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本书选题新颖、贴合实际，涉及机械、土木、水利、航空航天、船舶、电器、机加成型等各个工程领域。从实际工程案例入手详细介绍了ABAQUS 6.14有限元软件的功能，旨在使读者在掌握ABAQUS有限元软件的同时能够掌握实际工程问题的分析思路、方法和经验，学会建立求解实际问题的数学模型，找出实际问题与ABAQUS有限元分析模型之间的关系，将实际问题转化为有限元分析的求解模型，并通过有限元分析解决本领域所出现的问题。

作者简介

第1章 ABAQUS概述 1

1.1 ABAQUS简介 1

1.2 ABAQUS分析模块 2

1.3 ABAQUS使用环境 6

1.3.1 启动ABAQUS/CAE 6

1.3.2 ABAQUS的主窗口 7

1.3.3 ABAQUS的单位一致性 8

1.3.4 ABAQUS/CAE模型树 9

1.3.5 ABAQUS/CAE 功能模块 9

1.4 ABAQUS文件系统 11

1.5 ABAQUS帮助文档 13

1.5.1 ABAQUS帮助文档的内容 13

1.5.2 如何使用ABAQUS帮助文档 14

1.6 实例快速入门 16

1.6.1 问题的描述 16

1.6.2 启动ABAQUS 16

1.6.3 创建部件 16

1.6.4 创建材料和截面属性 20

1.6.5 定义装配件 22

1.6.6 设置分析步 22

1.6.7 定义边界条件和载荷 23

1.6.8 划分网格 25

1.6.9 提交分析作业 26

1.6.10 后处理 27

1.6.11 退出ABAQUS/CAE 29

本章小结 29

第2章 几何模型建立 31

2.1 部件模块（Part）和草图模块（Sketch） 31

2.1.1 ABAQUS中创建部件 31

2.1.2 导入部件 34

2.1.3 模型的修复与修改 35

2.2 特性模块（Property） 37

2.2.1 定义材料属性 38

2.2.2 创建和分配截面特性 40

2.2.3 设置梁的截面特性和方向 41

2.2.4 Special菜单的功能 42

2.3 装配模块（Assembly） 43

2.3.1 创建部件实体 44

2.3.2 部件实体的定位 46

2.3.3 合并/剪切部件实体 48

本章小结 50

第3章 定义分析步和载荷边界条件 51

3.1 分析步模块 51

3.1.1 设置分析步 52

3.1.2 定义输出 59

3.1.3 Step模块的其他功能 62

3.2 载荷模块（Load） 63

3.2.1 定义载荷 64

3.2.2 定义边界条件 69

3.2.3 设置预定义场 72

3.2.4 定义工况 73

本章小结 74

第4章 相互作用定义 75

4.1 定义相互作用 75

4.1.1 接触属性的定义 76

4.1.2 接触的定义 80

4.1.3 接触控制的定义 86

4.1.4 接触实例 86

4.2 定义约束 88

4.2.1 绑定约束 89

4.2.2 刚体约束 90

4.2.3 耦合约束 91

4.2.4 显示体约束 93

4.3 定义连接器 94

4.3.1 定义连接器的截面特性 94

4.3.2 创建连接器的特征线 98

4.3.3 定义连接单元 99

本章小结 100

第5章 划分网格 101

5.1 定义网格密度 101

5.2 设置网格控制 107

5.2.1 选择单元形状 108

5.2.2 选择网格划分技术设置 109

5.3 设置单元类型 114

5.4 划分网格 117

5.5 检查网格 120

5.6 提高网格质量 122

5.6.1 划分网格前的参数设置 122

5.6.2 编辑几何模型 123

5.6.3 编辑网格模型 126

本章小结 129

第6章 分析和后处理 130

6.1 分析作业模块（Job） 130

6.1.1 创建和管理分析作业 132

6.1.2 创建和管理网格自适应过程 135

6.2 可视化模块（Visualization） 137

6.2.1 显示无变形图和变形图 138

6.2.2 显示云图 143

6.2.3 显示矢量/张量符号图和材料方向图 150

6.2.4 显示剖面图 153

6.2.5 显示X-Y图表 154

6.2.6 输出数据表格 162

6.2.7 显示动画 164

本章小结 167

第7章 结构静力学分析 168

7.1 结构静力学分析简介 168

7.1.1 静力学分析的特点 168

7.1.2 静力学分析的步骤 169

7.2 桁架结构静力分析 169

7.2.1 问题的描述 169

7.2.2 问题的求解 170

7.2.3 INP文件 176

7.3 平板结构静力分析 176

7.3.1 问题的描述 176

7.3.2 问题的分析 177

7.3.3 ABAQUS/CAE求解过程 177

7.3.4 INP文件 186

7.4 轴对称结构静力分析 186

7.4.1 轴对称结构的特点 186

7.4.2 轴对称结构分析要素 186

7.4.3 轴承端盖应力分析实例 187

7.5 弹性体的五个基本假设 197

7.6 如何书写INP文件 197

7.6.1 输入文件的组成和结构 197

7.6.2 书写INPUT文件的语法和规则 199

7.6.3 从外存储器中引入模型或者历史数据 200

7.6.4 举例 201

7.6.5 文件的执行 205

7.6.6 文件的类型介绍和常用指令 206

本章小结 210

第8章 接触问题分析 211

8.1 非线性问题分类 211

8.2 套筒与轴肩的接触分析 212

8.2.1 问题的描述 212

8.2.2 创建部件 213

8.2.3 创建材料和截面属性 215

8.2.4 定义装配件 216

8.2.5 划分网格 216

8.2.6 设置分析步 217

8.2.7 定义接触 218

8.2.8 定义边界条件和载荷 220

8.2.9 提交分析作业 223

8.2.10 后处理 224

8.2.11 INP文件 226

8.3 接触分析中需要注意的问题 226

8.3.1 ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit中的接触分析 226

8.3.2 定义接触对 227

8.3.3 有限滑移和小滑移 227

8.3.4 定义接触属性 228

8.3.5 设定接触面之间的距离或过盈量 229

8.3.6 将接触信息输出至DAT文件 230

8.3.7 迭代过程和MSG文件中的信息 231

8.3.8 解决接触分析中的收敛问题 234

8.4 锁扣锁紧过程模拟 238

8.4.1 问题的描述 238

8.4.2 问题的求解 239

8.4.3 INP文件 256

本章小结 256

第9章 材料非线性分析 258

9.1 材料非线性分析中的常见问题 258

9.1.1 塑性 258

9.1.2 超弹性 261

9.1.3 黏弹性 261

9.2 半圆形壳体的弹塑性分析 262

9.2.1 问题的描述 262

9.2.2 问题的求解 262

9.2.3 INP文件 269

9.3 卷轮受压试验过程模拟 269

9.3.1 问题的描述 269

9.3.2 问题的求解 270

9.3.3 INP文件 280

9.4 橡胶垫圈的受压分析 280

9.4.1 问题的描述 280

9.4.2 问题的求解 282

9.4.3 INP文件 293

本章小结 294

第10章 结构动力学分析 295

10.1 动力学分析简介 295

10.1.1 动力学有限元法的本原理 295

10.1.2 动力学分析的类型 297

10.2 结构模态分析 298

10.2.1 进行模态分析的功能 298

10.2.2 模态分析的步骤 298

10.2.3 固定龙门架的振动模态分析 299

10.3 瞬态动力学分析 310

10.3.1 瞬态动力学分析的原理 310

10.3.2 钢球对钢板的侵彻模拟分析 311

本章小结 324

第11章 热应力分析 326

11.1 热应力分析简介 326

11.1.1 热应力分析的基本原理 327

11.1.2 热应力分析中的主要问题 328

11.2 圆筒杯的热应力分析 329

11.2.1 问题的描述 329

11.2.2 问题的求解 330

11.2.3 INP文件 338

11.3 滑轨滑块热应力分析 338

11.3.1 问题的描述 338

11.3.2 问题的求解 339

11.3.3 INP文件 360

本章小结 360

第12章 多体系统分析 361

12.1 ABAQUS多体系统分析简介 361

12.2 ABAQUS的连接单元和连接属性 362

12.2.1 连接单元边界条件和载荷 362

12.2.2 连接单元行为 363

12.2.3 ABAQUS的连接属性 364

12.2.4 基本连接属性 365

12.2.5 组合连接属性 368

12.3 圆柱销在滑槽中的平移滑动过程模拟 370

12.3.1 问题的描述 370

12.3.2 问题的分析和求解 371

12.3.3 INP文件 392

12.4 多体分析要注意的问题 392

12.4.1 多体分析中的过约束 392

12.4.2 选择连接属性和边界条件 393

12.5 四杆机构分析 393

12.5.1 问题的描述 394

12.5.2 问题的求解 394

12.5.3 INP文件 417

本章小结 417

第13章 显式非线性动态分析 418

13.1 ABAQUS/Explicit适用的问题类型 418

13.2 动力学显式有限元方法 419

13.2.1 显式时间积分 419

13.2.2 隐式和显式的比较 421

13.3 应力波在防爆筒中传播分析 421

13.3.1 问题的描述 421

13.3.2 问题的分析 422

13.3.3 ABAQUS/CAE求解过程 422

13.3.4 INP文件 441

13.4 水下圆筒在爆炸冲击下的响应分析 441

13.4.1 问题的描述 441

13.4.2 问题的求解 441

13.4.3 INP文件 454

本章小结 454

第14章 多步骤分析 455

14.1 分析过程 455

14.1.1 分析过程的分类 455

14.1.2 一般分析步 456

14.1.3 线性摄动分析 457

14.2 锅炉的压力及升温 460

14.2.1 问题的描述 460

14.2.2 问题的求解 461

14.2.3 重启动分析 470

14.2.4 创建重启动分析模型 471

14.3 金属板成型模拟分析 476

14.3.1 问题的描述 476

14.3.2 问题的求解 477

14.3.3 INP文件 490

本章小结 490

第15章 用户子程序 492

15.1 用户子程序接口简介 492

15.1.1 用户子程序的功能和优点 492

15.1.2 在ABAQUS中使用用户子程序 493

15.1.3 用户子程序详解 493

15.2 ABAQUS用户子程序 498

15.2.1 ABAQUS/Standard 中的用户子程序 498

15.2.2 ABAQUS/Explicit中的用户子程序 501

15.3 ABAQUS中调用用户子程序 502

15.3.1 问题的描述 502

15.3.2 问题的求解 502

15.3.3 INP文件 514

15.3.4 UMAT子程序 514

15.4 单向压缩试验有限元模拟 515

15.4.1 问题的描述 515

15.4.2 问题的求解 516

15.4.3 INP文件 522

15.4.4 UMAT的Fortran程序 522

本章小结 528

第16章 复杂工程分析 529

16.1 工程铰接结构的分析模拟 529

16.1.1 问题的描述 529

16.1.2 问题的求解 530

16.1.3 INP文件 546

16.2 金属打字过程模拟分析 546

16.2.1 问题的描述 547

16.2.2 问题的求解 548

16.2.3 INP文件 561

本章小结 561

第17章 多物理场分析 562

17.1 多物理场分析基础 562

17.2 多物理场分析过程 563

17.3 热-电直接耦合稳态分析实例 563

17.3.1 问题的描述 563

17.3.2 问题的求解 564

17.3.3 INP文件 581

17.4 热-电直接耦合瞬态分析实例 581

17.4.1 另存分析模型 581

17.4.2 修改材料参数 581

17.4.3 修改瞬态分析步 583

17.4.4 修改边界Amplitude 584

17.4.5 重命名并提交作业 584

17.4.6 后处理 585

本章小结 586

第18章 优化设计 587

18.1 优化设计基础 587

18.1.1 优化模块界面 587

18.1.2 结构优化介绍 588

18.1.3 拓扑优化 588

18.1.4 形状优化 588

18.1.5 优化术语 588

18.2 优化设计流程 589

18.2.1 优化流程 589

18.2.2 设计响应设置 589

18.2.3 目标函数设置 589

18.2.4 约束设置 590

18.2.5 几何限制 590

18.3 拓扑优化实例 590

18.3.1 问题的描述 591

18.3.2 问题的分析 591

18.3.3 求解过程 591

18.3.4 INP文件 606

18.4 形状优化实例 606

18.4.1 问题的描述 606

18.4.2 问题的分析 607

18.4.3 求解过程 607

18.4.4 INP文件 618

本章小结 618

第19章 仿真加工 620

19.1 机械加工仿真简介 620

19.2 三角铁辊压实例 621

19.2.1 问题的描述 621

19.2.2 问题的求解 622

19.2.3 INP文件 644

19.3 钣金折弯实例 644

19.3.1 问题的描述 644

19.3.2 问题的求解 645

19.3.3 INP文件 661

本章小结 661

参考文献 662

齐威，研究生学历，从事有限元分析工作近十年，拥有丰富的工程设计和分析经验，精通结构分析、振动分析、多体动力学分析、耦合场分析等，熟练掌握ANSYS、ABAQUS、UG、Pro/E等工程设计分析软件。

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本书选题新颖、贴合实际，涉及机械、土木、水利、航空航天、船舶、电器、机加成型等各个工程领域。从实际工程案例入手详细介绍了ABAQUS 6.14有限元软件的功能，旨在使读者在掌握ABAQUS有限元软件的同时能够掌握实际工程问题的分析思路、方法和经验，学会建立求解实际问题的数学模型，找出实际问题与ABAQUS有限元分析模型之间的关系，将实际问题转化为有限元分析的求解模型，并通过有限元分析解决本领域所出现的问题。

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