网格密度 58

3.3.1定义全局单元尺寸 58

3.3.2定义局部单元尺寸 58

3.4设置网格控制 60

3.4.1选择单元形状 60

3.4.2选择网格划分技术 61

3.4.3设置网格划分算法 63

3.5划分网格及检查网格质量 65

3.5.1形状指标（Shape Metrics） 65

3.5.2尺寸指标（Size Metrics） 66

3.5.3分析检查（Analysis Checks） 67

3.6 选择单元类型 67

3.7单元类型简介 68

3.7.1单元的表征 68

3.7.2常用单元类型简介 69

3.8网格划分及编辑实例 72

3.8.1壳部件的网格划分 72

3.8.2实体部件的网格划分 74

3.8.3自底向上网格划分技术 75

3.8.4虚拟拓扑与网格编辑 76

3.8.5从网格创建几何 78

3.8.6 复制网格模式 79

3.9从ODB、INP文件导入有限元模型 80

3.9.1从ODB文件导入 80

3.9.2从INP文件导入模型 81

3.10本章小结 81

第4章 线性静力分析 82

4.1结构静力分析简介 82

4.1.1线性与非线性简介 82

4.1.2线性静力分析基础 83

4.2线性静力分析SOP 83

4.3线性静力分析三维实例 84

4.3.1问题描述 84

4.3.2详细操作步骤 84

4.3.3 INP文件解释 88

4.4线性静力分析二维实例 90

4.4.1问题描述 90

4.4.2详细操作步骤 90

4.4.3 INP文件解释 93

4.5本章小结 94

第5章 非线性静力分析 95

5.1非线性分析基础 95

5.1.1几何非线性 95

5.1.2边界非线性 96

5.1.3材料非线性 96

5.2非线性静力分析的求解 97

5.2.1 Abaqus/Standard的平衡迭代 97

5.2.2 Abaqus/Standard的增量控制 98

5.3非线性静力分析SOP 99

5.3.1非线性静力分析流程 99

5.3.2非线性静力分析设置 99

5.4线性和非线性对比实例 102

5.4.1另存模型 102

5.4.2引入材料塑性 102

5.4.3引入几何非线性 102

5.4.4作业提交及监控 103

5.4.5非线性分析结果对比 103

5.4.6作业诊断 104

5.4.7 INP文件解释 104

5.5钣金冲压成形分析实例 105

55.5.1问题描述 105

5.5.2另存模型 106

5.5.3定义属性 106

5.5.4创建装配实例 108

5.5.5 创建Surface集 108

5.5.6创建接触 110

5.5.7创建分析步和输出需求 111

5.5.8创建边界条件 112

5.5.9创建作业并提交 113

5.5.10 查看结果 113

5.5.11 INP文件解释 114

5.6超弹性密封圈分析实例 115

5.6.1问题描述 115

5.6.2另存模型 116

5.6.3创建超弹性材料属性 116

5.6.4创建装配 118

5.6.5创建分析步 118

5.6.6创建接触 119

5.6.7 定义边界 120

5.6.83设置单元类型 121

5.6.9 创建作业 121

5.6.10查看结果 121

5.6.11 INP文件解释 122

5.7本章小结 122

第6章 接触分析 123

6.1接触概述 123

6.1.1接触分类 123

6.1.2适用范围 123

6.2接触形成 124

6.2.1接触的离散方法（Discretization Method） 124

6.2.2接触的约束施加方式（Constrainl Enforcement Method） 126

6.2.3接触的追踪方式（Tracking Method） 127

6.3接触定义SOP 128

6.4接触属性 128

6.4.1接触压力-过盈模型（Pressure-Overclosure Models） 129

6.4.2摩擦模型（Frictional Models） 131

6.4.3阻尼接触模型（Contact damping Models） 132

6.5接触的收敛与诊断 133

6.6开关端子接触分析实例 134

6.6.1问题描述 134

6.6.2另存模型（Part） 135

6.6.3创建属性（Property） 135

6.6.4创建分析步（Step） 136

6.6.5创建接触（Interaction） 137

6.6.6边界定义（Boundary） 139

6.6.7输出定义（Output） 141

6.6.8 创建作业并提交运算 142

6.6.9查看结果 142

6.6.10接触诊断 143

6.6.11接触改善：引入软接触 144

6.6.12接触改善：引入阻尼 146

6.6.13 INP文件解释 149

6.7本章小结 150

第7章 线性和非线性屈曲分析 151

7.1屈曲分析介绍 151

7.1.1 屈曲分析分类 151

7.1.2屈曲分析方法 151

7.2线性屈曲分析基础 152

7.2.1线性屈曲理论 152

7.2.2线性屈曲求解方法 153

7.2.3线性屈曲特况 153

7.3线性屈曲分析SOP 154

7.3.1线性屈曲分析流程 155

7.3.2线性屈曲分析设置 155

7.4线性屈曲分析实例：Lee’s frame 157

7.4.1问题描述 157

7.4.2创建部件 157

7.4.3创建属性 158

7.4.4创建装配 159

7.4.5创建Buckle分析步 159

7.4.6 创建几何集Set 160

7.4.7创建载荷和边界条件 161

7.4.8划分网格 161

7.4.9创建作业 163

7.4.10查看结果 163

7.4.11 INP解释 164

7.5非线性屈曲分析基础 165

7.5.1非线性屈曲理论 165

7.5.2非线性屈曲求解方法 165

7.5.3非线性屈曲特况 166

7.5.4几何缺陷引入 167

7.5.5缺陷敏感性 168

7.6非线性屈曲分析SOP 168

7.6.1非线性屈曲分析流程 169

7.6.2非线性屈曲分析设置 169

7.7非线性屈曲分析实例：Lee’s frame 170

7.7.1另存模型 170

7.7.2替换Step 170

7.7.3场、历史变量输出 171

7.7.4创建作业 172

7.7.5查看结果 173

7.7.6 INP解释 175

7.8综合实例：初始缺陷的加强筋板 175

7.8.1问题描述 175

7.8.2完善几何的线性屈曲分析 176

7.8.3缺陷几何的非线性屈曲分析 179

7.8.4缺陷敏感性分析 181

7.9本章小结 181

第8章 线性动力学分析 182

8.1动力学分析介绍 182

8.1.1系统运动方程 182

8.1.2阻尼 183

8.1.3求解方法 183

8.1.4分析类型 184

8.2线性动力学分析介绍 185

8.2.1模态分析 185

8.2.2瞬时模态动态分析 186

8.3线性动力学分析SOp 187

8.4线性动力学分析实例 187

8.4.1问题描述 187

8.4.2 详细操作步骤 188

8.4.3 INP文件解释 195

8.5本章小结 197

第9章 多物理场分析 198

9.1多物理场分析基础 198

9.1.1直接耦合（Fully coupling） 198

9.1.2间接耦合（Co-simulation） 200

9.1.3 顺 序耦合（Sequential coupling） 202

9.2多物理场分析SOP 202

9.2.1多物理场分析流程 202

9.2.2多物理场分析设置 202

9.3热-电直接耦合稳态分析实例 204

9.3.1问题描述 204

9.3.2导入几何部件 205

9.3.3网格划分 205

9.3.4创建Beam单元 207

9.3.5创建单元集 207

9.3.6创建属性 208

9.3.7创建装配 209

9.3.8 创建分析步 210

9.3.9创建边界和载荷 210

9.3.10创建并提交作业 214

9.3.11查看结果 214

9.3.12讨论 215

9.3.13 INP文件解释 215

9.4热-电直接耦合瞬态分析实例 216

9.4.1另存模型 216

9.4.2增添材料参数 216

9.4.3修改分析步为瞬态 216

9.4.4修改边界Amplitude 217

9.4.5 重命名并提交作业 218

9.4.6 查看结果 218

9.4.7 INP文件解释 219

9.5流-固热间接耦合瞬态分析实例 219

9.5.1问题描述 219

9.5.2创建热传（Heat Transfer）模型 220

9.5.3创建热传分析步 221

9.5.4创建流-固协同边界（固场） 222

9.5.5创建载荷、预定义场 222

9.5.6创建CFD模型 224

9.5.7导入部件 224

9.5.8创建属性 224

9.5.9创建装配实例 224

9.5.10创建分析步 225

9.5.11 创建流-固协同边界（流场） 225

9.5.12创建载荷、边界、初始条件 226

9.5.13 网格划分 227

9.5.14协同求解Co-execution 228

9.5.15查看结果 229

9.5.16 INP文件解释 230

9.5.17 讨论 230

9.6 本章小结 230

第10章 多步顺序（耦合）分析 232

10.1多步顺序（耦合）分析基础 232

10.1.1场变量定义 232

10.1.2初始状态导入 236

10.1.3重启动技术 237

10.2多步顺序（耦合）分析SOP 238

10.3电子件电-热-力顺序耦合实例 238

10.3.1问题描述 239

10.3.2第1阶段：电传导温升分析 239

10.3.3第2阶段：热膨胀分析建模 247

10.3.4第1阶段温度导入第2阶段 249

10.3.5第2阶段热膨胀分析结果 250

10.3.6 I N P文件解释 250

10.4多步冲压成型及回弹分析实例 252

10.4.1问题描述 252

10.4.2第8次回弹结果 253

10.4.3第9次折弯分析 253

10.4.4第9次回弹分析 258

10.5多步冲压成型→结构顺序分析实例 263

10.5.1考虑加工硬化的结构分析 263

10.5.2不考虑加工硬化的结构分析 265

10.6模流Moldllow→结构联合分析基础 266

10.6.1 Abaqus Interface for Moldflow（AIM） 266

10.6.2 Autodesk Moldflow Strctural Alliance（AMSA） 267

10.7模流Moldflow→结构联合分析实例 268

10.7.1 AIM方法翘曲分析 268

10.7.2 AMSA映射分析 271

10.8模流Moldex3D→结构联合分析基础 274

10.8.1 Moldex3D-FEA基础 274

10.8.2模流结构联合分析SOP 275

10.9模流Moldex3D→结构联合分析实例 276

10.9.1问题描述 276

10.9.2模流分析 277

10.9.3导出接口文件 277

10.9.4结构分析 278

10.10本章小结 280

第11章 非线性动力学分析 281

11.1非线性动力学分析介绍 281

11.1.1隐式与显式动力学分析对比 281

11.1.2显式动力学分析理论基础 282

11.1.3显式动力学分析的稳定性 283

11.1.4准静态分析的显式求解方法 284

11.2非线性动力学分析SOP 285

11.2.1基本操作步骤 285

11.2.2 显式动力学分析步的设置 286

11.3显式动力学分析实例 289

11.3.1问题描述 289

11.3.2详细操作步骤 289

11.3.3 INP文件解释 294

11.4准静态分析实例 296

11.4.1问题描述 296

11.4.2详细操作步骤 296

11.4.3 INP文件解释 304

11.5本章小结 307

第12章 优化设计和敏感性分析 308

12.1优化设计基础 308

12.1.1结构优化概述 308

12.1.2拓扑优化 308

12.1.3形状优化 309

12.1.4优化术语 310

12.2优化设计SOP 311

12.2.1优化设计SOP 311

12.2.2设计响应设置 312

12.2.3目标函数设置 315

12.2.4约束设置 315

12.2.5几何限制 315

12.3拓扑优化实例 317

12.3.1 C形夹的拓扑优化 317

12.3.2汽车摆臂的拓扑优化 322

12.4形状优化实例 326

12.41问题描述 326

12.4.2初始设计分析 327

12.4.3优化设置 328

12.4.4优化结果 330

12.5敏感性分析（DSA）基础 332

12.5.1 Abaqus的DSA 332

12.5.2激活Abaqus DSA 332

12.5.3 DSA设计参数 333

12.5.4 DSA响应 334

12.5.5 DSA设r计参数梯度 334

12.5.6 DSA公式 335

12.5.7后处理 335

12.6敏感性分析SOP 335

12.6.1关键字SOP 335

12.6.2形状变量SOP 336

12.7敏感性分析实例 337

12.7.1参数变化对卡扣的敏感性 337

12.7.2形状变量对卡扣的敏感性 342

12.8本章小结 347

参考文献 348