如何寫input文件

一、輸入文件的組成和結構:

1.一個輸入文件由模型數據和歷史數據兩部分組成.

模型數據的作用:定義一個有限元模型.包括單元,節點,單元性質,定義材料等等有關說明模型自身的數據.模型數據可被組織到零件中(零件可以被組裝成一個有意義的模型).

歷史數據的定義是模型發生了什么----事情的進展,模型響應的荷載,歷史被分成一系列的時步層序.每一步就是一個響應(靜態加載,動態響應等),時步的定義包括過程類型(比如靜態應力分析,瞬時傳熱分析等)對于時間積分的控制參數或者非線性解過程,加載和輸出要求.

At a minimum the model consists of the following information: geometry, element section properties, material data, loads and boundary conditions, analysis type, and output requests.

2. ABAQUS輸入文件的結構形式。

1) 必須有一個*HEADING開頭。

2) 接下來就是模型數據部分,定義節點,單元,材料,初始條件等。模型數據的層次為:部件,組裝,模型。

必須的模型數據:

(1)幾何數據:模型的幾何形狀是用單元和節點來定義的,結構性單元的截面是必須定義的。比如梁單元。特殊的特征也可以用特殊的單元來定義,比如彈簧單元,阻尼器,點式群體等。

(2)材料的定義:材料必須定義比如使用的是鋼啊,巖石,土啊等材料。

可選的模型數據:

(1)零件和組合 :一個模型可以用幾個零件來定義有可以把幾個零件組合成一個集來定義。

(2)初始條件 :比如初始應力,溫度,或者速度等

(3)邊界條件:

(4)運動約束

(5)相互作用

(6)振幅定義

(7)輸出控制

(8)環境特性

(9)用戶子程序

(10)分析附屬部分

3) 接下來就是歷史數據:定義分析的類型,荷載,輸出要求等。分析的目的就是預測模型對某些外部荷載或者某些初始條件的反映。一個ABAQUS分析是建立在STEP的概念上的,(在歷史數據中描述)在分析中可以定義多個STEPS。每個STEP用*STEP開始,用*END STEP結束。*STEP是歷史數據和模型數據的分界點,第一次出現*STEP的前面的是模型數據,后面的就是歷史數據。

必須的歷史數據:

響應類型:必須立刻出現在*STEP選項后面。ABAQUS中有兩種響應步,一種是總體分析響應步,可以是線形和非線形的,另一種是線形擾動步。

可選歷史數據:

(1)荷載:通常定義某種加的荷載類型和大小。荷載可以被描述成時間的函數。

(2)邊界條件輸出控制

(3)輔助控制

(4)再生單元和曲面

二、書寫input文件的語法和規則:

1.關鍵詞行:

1)必須以*開始,后面接的是選項的名字,然后隨之定義選項的內容.如:

* MATERIAL NAME=STEEL

注釋行是以**開始的.

2)如果有參數,則參數和關鍵詞之間必須用“,”格開。

3)在參數之間必須用“,”格開。

4)關鍵詞行中的空格可以忽略。

5)每行的長度不能超過256個字符

6)關鍵詞和參數對大小寫是不區分的。

7)參數值通常對大小寫也是不區分的,但是唯一的例外是文件名區分大小寫。

8)關鍵詞和參數,以及大多數情況下的參數值是不需要全拼寫出來的,只要他們之間可以相互區分就可以了。

9) 假如參數有響應的值,則付值號是“=”。

10) 關鍵詞行可以延續,比如參數的名字很長,要在下一行繼續這個關鍵詞行的話就可以這樣做,用“,”來連接。比如:

*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC,

DEPENDENCIES=1

11) 有些選項允許INPUT和FILE的參數作為一個輸入文件名,這樣的文件名必須包括一個完整的路徑名或者是一個相對路徑名。

2.數據行:(數據行如果和關鍵詞相聯系必須緊跟關鍵詞行)

1) 一個數據行包括空格在內不能超過256個字符。

2) 所有的數據條目之間必須用“,”格開。

3) 一行中必須包括指定說明的數據條目的數字。

4) 每行結尾的空數據域可以省略。

5) 浮點數最多可以占用20個字符。

6) 整數可以是10個

7) 字符串可以是80個

8) 延續行可以被用到特定的情況。

3.標簽:

什么是標簽呢,比如集名,曲面名,鋼筋名,他們是區分大小寫的,長度可以有80個字符長。標簽中的空格是可以省略的,除非用“”來標示。那就不能省略了。沒有用“”來標示的標簽必須用字母來開頭。如果一個標簽用“”來定義那么“”也是標簽的一部分。標簽的開始和結束不能用雙重“_”

下面是一個使用了引號和沒有使用引號的例子:

*ELEMENT, TYPE=SPRINGA, ELSET="One element"

1,1,2

*SPRING, ELSET="One element"

1.0E-5,

*NSET, ELSET="One element", NSET=NODESET

*BOUNDARY

nodeset,1,2

4.數據行重復:

數據行可以重復,也就是說每行數據可以有一行響應的變量也可以有幾行。同樣也可以有多行數據行,對應各自的變量行.如:

*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC

200.E3, 0.3, 20.

150.E3, 0.35, 400.

80.E3, 0.42, 700.

定義了一個零件的材料性質,均質,線彈性,在不同應力下的揚式模量和泊松比.

三、從外存儲器中引入模型或者歷史數據

The *INCLUDE option can be used to specify an external file that contains a portion of the ABAQUS input file. This file can include model and history definition data, comment lines, and other *INCLUDE references. When the option is encountered, ABAQUS will immediately process the input data within the file specified by the INPUT parameter. When the end-of-file is reached, ABAQUS will return to processing the original file.

A maximum of five levels of nested *INCLUDE references can be used. The option supports UNIX environment variables.

Usage: *INCLUDE, INPUT=file_name

四、舉例:

下面介紹兩個簡單的例子:

例一:懸臂梁.

輸入文件的開始就是文件頭,以HEADING 開始,隨后是模型的名字,如下所示:

*HEADING

CANTILEVER BEAM

然后是網格定義:

現在就是模型數據的開始了.一般選擇從網格的定義開始,網格包括(單元和節點)

假如我們的懸臂梁有五個單元,六個節點,下面我們首先詳細說明節點:

*NODE, NSET=ENDS

1, 0.

6, 100.

*NGEN

1, 6

節點組集,NSET其值(名字)為ENDS.下面的就是這樣理解的,第一個節點是從0開始的,第六個節點是在100結束的.

同樣我們來定義單元:

*ELEMENT, TYPE=B21(單元類型)

1, 1, 2 (單元類型的參數)

*ELGEN, ELSET=BEAM (產生單元集,及其名稱)

1, 5 (一個單元集,包括5個單元)

現在定義單元的性質:

*BEAM SECTION, SECTION=RECTANGULAR, ELSET=BEAM, MATERIAL=STEEL

1., 2.

梁截面,截面的形狀是矩形,單元集的名稱是梁單元,材料是鋼。截面的尺寸是1*2。

下面定義材料的性質:

*MATERIAL, NAME=STEEL

*ELASTIC

30.E6,

材料是鋼,彈性,彈性模量是30E6。

下面定義邊界:

*BOUNDARY

6, ENCASTRE

邊界是在6節點,通過ENCASTRE來描述。

邊界也可以用下面的形式來定義:

*BOUNDARY

6, 1, 6

ABAQUS對結構單元的中的節點的自由度使用常規的編號方式。1,2,3 代表的是位移分量;4,5,6代表的是旋轉分量。

以上是模型數據的定義,下面開始歷史數據的定義:(加載的次序,事件的發生,還有我們想看到的變量的響應)

時步(步驟)的定義。

*STEP, PERTURBATION(步驟的開始,擾動是其名稱)

*STATIC(靜態分析)

*CLOAD(集中荷載)

1, 2, -20000.(在節點1,y[2代表的是y方向,假如是1則代表的是x方向,3代表的是z方向]方向施加荷載,荷載的大小是-20000。也就是向下施加荷載。)

*END STEP(步驟的結束)

下面來解釋輸出要求:

*EL PRINT, POSITION=AVERAGED AT NODES, (節點的平均值)SUMMARY=YES在表的下部求和)

S11, (積分點的應力分量在X方向)E11(在積分點的應變分量在X方向)

SF,(在積分點的截面力)

*NODE FILE, NSET=ENDS

U,(節點的空間位移) CF,(節點的點荷載)RF節點的反作用力)

*OUTPUT, FIELD, VARIABLE=PRESELECT

*ELEMENT OUTPUT

SF,

fig.1 應力應變曲線

*OUTPUT, HISTORY

*NODE OUTPUT, NSET=ENDS

U, CF, RF

------------------------------

例二、孔平板分析

A thin plate, dimensions 10cm×10cm, contains a hole of radius 1cm at its center. The plate is made from steel, which is idealized as an elastic—strain hardening plastic solid, with Young’s modulus E=210GPa and Poisson’s ratioν=0.3. The uniaxial stress—strain curve for steel is idealized as a series of straight line segments, as shown fig.1.

The plate is loaded in the horizontal direction by applying tractions to its boundary.The magnitude of the loading increases linearly with time, as shown fig.2.

fig.2幾何及加載情況

由于板內圓孔的應力集中因子大約為3,所以在時間 t=1時 A 點將達到屈服 (板的初始屈服應力為200MPa);在時間 t=3時,平板都將達到屈服。下面我們利用abaqus分析并輸出時間t=1、 t=2 和t=3時板的塑性變化情況。

注意到板及載荷的對稱性,只需要考慮板的1/4,并在底部和邊緣施加對稱邊界條件。采用4節點二次平面應力單元。 對稱邊界條件的施加及載荷的分布如fig.3所示。

fig.3 對稱邊界條件的施加及載荷的分布

input 文件祥解:

*HEADING

STRESS ANALYSIS FOR A PLATE WITH A HOLE **文件名

*PREPRINT, ECHO=YES, HISTORY=YES, MODEL=YES **指定什么輸出到*.dat文件中

*RESTART, WRITE, FREQ=1 **每一個載荷步的結果都輸出到.res文件中,提供給后處理

*FILE FORMAT, ZERO INCREMENT ** 將數據輸出到.fil文件中,后處理用,這里要求輸出分析前的數據(即載荷施加前)

**下面產生網格(節點、單元)

**節點的產生

*NODE

101, 0.0, 0.0

119, 1.0E-02, 0.0

1919, 0.0, 1.E-02

131, 5.E-02, 0.0

1031, 5.E-02, 5.E-02

1931, 0.0, 5.E-02

**

**

**

*NGEN, LINE=C, NSET=HOLE

119, 1919, 100, 101

**

**

**

*NGEN, NSET=OUTER

131, 1031, 100

**

**

**

** 將節點加到節點集outer中

*NGEN, NSET=OUTER
1031, 1931, 100

**

**

**

** 沿著徑向線填充

*NFILL, NSET=PLATE

HOLE, OUTER, 12, 1

**

**

**

** 單元的產生

**

*ELEMENT, TYPE=CPS4

19, 119, 120, 220, 219

**

**

*ELGEN, ELSET=PLATE

19, 12, 1, 1, 18, 100, 100

**

**

****

** 給單元賦予屬性(即單元由什么材料組成),將名為steel的材料賦給單元集plate

*SOLID SECTION, MATERIAL=STEEL, ELSET=PLATE

**

**定義材料性質

**

*MATERIAL, NAME=STEEL

*ELASTIC

210.E09, 0.31

*PLASTIC

200.2E06, 0.0

246.0E06, 0.0235

294.0E06, 0.0474

374.0E06, 0.0935

437.0E06, 0.1377

480.0E06, 0.18

**

**

**指定與時間無關的邊界條件(任何與時間無關的邊界條件都必須在分析步前指定)

*NSET, NSET=BOTTOM, GENERATE

119, 131, 1

*NSET, NSET=LEFT, GENERATE

1919, 1931, 1

**

*BOUNDARY

BOTTOM, YSYMM

LEFT, XSYMM

**

**定義載荷施加的位置和隨時間的變化

**defining loads

*ELSET, ELSET=EDGE, GENERATE

30, 830, 100

**

*AMPLITUDE, NAME=HIST, TIME=TOTAL TIME

0.0,0.0, 1.0,1.0, 2.0,2.0, 3.0,3.0

**這里的關鍵詞AMPLITUDE為整個分析中的加載歷史

** 定義載荷步

**

**Load Step Definition

**First Load Step

*STEP,AMPLITUDE=RAMP

**關鍵詞step表示開始分析,這里的關鍵詞AMPLITUDE表示在這步中如何施加載荷,AMPLITUDE=RAMP為平滑加載,AMPLITUDE=STEP為立即加載

*STATIC **表示為準靜態分析

1.0,1.0 **前面的數表示估計在這步中計算變形的初始時間增量,由于可以預計在這步變形為彈性變形,ABAQUS可以在這步結束時直接得到結果,不必更小的時間增量步,所以設定時間增量等于步長。后面的數指定這個載荷步的時間間隔,這里分析開始時t=0,結束時t=1,故間隔為1 。

*DLOAD, AMPLITUDE=HIST ** 關鍵詞DLOAD表示壓力,其值為正,當為拉力時為負

EDGE, P2, -82.E06 ** 施加82 MPA的拉力在單元集EDGE的面2上

** 為后處理輸出過程數據文件

*EL FILE, POSITION=AVERAGED AT NODES **其中POSITION=AVERAGED AT NODES目的是光滑曲線

S,E

*END STEP

**

**

**

**Second Load Step

*STEP,AMPLITUDE=RAMP

*STATIC

1.0,1.0

*DLOAD, AMPLITUDE=HIST

EDGE, P2, -82.E06

*EL FILE, POSITION=AVERAGED AT NODES

S,E

*END STEP

**

**Third load step

*STEP,AMPLITUDE=RAMP

*STATIC

1.0,1.0

*DLOAD, AMPLITUDE=HIST

EDGE, P2, -82.E06

*EL FILE, POSITION=AVERAGED AT NODES

S,E

*END STEP

五、文件的執行

1、數據的檢查

abaqus job=tutorial datacheck interactive

or abaqus datacheck job=frame interactive

2、運行

abaqus job=tutorial interactive

or abaqus job=tutorial continue interactive

or abaqus continue job=tutorial interactive

3、后處理

運行abaqus viewer啟動后處理模塊

at the operating system prompt. The ABAQUS/Viewer window appears.

Reading the output database file

To begin this exercise, open the output database file that ABAQUS/Standard generated during the analysis of the problem.

To open the output database file:

1.From the main menu bar, select File->Open; or use the tool in the toolbar.

The Open Database dialog box appears.

2.From the list of available output database files, select frame.odb.

3.Click OK.

Tip: You can also open the output database frame.odb by typing

abaqus viewer odb=frame

at the operating system prompt.

Checking history data with ABAQUS/Viewer

To display boundary conditions _disibledevent="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; line-height: 18pt; mso-layout-grid-align: none">1.From the main menu bar, select Plot->Undeformed Shape;

2.From the main menu bar, select View->ODB Display Options.

3.In the ODB Display Options dialog box, click the Entity Display tab.

4.Toggle _disibledevent="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; line-height: 18pt; mso-layout-grid-align: none">5.Click OK.

六、文件的類型介紹

abaqus 產生幾類文件:有些是在ABAQUS運行是產生,運行后自動刪除;其它一些用于分析、重啟、后處理、結果轉換或其它軟件的文件則被保留:

詳細如下:

1. model_database_name.cae

模型信息、分析任務等

2. model_database_name.jnl

日志文件:包含用于復制已存儲模型數據庫的ABAQUS/CAE命令

*.cae和 *.jnl構成支持CAE的兩個重要文件,要保證在CAE下打開一個項目,這兩個文件必須同時存在;

3.job_name.inp

輸入文件。由abaqus Command支持計算起始文件,它也可由CAE打開;

4. job_name.dat

數據文件:文本輸出信息,記錄分析、數據檢查、參數檢查等信息。ABAQUS/Explicit 的分析結果不會寫入這個文件

5. job_name.sta

狀態文件:包含分析過程信息

6. job_name.msg

是計算過程的詳悉記錄,分析計算中的平衡迭代次數,計算時間,警告信息,等等可由此文件獲得。用STEP模塊定義

7. job_name.res

重啟動文件,用STEP模塊定義

8. job_name.odb

輸出數據庫文件,即結果文件,需要由Visuliazation打開

9. job_name.fil

也為結果文件,可被其它應用程序讀入的分析結果表示格式。ABAQUS/Standard記錄分析結果。ABAQUS/Explicit. 的分析結果要寫入此文件中則需要轉換,convert=select 或convert=all

10. abaqus.rpy

記錄一次操作中幾乎所有的ABAQUS/CAE命令

11.job_name.lck

阻止并發寫入輸出數據庫,關閉輸出數據庫則自行刪除

12. model_database_name.rec

包含用于恢復內存中模型數據庫的ABAQUS/CAE命令

13.job_name.ods

場輸出變量的臨時操作運算結果,自動刪除

14. job_name.ipm

內部過程信息文件:啟動ABAQUS/CAE分析時開始寫入,記錄了從 ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit 到 ABAQUS/CAE的過程日志

15.job_name.log

日志文件:包含了 ABAQUS執行過程的起止時間等

16. job_name.abq

ABAQUS/Explicit模塊才有的狀態文件,記錄分析、繼續和恢復命令。為restart所需的文件。

17.job_name.mdl

模型文件:在ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit中運行數據檢查后產生的文件,.在 analysis和continue 指令下被讀入并重寫,為restart<?Yan>所需的文件。

18.job_name.pac

打包文件:包含了模型信息,僅用于ABAQUS/Explicit ,該文件在執行 analysis、datacheck命令時寫入,執行 analysis, continue, recover 指令時讀入,restart時需要的文件。

19.job_name.prt

零件信息文件:包含了零件與裝配信息.。restart時需要

20.job_name.sel

結果選擇文件:用于ABAQUS/Explicit,執行analysis、continue、recover 指令時寫入并由 convert=select 指令時讀入,為restart所需的文件。

21.job_name.stt

狀態外文件:數據檢查時寫入的文件,在ABAQUS/Standard中可在analysis 、continue 指令下讀并寫入,在ABAQUS/Explicit中可在analysis 、continue 指令下讀入。為restart所需的文件。

22.job_name.psf

腳本文件:用戶定義 parametric study時需要創建的文件

23.job_name.psr

參數化分析要求的輸出結果,為文本格式

24.job_name.par

參數更改后重寫的參數形式表示的inp文件

25.job_name.pes

參數更改后重寫的inp文件

附錄:ABAQUS輸入文件指令介紹

指令	說明
一般
*HEADING	定義分析的標題
節點定義
*NCOPY	使用平移,旋轉,鏡射的方法來產生新的節點集
*NFILL	在兩組節點集中產生完整的節點。節點距離可以是相等,或是成等比級數
*NGEN	在一條直線或是曲線中產生節點集
*NODE	定義節點的坐標
*NSET	將某些節點集聚一起并給予命名,之后在應用時便可直接使用這節點集來定義其性質
單元定義
*ELCOPY	產生新的單元
*ELEMENT	定義單元
*ELGEN	當以*ELEMENT定義完一個單元時,便可依此來產生新的單元
*ELSET	給予一單元或一單元集名稱
元素性質定義

ABAQUS后處理指令整理

*ANIMATE	用來產生動畫
*SET,BC DISPLAY= _disibledevent="EN-US" style="font-size: 12pt; mso-fareast-font-family: PMingLiU; mso-font-kerning: 0pt">	在執行*DRAW時,顯示邊界條件
*SET,HARD COPY=ON	將屏幕所見輸出成其它格式
*CONTOUR	定義一輪廓現型式的輸出,面上以不同顏色表示 *SET,FILL:以不同顏色顯示 *SET,CLABEL:以曲現顯示
*DETAIL	將模型僅就某部分輸出,例如某些節點或單元
*DRAW	將變形前后的圖形輸出 *DR,DI:同時顯示變形前后圖
*ELSET	在后處理中,將某些單元加入或搬移特定單元集
*END	結束后處理
*HELP	在線說明,使用(?)來輔助
*HISTORY	輸出變量(例如某點應力)對時間曲線
*SET LOAD DISPLAY= _disibledevent="EN-US" style="font-size: 12pt; mso-fareast-font-family: PMingLiU; mso-font-kerning: 0pt">	在執行*DRAW時,顯示施力
*NSET	在后處理中,將某些節點加入或搬移特定節點集
*RESTART	指定所要觀察的.RES檔,步驟,或INC等
*SET	設定某些值的開啟與關閉
*SHOW	顯示某些值
*VECTOR PLOT
*VIEW	設定觀看角度,亦可直接從鼠標點選
*WINDOW	增加,移除或修改窗口
*ZOOM	放大或縮小窗口
SET /SHOW PARAMETER