《cae分析大系——abaqus有限元分析從入門到精通（第2版）》2020年9月人民郵電出版社出版的圖書。作者是劉展。本書分為模組介紹和套用實例兩篇，將相關理論、工程分析經驗與案例相結合，向讀者詮釋了ABAQUS的基本功能、套用領域及具體操作方法。
基本介紹
- 中文名：cae分析大系——abaqus有限元分析從入門到精通（第2版）
- 作者：劉展
- 出版社：人民郵電出版社
- 出版時間：2020年9月
- ISBN：9787115537003
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書分為模組介紹和套用實例兩篇，將相關理論、工程分析經驗與案例相結合，向讀者詮釋了ABAQUS的基本功能、套用領域及具體操作方法。
書中詳細介紹了ABAQUS的幾何建模，格線劃分，分析步、相互作用、載荷與邊界條件，分析與後處理及最佳化等模組的常用功能和使用技巧。在此基礎上，較為全面地講解了ABAQUS工程實例，包括接觸分析、材料力學特性分析、動力學分析、材料破壞分析、耦合分析及ABAQUS與其他套用軟體的聯合使用。本書將基本操作、INP檔案的解讀與相關理論知識相結合，使讀者能較全面地了解並掌握ABAQUS，不僅知其然，還能知其所以然。
本書深入淺出，既適用於初學者，也適用於具有一定ABAQUS使用經驗的讀者。隨書提供所有案例的資料庫檔案、INP檔案，並配有教學視頻，可作為理工科院校相關專業的本科生、研究生及教師學習ABAQUS軟體的培訓教材，也可作為各相關領域的工程分析師使用ABAQUS進行工程分析工作的參考書。
圖書目錄
目錄
第1篇 ABAQUS模組介紹
第1章 ABAQUS軟體介紹 2
1.1 ABAQUS簡介 2
1.2 ABAQUS的主要模組及功能 2
1.3 ABAQUS 2018的新功能 4
1.3.1 材料屬性和單元類型的增強功能 4
1.3.2 接觸的增強功能 4
1.3.3 線性動態的增強功能 5
1.3.4 建模和可視化的增強功能 5
1.3.5 其他增強功能 5
1.4 ABAQUS的檔案系統 5
1.5 ABAQUS的基本操作 6
1.5.1 ABAQUS/CAE的啟動 7
1.5.2 ABAQUS/CAE的用戶界面 7
1.5.3 ABAQUS中滑鼠的使用 9
1.5.4 ABAQUS的坐標系 9
1.5.5 ABAQUS對自由度的約定 9
第2章 幾何建模 10
2.1 部件模組（Part）和草圖模組（Sketch） 10
2.1.1 創建右支座部件 10
2.1.2 創建鉸鏈部件 13
2.1.3 部件的導入與修復 14
2.2 裝配模組（Assembly） 14
2.2.1 複製部件實體 15
2.2.2 創建裝配件 16
2.2.3 裝配件內各部件實體的定位 17
2.2.4 合併/剪下部件實體 19
2.3 特性模組（Property） 21
2.3.1 定義材料屬性 21
2.3.2 創建並賦予截面特性 24
2.3.3 Special選單 24
第3章 格線劃分 27
3.1 格線劃分技術 27
3.1.1 自由劃分格線劃分技術 27
3.1.2 掃掠格線劃分技術 28
3.1.3 結構化格線劃分技術 30
3.1.4 格線劃分技術小結 31
3.2 單元類型 32
3.2.1 單元庫 32
3.2.2 幾何階次 32
3.2.3 單元族 33
3.2.4 單元控制 33
3.3 布置種子 34
3.3.1 布置全局種子 34
3.3.2 布置局部種子 35
3.4 劃分格線 36
3.4.1 採用自由劃分格線劃分技術劃分四面體格線 36
3.4.2 採用掃掠格線劃分技術劃分六面體格線 36
3.4.3 採用結構化格線劃分技術劃分六面體格線 37
3.4.4 劃分區域格線 37
3.5 檢查格線質量 37
3.6 格線最佳化 38
3.6.1 選擇合適的格線劃分參數 38
3.6.2 編輯幾何模型 39
3.6.3 編輯格線模型 39
3.7 自適應格線劃分 40
3.7.1 問題描述 41
3.7.2 模型的建立與分析 41
3.7.3 自適應計算過程的INP檔案說明 45
第4章 分析步、相互作用、載荷與邊界條件 47
4.1 概述 47
4.1.1 分析步模組（Step） 47
4.1.2 相互作用模組（Interaction） 49
4.1.3 載荷模組（Load） 50
4.2 混凝土板的配筋 51
4.2.1 創建分析步 51
4.2.2 設定約束條件 52
4.2.3 設定載荷和邊界條件 52
4.3 炮彈穿甲 53
4.3.1 創建分析步並定義輸出 54
4.3.2 創建接觸和剛體約束 55
4.3.3 創建邊界條件和速度場 56
4.4 連線器 57
4.4.1 創建分析步 57
4.4.2 創建連線器和約束 59
4.4.3 創建邊界條件 60
第5章 分析與後處理 62
5.1 分析作業模組（Job） 62
5.1.1 創建與管理分析作業 62
5.1.2 格線自適應過程 64
5.1.3 耦合分析作業 65
5.1.4 最佳化作業 65
5.2 可視化模組（Visualization） 66
5.2.1 無變形圖與變形圖的顯示 66
5.2.2 雲圖顯示 67
5.2.3 矢量/張量符號圖顯示 69
5.2.4 材料方向圖顯示 69
5.2.5 數據圖表的顯示及輸出 69
5.2.6 ABAQUS後處理的二次開發 73
第6章 最佳化 76
6.1 問題描述 76
6.2 創建幾何部件 77
6.3 格線劃分和生成有限元部件模型 79
6.4 定義材料屬性 80
6.5 裝配部件 81
6.6 創建分析步 81
6.7 創建參考點及連線關係 82
6.8 創建載荷和邊界條件 83
6.9 最佳化設定 84
6.10 提交分析作業及後處理 88
第2篇 ABAQUS套用實例
第7章 接觸分析 92
7.1 螺栓過盈裝配 92
7.1.1 問題描述 92
7.1.2 創建幾何部件 92
7.1.3 定義材料屬性 94
7.1.4 裝配部件 95
7.1.5 格線劃分 95
7.1.6 創建分析步 97
7.1.7 定義相互作用 97
7.1.8 創建載荷和邊界條件 99
7.1.9 提交分析作業 100
7.1.10 結果後處理 101
7.1.11 INP檔案解讀 102
7.2 多齒輪的嚙合 104
7.2.1 問題描述 104
7.2.2 CATIA創建齒輪模型 104
7.2.3 HyperMesh劃分格線 104
7.2.4 在ABAQUS中導入模型 108
7.2.5 設定材料屬性 108
7.2.6 創建分析步 109
7.2.7 定義相互作用 109
7.2.8 創建載荷和邊界條件 110
7.2.9 提交分析作業 111
7.2.10 模型的INP檔案 111
7.2.11 設定加速齒輪 113
7.2.12 結果後處理 113
7.3 髖關節的接觸分析 115
7.3.1 案例背景 115
7.3.2 問題描述 116
7.3.3 ABAQUS中生成體格線 116
7.3.4 Mimics中賦予單元的材料參數 116
7.3.5 模型的整合 117
7.3.6 定義接觸 118
7.3.7 設定分析步 120
7.3.8 定義載荷和邊界條件 121
7.3.9 提交分析作業 122
7.3.10 結果後處理 123
7.3.11 INP檔案說明 125
第8章 材料力學特性分析 132
8.1 彈塑性分析 132
8.1.1 問題描述 132
8.1.2 創建部件 132
8.1.3 創建材料屬性 133
8.1.4 裝配部件 133
8.1.5 設定分析步 134
8.1.6 定義接觸 134
8.1.7 定義荷載和邊界條件 136
8.1.8 格線劃分 136
8.1.9 分析及後處理 137
8.1.10 彈塑性比較 140
8.1.11 INP檔案及說明 140
8.2 超彈性材料 144
8.2.1 問題描述 144
8.2.2 創建部件 145
8.2.3 設定材料屬性 146
8.2.4 定義裝配件 147
8.2.5 創建分析步 147
8.2.6 定義相互作用 148
8.2.7 定義載荷和邊界條件 149
8.2.8 格線劃分 150
8.2.9 提交作業 151
8.2.10 後處理 151
8.2.11 模型的INP檔案 153
8.2.12 Uhyper子程式 155
8.3 複合材料平板穩定性計算 156
8.3.1 問題描述 157
8.3.2 創建幾何部件 157
8.3.3 格線劃分和生成有限元部件模型 158
8.3.4 定義複合材料屬性和鋪層查詢 159
8.3.5 裝配部件 161
8.3.6 創建分析步 161
8.3.7 創建載荷和邊界條件 162
8.3.8 提交分析作業 163
8.3.9 結果後處理 163
8.3.10 屈曲載荷計算 165
8.3.11 INP檔案說明 167
8.4 用戶材料子程式UMAT 168
8.4.1 用戶材料子程式（UMAT） 169
8.4.2 在ABAQUS中使用子程式 170
第9章 動力學分析 174
9.1 結構動力學簡介 174
9.2 石拱橋的模態分析及動力回響 176
9.2.1 拱橋結構的模態分析 176
9.2.2 石拱橋的動力回響分析 181
9.2.3 INP檔案解讀 188
9.3 板材衝壓成型分析 189
9.3.1 問題描述 190
9.3.2 創建模型部件 190
9.3.3 定義材料屬性 191
9.3.4 裝配部件 194
9.3.5 定義分析步 194
9.3.6 定義相互作用 194
9.3.7 定義邊界條件和載荷 195
9.3.8 劃分格線 195
9.3.9 分析及後處理 196
9.3.10 INP檔案解讀 198
9.4 手機跌落分析 201
9.4.1 問題描述 202
9.4.2 創建部件 202
9.4.3 定義材料屬性 204
9.4.4 裝配部件 206
9.4.5 創建分析步並設定結果輸出 207
9.4.6 定義相互作用關係 208
9.4.7 創建載荷和邊界條件 210
9.4.8 格線劃分 210
9.4.9 提交分析作業及後處理 212
9.4.10 INP檔案解讀 215
第10章 材料破壞分析 217
10.1 板的裂紋擴展 217
10.1.1 問題描述 217
10.1.2 創建部件 217
10.1.3 定義材料屬性 218
10.1.4 裝配部件 221
10.1.5 創建分析步並設定結果輸出 222
10.1.6 定義相互作用關係 223
10.1.7 創建荷載和邊界條件 224
10.1.8 格線劃分 226
10.1.9 提交分析作業 226
10.1.10 結果後處理 227
10.1.11 帶孔鋼板對裂紋擴展的影響 228
10.1.12 INP檔案解讀 230
10.2 切削分析 232
10.2.1 問題描述 232
10.2.2 創建部件 232
10.2.3 定義材料屬性 233
10.2.4 裝配部件 237
10.2.5 創建分析步並設定結果輸出 237
10.2.6 定義相互作用關係 239
10.2.7 創建荷載和邊界條件 240
10.2.8 格線劃分 241
10.2.9 提交分析作業 242
10.2.10 結果後處理 242
10.2.11 INP檔案解讀 244
10.3 複合材料槽型元件粘接劑破壞仿真 246
10.3.1 前言 246
10.3.2 問題描述 247
10.3.3 創建幾何部件 248
10.3.4 格線劃分和生成有限元部件模型 251
10.3.5 定義複合材料屬性和鋪層查詢 254
10.3.6 裝配部件 257
10.3.7 創建分析步 257
10.3.8 創建載荷和邊界條件 258
10.3.9 提交分析作業 258
10.3.10 結果後處理 259
10.3.11 INP檔案說明 261
第11章 耦合分析 264
11.1 熱電耦合分析 264
11.1.1 問題描述 264
11.1.2 創建部件 264
11.1.3 格線劃分 265
11.1.4 定義材料屬性 267
11.1.5 裝配部件 268
11.1.6 創建分析步並設定結果輸出 268
11.1.7 定義相互作用關係 269
11.1.8 創建載荷和邊界條件 270
11.1.9 提交分析作業 272
11.1.10 結果後處理 272
11.1.11 INP檔案解讀 273
11.2 熱固耦合分析 275
11.2.1 問題描述 275
11.2.2 創建部件 276
11.2.3 定義材料屬性 277
11.2.4 裝配部件 280
11.2.5 創建分析步並設定結果輸出 280
11.2.6 創建荷載、邊界條件及預定義場 281
11.2.7 格線劃分 284
11.2.8 提交分析作業 286
11.2.9 結果後處理 286
11.2.10 INP檔案解讀 287
第12章 ABAQUS與ANSYS、MATLAB的聯合使用 290
12.1 ABAQUS與ANSYS的聯合使用 290
12.1.1 導入模型 290
12.1.2 查看模型 293
12.1.3 提交作業 295
12.1.4 後處理 295
12.1.5 INP檔案說明 296
12.2 ABAQUS和MATLAB的聯合使用 297
12.2.1 格線節點的自動映射 297
12.2.2 分析步和載荷工況的自動分割 306
參考文獻 314
作者簡介
劉展，博士，教授，四川大學健康工程團隊帶頭人，宜賓四川大學產業技術研究院健康工程工作站主任，哈佛醫學院/麻省總醫院骨科部顧問和研究員，四川省海外高層次留學人才，創業領軍人才。使用ABAQUS進行了10餘年的科研和研發工作，主持包括國際自然科學基金在內的縱向/橫向項目20餘項，發表相關科研論文100餘篇，擔任國內外多個學術組織（副主任）委員、國內外多本雜誌的（常務）編委和審稿專家；主編和參與編寫著作9本，包括主編《ABAQUS 6.6基礎教程與實例詳解》《ABAQUS有限元分析從入門到精通》。 錢英莉，博士，成都飛機設計研究所高級工程師。從事生物力學研究和固體力學方面的有限元分析工作，發表相關科研論文30餘篇，參與編寫著作3本，具有紮實的理論基礎和解決複雜工程問題的豐富實踐經驗。
