3.3 ABAQUS/CAE中的分析模块（Modules）
ABAQUS分析由三个阶段组成：前处理、模拟（计算）和后处理（图3.5）。在ABAQUS/
CAE中点击环境栏
后的下拉框，如图3.6所示。可以看出，ABAQUS/CAE的分析模块由10个模块组成，依次为部件（Part）、特性（Property）、装配（Assembly）、分析步（Step）、相互作用（Interaction）、载荷（Load）、网格（Mesh）、作业（Job）、可视化（Visualization）和草图（Sketch），其中草图（Sketch）模块可以看做是部件（Part）模块的子模块。
提示：上述10个模块中，除了草图（Sketch）模块外，其他9个模块是ABAQUS/CAE推荐的默认建模顺序。当用户熟悉ABAQUS/CAE后，也可灵活地在不同模块切换，以方便模型的创建和分析。
图3.5 ABAQUS分析的三个阶段 图3.6 ABAQUS/CAE的分析模块
图3.7 Create Part对话框
1）部件（Part）模块
部件（Part）模块可创建3D、2D和轴对称变形体、离散刚体和分析刚体（图3.7），几何属性（基特征Base Feature）可以为：实体（Solid）、壳（Shell）、线（Wire）和点（Point）；使用特征操作工具可对部件特征进行编辑、删除、抑制、恢复和重新生成等操作。
提示：在生成Part过程中，为了便于在Part不同区域赋予不同材料参数、接触定义、网格划分等，ABAQUS/CAE提供了集合工具（Set toolset）、数据点工具（Datum toolset）和剖分工具（Partition toolset）。这些工具的具体应用见本章实例。
2）特性（Property）模块
特性（Property）模块主要用于定义材料的本构模型（图3.8），ABAQUS中包含了大量可用于道路工程和岩土工程的材料本构模型。在这个模块中，定义材料属性一般分为三个基本步骤：定义材料本构模型、定义材料截面、将材料截面赋予部件（Part）不同区域。
提示：在定义材料本构模型时，可在图3.8中选择［General］→［User Material］，以定义用户材料模型。这时需编写用户子程序UMAT，关于该子程序的用法，参见4.3节。
图3.8 Edit Material对话框
图3.9 Create Instance对话框
3）装配（Assembly）
装配（Assembly）模块将部件（Part）进行实体（Instance）化（图3.9），通过移动、旋转以及布尔操作，可将多个实体组配成一个装配件（Assembly）。
提示：部件（Part）存在于自己的局部坐标系中，与其他部件相互独立。但使用装配模块创建部件实体（Instances）并相互定位时，它们处于整体坐标系中。
一个模型可包含多个部件（Parts），在装配件中一个部件可被多次实体化（即一个部件对应多个实体），但是一个模型只能包含一个装配件（Only one assembly）。可以创建两种类型的部件实体（Part instances）：独立实体和非独立实体。
载荷、边界条件等全部施加在装配件（Assembly）上。
图3.10 Create Step对话框
4）分析步（Step）模块
分析步（Step）模块主要作用是创建分析步（图3.10）和输出需求（场变量输出、历史输出），还可以指定自适应网格和分析控制。
分析类型（Procedure type）分为两类：线性扰动分析（Linear perturbation），通常用于频率的计算和振型的提取；通用分析（General），几乎包含了所有的分析类型，在道路工程（包括部分岩土工程）中常用的类型如下：
耦合温度－位移场分析（Coupled temp－displacement）：可用于进行沥青路面结构的车辙分析；
动态显式分析（Dynamic，Explicit）：可用于进行路面结构在移动载荷下的响应分析；
动态显式温度位移场耦合分析（Dynamic，Temp－disp，Explicit）：可用于进行沥青路面结构在移动载荷下的车辙分析；
地应力场分析（Geostatic）：进行软土地基固结分析的首要步骤；
土体的固结和渗流分析（Soils）：进行软土地基固结和渗流分析；
静态通用分析（Static，General）：一般的静力分析；
黏弹性和蠕变分析（Visco）：可进行沥青混合料的蠕变分析。
提示：用户在Step模块中确定采用ABAQUS/Standard还是ABAQUS/Explicit求解器。若选择ABAQUS/Explicit求解器，在网格（Mesh）模块中指定单元类型时，应将Element Library设为Explicit。
5）相互作用（Interaction）
相互作用（Interaction）模块可创建模型不同区域之间的力学或热接触（Interactions）、约束（Constrains），以及模型内两点之间或模型内一点与地面之间的连接件。
提示：对道路工程而言，该模块可以用于模拟路面结构内的裂缝、软土地基上桥台沉降分析等。
6）载荷（Load）
载荷（Load）模块可用来定义模型的边界条件、载荷、场变量以及载荷情况（图3.11）。
图3.11 Create Load对话框
提示：ABAQUS中的Load模块不仅包含了传统意义上的载荷，还包含了边界条件，这与其他的有限元软件是不同的。
7）网格（Mesh）
网格（Mesh）模块可定义网格密度，进行单元的控制（单元形状、网格划分技术和划分算法等，图3.12），指定单元类型，划分并细化模型网格，并验证模型网格质量。
提示：模型的网格划分质量不仅影响计算精度，而且会影响计算进程（是否收敛、收敛速度等）。初学者应在实践中逐渐积累网格划分技术和技巧。
图3.12 Mesh Controls对话框
8）作业（Job）
作业（Job）模块可创建（图3.13）、提交分析作业，监控分析过程，并可在分析结束之前终止分析作业。
图3.13 Edit Job对话框
提示：作业（Job）模块在提交分析作业时，ABAQUS自动在当前工作目录创建＊.inp文件；也可在单独生成＊.inp文件后，采用其他的字处理程序进行编辑修改，然后在ABAQUS Command环境下提交分析。关于＊.inp文件的编辑修改，参见6.3节。
9）可视化（Visualization）
可视化（Visualization）模块（也称为ABAQUS/
Viewer）是ABAQUS/CAE的后处理模块，可显示变形前后模型图、云图等。输出结果可显示场变量输出和历史变量输出，可将输出结果导出到外部文件中，还可将输出结果以动画形式输出。
提示：在可视化（Visualization）模块中应用最频繁的是
（Query）工具。关于该工具的应用参见本章实例。
10）草图（Sketch）
草图（Sketch）模块是二维绘图程序，可用来创建部件、梁、区域的二维平面图，或定义可用来拉伸、扫掠、旋转而形成三维部件的二维平面图。该模块还可导入由AutoCAD等生成的＊.dxf文件（导入方法为：在ABAQUS/CAE环境下依次选择［File］→［Import］→［Sketch］）。
提示：该模块实际上已包含在部件（Part）模块中。在Part模块中的使用方法为：创建Part进入到Sketch环境下，点击［Add］→［Sketch...］或点击左侧工具区
（Add Sketch）按钮，选择由AutoCAD导入的Sketch，从而可以创建所需的Part。
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