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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SOP83

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SOP99

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SOP128

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SOP154

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 frame157

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Set160

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SOP168

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 frame170

7.7.1另存模型170

7.7.2替换Step170

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SOp187

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SOP202

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Amplitude217

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-execution228

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SOP238

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SOP275

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SOP285

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SOP311

12.2.1优化设计SOP311

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DSA332

12.5.2激活Abaqus DSA332

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SOP335

12.6.1关键字SOP335

12.6.2形状变量SOP336

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