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编辑推荐

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内容简介

《ABAQUS 2016有限元分析从入门到精通》以有限元软件ABAQUS 2016为对象，系统地介绍了abaqus 2016的各种基本功能。全书分为11章，主要从线性结构静力问题、接触问题、材料非线性问题、结构模态问题、显式非线性问题、热应力问题、多体问题、多步骤问题及子程序开发9个方面系统地讲解了abaqus 2016的基本功能和简单建模与仿真实例。

作者简介

CAD/CAM/CAE技术联盟，是一个cad/cam/cae技术研讨、工程开发、培训咨询和图书创作的工程技术人员协作联盟，包含20多位专职和众多兼职cad/cam/cae工程技术专家。负责人由Autodesk中国认证考试中心首席专家担任，全面负责Autodesk中国官方认证考试大纲制定、题库建设、技术咨询和师资力量培训工作，成员精通Autodesk系列软件。其创作的很多教材成为国内具有引导性的旗帜作品，在国内相关专业方向图书创作领域具有举足轻重的地位。

目录

第1章 ABAQUS 2016概述
1.1 ABAQUS总体介绍
1.2 ABAQUS的主要模块
1.3 ABAQUS的文件类型
1.4 ABAQUS使用环境
1.4.1 启动ABAQUS/CAE
1.4.2 ABAQUS的主窗口
1.4.3 ABAQUS/CAE功能模块
1.5 ABAQUS 2016新功能
1.6 本章小结

第2章 ABAQUS的基本模块和操作方法
2.1 ABAQUS分析步骤
2.1.1 前处理（ABAQUS/CAE）
2.1.2 计算分析（ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit）
2.1.3 后处理（ABAQUS/CVAE或ABAQUS/Viewer）
2.2 ABAQUS/CAE的功能模块
2.3 部件模块和草图模块
2.3.1 创建部件
2.3.2 部件的外导入
2.3.3 问题模型的修复与修改
2.4 属性模块
2.4.1 材料属性
2.4.2 截面特性
2.4.3 梁的界面特性
2.4.4 特殊设置
2.5 装配模块
2.5.1 部件实体的创建
2.5.2 部件实体的定位
2.5.3 合并/切割部件实体
2.6 分析步模块
2.6.1 设置分析步
2.6.2 定义场输出
2.7 载荷模块
2.7.1 载荷的定义
2.7.2 边界条件的定义
2.7.3 设置预定义场
2.7.4 定义载荷工况
2.8 相互作用模块
2.8.1 相互作用的定义
2.8.2 定义约束
2.8.3 定义连接器
2.9 网格模块
2.9.1 定义网格密度
2.9.2 设置网格控制
2.9.3 设置单元格类型
2.9.4 划分网格
2.9.5 检查网格
2.9.6 提高网格质量
2.10 分析作业模块
2.10.1 分析作业的创建与管理
2.10.2 网格自适应
2.11 可视化模块
2.11.1 显示无变形图形和变形图形
2.11.2 绘制云图
2.12 本章小结

第3章 线性结构静力分析
（ 视频讲解：29分钟）
3.1 静力分析介绍
3.1.1 结构静力分析简介
3.1.2 静力分析的类型
3.1.3 静力分析基本步骤
3.2 挂钩的线性静力分析
3.2.1 问题的描述
3.2.2 创建部件
3.2.3 定义材料属性
3.2.4 定义和指派截面属性
3.2.5 定义装配
3.2.6 设置分析步
3.2.7 划分网格
3.2.8 定义集合和载荷施加面
3.2.9 边界条件和载荷
3.2.10 提交分析作业
3.2.11 后处理
3.3 弹性体的5个基本假设
3.4 本章小结

第4章 接触分析
（ 视频讲解：72分钟）
4.1 ABAQUS接触功能概述
4.2 定义接触面
4.3 接触面间的相互作用
4.3.1 接触面的法向行为
4.3.2 表面的滑动
4.3.3 摩擦模型
4.3.4 其他接触相互作用选项
4.3.5 基于表面的约束
4.4 在ABAQUS/Standard中定义接触
4.4.1 接触相互作用
4.4.2 从属和主控表面
4.4.3 小滑动与有限滑动
4.5 圆盘与平板模型的接触仿真分析
4.5.1 问题描述
4.5.2 创建部件
4.5.3 定义材料属性
4.5.4 定义和指派截面属性
4.5.5 定义装配
4.5.6 设置分析步
4.5.7 划分网格
4.5.8 定义接触
4.5.9 定义边界条件和载荷
4.5.10 提交分析作业
4.5.11 后处理
4.6 冲模过程仿真分析
4.6.1 问题描述
4.6.2 创建部件
4.6.3 定义材料属性
4.6.4 定义和指派截面属性
4.6.5 定义装配
4.6.6 设置分析步
4.6.7 定义接触
4.6.8 定义边界条件和载荷
4.6.9 划分网格
4.6.10 提交分析作业
4.6.11 后处理
4.7 本章小结

第5章 材料非线性问题分析
（ 视频讲解：20分钟）
5.1 材料非线性分析库简介
5.1.1 塑性
5.1.2 超弹性
5.1.3 粘弹性
5.2 橡胶垫片压缩过程模拟
5.2.1 示例描述
5.2.2 分析求解
5.2.3 结果处理
5.3 悬臂梁受压过程分析
5.3.1 示例描述
5.3.2 分析求解
5.3.3 结果处理
5.4 本章小结

第6章 结构模态分析
（ 视频讲解：19分钟）
6.1 动力学概述
6.1.1 动力学分析简介
6.1.2 模态分析
6.2 结构模态分析的步骤
6.2.1 进行模态分析的功能
6.2.2 模态分析的步骤
6.3 圆棒的结构模态分析
6.3.1 创建部件
6.3.2 定义材料属性
6.3.3 定义和指派截面属性
6.3.4 定义装配
6.3.5 设置分析步
6.3.6 划分网格
6.3.7 边界条件和载荷
6.3.8 提交分析作业
6.3.9 后处理
6.4 弹壳的结构模态分析
6.4.1 创建部件
6.4.2 定义材料属性
6.4.3 定义和指派截面属性
6.4.4 定义装配
6.4.5 设置分析步
6.4.6 划分网格
6.4.7 边界条件和载荷
6.4.8 提交分析作业
6.4.9 后处理
6.5 本章小结

第7章 显式非线性动态分析
（ 视频讲解：20分钟）
7.1 ABAQUS/Explicit适用的问题类型
7.2 动力学显式有限元方法
7.2.1 显式时间积分
7.2.2 比较隐式和显式时间积分程序
7.2.3 显式时间积分方法的优越性
7.3 自动时间增量和稳定性
7.3.1 显式方法的条件稳定性
7.3.2 稳定性限制的定义
7.3.3 在ABAQUS/Explicit中的完全自动时间增量与固定时间增量
7.3.4 质量缩放以控制时间增量
7.3.5 材料对稳定极限的影响
7.3.6 网格对稳定极限的影响
7.3.7 数值不稳定性
7.4 钢球撞击钢板过程分析
7.4.1 示例描述
7.4.2 创建部件
7.4.3 定义材料属性
7.4.4 定义和指派截面属性
7.4.5 定义装配
7.4.6 设置分析步
7.4.7 划分网格
7.4.8 定义接触
7.4.9 定义边界条件和载荷
7.4.10 提交分析作业
7.4.11 后处理
7.5 本章小结

精彩书摘

ABAQUS/Explicit应用中心差分方法对运动方程进行显式的时间积分，应用一个增量步的动力学条件计算下一个增量步的动力学条件。在增量步开始时，程序求解动力学平衡方程，表示为用节点质量矩阵M乘以节点加速度ü等于节点的合（在所施加的外力P与单元内力I之间的差值）：
（7-1）
在当前增量步开始时（t时刻），计算加速度为
（7-2）
由于显式算法总是采用一个对角的或者集中的质量矩阵，所以求解加速度并不复杂，不必同时求解联立方程。任何节点的加速度完全取决于节点质量和作用在节点上的合力，使得节点计算的成本非常低。
对加速度在时间上进行积分采用中心差分方法，在计算速度的变化时假定加速度为常数。应用这个速度的变化值加上前一个增量步中点的速度来确定当前增量步中点的速度：
（7-3）
速度对时间的积分加上在增量步开始时的位移以确定增量步结束时的位移：
（7-4）
这样，在增量步开始时提供了满足动力学平衡条件的加速度。得到了加速度，在时间上显式地前推速度和位移。所谓显式是指在增量步结束时的状态仅依赖于该增量步开始时的位移、速度和加速度。这种方法精确地积分常值的加速度。为了使该方法产生精确的结果，时间增量必须相当小，这样在增量步中加速度几乎为常数。由于时间增量步必须很小，所以一个典型的分析需要成千上万个增量步。幸运的是，因为不必同时求解联立方程组，所以每一个增量步的计算成本很低。大部分的计算成本消耗在单元的计算上，以此确定作用在节点上的单元内力。单元的计算包括确定单元应变和应用材料本构关系（单元刚度）确定单元应力，从而进一步计算内力。
下面给出了显式动力学方法的总结。
……

前言/序言

ABAQUS是达索公司旗下的一款有限元法软件，该软件致力于解决复杂和深入的工程问题。其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可，被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。它有两个主求解器模块—ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。ABAQUS软件的求解器是智能化的求解器，可以解决其他软件不收敛的非线性问题，其他软件也收敛的非线性问题，ABAQUS软件的计算收敛速度较快，并更加容易操作和使用。ABAQUS软件在求解非线性问题时具有非常明显的优势。其非线性涵盖材料非线性、几何非线性和状态非线性等多个方面。ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。ABAQUS 系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。由于ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性，使得ABAQUS被各国的工业和研究中所广泛地采用。
ABAQUS作为通用的模拟工具，除了能够解决大量结构（应力/位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、振动与声学分析、岩土力学分析（流体渗透/应力耦合分析）及压电介质分析。ABAQUS为用户提供了广泛的功能，且使用起来非常简单。大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合很容易地模拟出来。在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。在一个非线性分析中，ABAQUS能自动选择相应载荷增量和收敛限度。它不仅能够选择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。因此，用户通过准确地定义参数就能很好地控制数值计算结果。
一、编写目的
鉴于ABAQUS的强大功能，我们力图编写一本着重介绍ABAQUS实际工程应用的书籍。不求事无巨细地将ABAQUS知识点全面讲解清楚，而是针对工程需要，利用ABAQUS大体知识脉络作为线索，以实例作为“抓手”，帮助读者掌握利用ABAQUS进行工程分析的基本技能和技巧。
二、本书内容及特点
本书以有限元软件ABAQUS 2016为对象，系统地介绍了ABAQUS 2016的各种基本功能。全书分为11章，主要从线性结构静力问题、接触问题、材料非线性问题、结构模态问题、显式非线性问题、热应力问题、多体问题、多步骤问题及子程序开发9个方面系统地讲解了ABAQUS 2016的基本功能和简单建模与仿真实例。
书中内容从实际出发，侧重于ABAQUS的实际操作和工程问题的解决。书中对重点问题及需要注意的方面均进行了提示，有利于帮助初学者快速掌握ABAQUS的基本操作。
三、本书的配套资源
1．14集同步教学视频
针对本书实例，专门制作了14集配套教学视频，读者可以先看视频，像看电影一样轻松愉悦地学习本书内容，然后对照课本加以实践和练习，可以大大提高学习效率。
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为了帮助读者拓展视野，光盘中额外赠送了15个有限元分析综合实战案例（涵盖ANSYS、Patran和Nastran）及其配套的源文件和精讲课堂视频，学习时长达200分钟。
3．全书实例的源文件和素材
本书附带了很多实例，光盘中包含实例和练习实例的源文件和素材，读者可以安装ABAQUS 2016软件，打开并使用。



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