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DS系统SIMULIA大中华区Abaqus中国区技术团队 编

图书标签:

• Abaqus
• 有限元
• 结构力学
• 案例分析
• 工程仿真
• 数值计算
• 材料力学
• 机械工程
• 教程
• 实例

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111523048

版次：1

商品编码：11875665

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： Abaqus工程师系列丛书

开本：16开

出版时间：2016-02-01

用纸：胶版纸

字数：342000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：Abaqus使用者
　　ABAQUS中国区技术团队倾力打造！
　　12个大型工程实例，20个典型应用例题，助您更好理解建模过程！
　　汇集接触分析、动态分析、多体分析、热分析、成形分析、动载分析、岩土开挖分析大型工程背景实例详解。
　　请注意：购书读者请在qq群：422803804索取本书相关模型文件。

内容简介

　　本书由DS系统SIMULIA大中华区Abaqus中国区技术团队的资深工程师编写，书中汇集了Abaqus软件在求解工程问题中涉及的接触分析、动态分析、多体分析、热分析、成形分析、动载分析和岩土开挖分析7个方向的典型问题。作者将各类问题归结为专题分章讲解，并在每章中，针对同类问题，给出基于不同工程背景的应用实例，累计共12个大型工程实例。
　　本书例题经典，工程背景深厚，对使用Abaqus软件解决实际工程问题的技术人员具有极好的指导意义和参考价值。本书也适合高等院校、科研机构相关人员参考使用。

目录

前言
第1章　Abaqus接触分析实例1
1.1 汽车钢板弹簧分析1
1.1.1 背景1
1.1.2 问题描述1
1.1.3　分析流程2
1.1.4　计算结果9
1.2 进气管冷却盖垫片的模拟分析10
1.2.1 引言10
1.2.2 问题描述11
1.2.3 模型的建立11
1.2.4　结果分析17
1.3　对某接头结构复杂接触问题的数值模拟—整体模型分析18
1.3.1 引言18
1.3.2 模型的分析流程19
1.3.3　后处理27
1.4　对某接头结构复杂接触问题的数值模拟—子模型分析27
1.4.1　建立模型27
1.4.2　定义子模型边界28
1.4.3　划分网格29
1.4.4　提交计算29
1.4.5　后处理30
1.5　对轮胎装配和充气过程的模拟30
1.5.1　引言30
1.5.2　分析流程31
1.5.3　提交作业47
1.5.4　后处理47
1.6　无线鼠标下落测试的模拟48
1.6.1　引言48
1.6.2　问题描述48
1.6.3　建立有限元模型48
1.6.4　结果分析和后处理53
第2章　Abaqus动态分析实例55
2.1　制动噪声分析55
2.1.1　背景55
2.1.2　问题描述55
2.1.3　模型的建立56
2.1.4　递交作业并进行后处理61
2.1.5　结果及讨论62
2.2　汽轮机叶片模态及稳态动力响应分析62
2.2.1　背景62
2.2.2　问题描述63
2.2.3　建立模型64
2.2.4　递交作业并进行后处理74
2.3　水下圆筒在水下爆炸冲击下的响应75
2.3.1　背景75
2.3.2　问题描述75
2.3.3　建立模型75
2.3.4　递交作业并进行后处理81
2.4　混凝土重力坝在地震载荷下的响应分析82
2.4.1　背景82
2.4.2　问题描述82
2.4.3　材料属性83
2.4.4　阻尼84
2.4.5　载荷和解的控制84
2.4.6　分析结果及结果讨论85
2.4.7　参考文献89
2.4.8　附录：输入文件89
2.5　随机振动分析106
2.5.1　清理模型107
2.5.2　后处理116
2.5.3　附录：postprocess.py文件118
第3章　Abaqus多体分析实例120
3.1　飞机起落架机构分析120
3.1.1　建立模型120
3.1.2　添加属性121
3.1.3　结构装配122
3.1.4　定义分析步123
3.1.5　建立接触和耦合关系123
3.1.6　施加载荷、边界条件127
3.1.7　划分网格128
3.1.8　提交作业129
3.2　曲柄机构的仿真分析129
3.2.1　引言129
3.2.2　问题描述130
3.2.3　模型的建立130
3.2.4　结果分析135
第4章　Abaqus热分析实例137
4.1　制动盘热—应力分析137
4.1.1　背景137
4.1.2　问题描述137
4.1.3　CAE实现137
4.2　BGA封装组件热循环模拟145
4.2.1　背景145
4.2.2　问题描述146
4.2.3　建立模型147
4.2.4　运算和结果153
第5章　Abaqus成形分析实例155
5.1　弯管成形实例155
5.1.1　几何建模155
5.1.2　定义材料160
5.1.3　组合装配161
5.1.4　定义分析步163
5.1.5　定义接触163
5.1.6　定义约束165
5.1.7　划分网格166
5.1.8　提交任务并察看结果167
5.2　钣金成形例题讲解169
5.2.1　背景169
5.2.2　问题描述169
5.2.3　建立模型170

前言/序言

　　DS（达索）系统SIMULIA公司旗下的Abaqus软件是世界上先进的大型通用有限元分析软件，它具有丰富的材料本构模型、强大的核心求解器和操作简明的用户界面，应用范围从相对简单的线性分析问题到许多复杂的非线性问题，被大量国内外重要科研院所、知名企业所采用。尤其是Abaqus软件强大的隐式求解器和显式求解器的分析功能，适用于解决各种静力学、动力学、机构运动、流固耦合、热固耦合、声学分析、岩土力学分析、电磁分析及压电分析等线性和非线性物理问题，广泛应用于航空航天、汽车交通、国防军工、机械制造、石油化工、土木工程、生物医学、电子工程、水利水电、能源、地矿、造船以及日用家电等领域。
　　随着我国经济的快速发展，各个行业的用户针对复杂工程问题研究的广度和深度也随之加强，同时在客观上要求减少试验和开模次数，缩短研发周期，这些问题的解决主要依赖于研发过程中计算仿真分析技术的引入和提高。使用仿真分析工具在对所遇到的工程技术问题进行深层次研究的同时，还可以大大提高研发效率，降低生产成本。Abaqus有限元软件就是强有力的分析工具。目前，Abaqus软件越发为各个行业所重视，应用范围也越来越广，许多大的厂商已将使用Abaqus软件进行仿真分析作为产品设计和生产中的一个重要环节。同时，把Abaqus分析结果作为衡量和改进设计的一个评估指标。
　　随着国内学习和使用Abaqus软件用户的增多，众多用户一直反映Abaqus软件相关的中文资料比较欠缺，很多CAE分析工程师由于无法得到好的Abaqus 入门材料，始终感到Abaqus入门较难。鉴于此原因，我们根据行业应用选取了一些具有代表性的实例，将其在仿真分析中的操作记录下来，并编纂成书出版，以方便用户能够尽快掌握和使用Abaqus/CAE来进行有限元分析。
　　本书介绍了Abaqus软件在各个行业中的基本应用案例，共分7章，分别介绍了Abaqus在接触非线性、动态响应分析、多体动力学分析、热场分析、加工成形分析、海洋波动载荷及岩土开挖和土体强度分析方面的实例。全书精选了20个具有典型代表意义的应用例题，并配合Abaqus软件界面进行操作说明，详细介绍了在Abaqus中建模的步骤，可帮助读者更好地理解整个建模过程，相信会给广大的Abaqus学习者和爱好者提供很好的借鉴。
　　本书由DS系统SIMULIA大中华区的技术工程师们编写。由于时间关系难免有错误和不妥之处，敬请各位专家和广大读者批评指正！
　　编者

Abaqus 经典例题集（示例） 揭秘工程仿真的强大力量：系统化学习与实践 在现代工程领域，仿真分析早已不是可选项，而是必选项。无论是航空航天、汽车制造、土木工程，还是生物医学、电子产品设计，精确的数值仿真能够显著缩短研发周期，降低制造成本，优化产品性能，甚至规避潜在的设计风险。而作为行业领先的有限元分析软件，Abaqus以其强大的功能、高度的灵活性以及广泛的应用领域，成为众多工程师和科研人员的首选工具。 然而，掌握如此强大的工具绝非易事。Abaqus软件的功能模块繁多，理论背景深厚，许多工程师在初次接触时，往往会感到无从下手，甚至在掌握基础操作后，依然难以应对复杂的工程问题。这时，一本系统性强、覆盖面广、例题精选的实操指南就显得尤为重要。 本书并非单纯罗列Abaqus软件的操作指南，而是通过一系列精心挑选的经典工程案例，带领读者深入理解有限元分析的核心原理，掌握Abaqus软件在实际工程问题中的应用方法。我们相信，理论与实践的结合，才是真正掌握一项技能的王道。 为什么是“经典例题集”？ “经典”二字，代表着经过时间和实践的检验，那些最具代表性、最能体现Abaqus核心优势、最能解决实际工程难题的案例。我们选择的例题，涵盖了工程力学分析中的多个重要分支，力求为读者构建一个全面而深入的学习框架。 结构力学分析： 这是Abaqus最核心的应用领域之一。我们将从最基础的静力学分析入手，逐步深入到材料非线性、几何非线性的复杂结构行为模拟。例如，我们会探讨承受拉伸、压缩、弯曲、扭转等载荷下的梁、板、壳以及三维实体结构的应力应变分布，分析其承载能力和失效模式。同时，也会涉及屈曲分析，揭示结构在临界载荷下的稳定性问题，这对于设计可靠的支撑结构至关重要。 动力学分析： 现实世界中的许多工程问题都涉及动态载荷和响应。本书将涵盖瞬态动力学分析，模拟物体在时间和空间上的运动轨迹、速度、加速度以及所受的动态力。例如，我们会分析碰撞产生的冲击波传播、机械结构的振动响应，以及在周期性载荷作用下的疲劳分析。理解并掌握动力学分析，能够帮助工程师设计出更能抵抗突发载荷、运行更稳定的产品。 接触分析： 现实世界中的构件之间几乎都会发生接触，而接触是影响结构行为的一个非常关键的因素。本书将详细介绍Abaqus中丰富的接触算法和接触类型，包括面-面接触、点-面接触、硬接触、摩擦接触等，以及如何处理复杂的接触状态，如粘附、滑动、分离等。通过实际算例，我们将展示接触分析在连接件设计、机构运动仿真、密封件性能评估等方面的应用。 热-力耦合分析： 许多工程应用中，温度变化和力学载荷会相互影响。例如，发动机的燃烧会产生高温，高温会引起材料的热膨胀和应力变化；高能粒子束的轰击也会带来热效应。本书将带领读者进行热-力耦合分析，模拟温度场对结构力学行为的影响，以及力学载荷对温度场分布的作用，帮助工程师设计出在复杂热环境下依然可靠工作的设备。 损伤与断裂力学： 工程结构的失效往往伴随着损伤的产生和裂纹的扩展。本书将介绍Abaqus在损伤力学和断裂力学方面的应用，包括材料损伤模型（如延性损伤、脆性损伤）、裂纹尖端应力强度因子计算、裂纹扩展模拟等。通过这些案例，读者将能够更深入地理解材料的失效机理，并为结构的可靠性设计提供科学依据。 显式动力学分析： 对于一些瞬态响应非常快速的事件，如碰撞、爆炸、高速冲击等，传统的隐式求解器可能面临收敛困难或计算效率不高的问题。本书将介绍Abaqus显式动力学分析模块，展示如何使用显式求解器高效地模拟这些极端工况下的结构行为，这对于汽车安全碰撞模拟、弹道防护设计等领域至关重要。 学习路径与方法 本书的设计思路是循序渐进，由浅入深。 基础概念回顾与强化： 在每个章节的开始，我们会对相关的有限元理论知识进行简要回顾和概念梳理，帮助读者巩固基础。这并非冗长的理论讲解，而是直接与Abaqus软件功能和案例紧密结合，让理论服务于实践。 案例场景设置与问题分析： 每个例题都将从一个典型的工程场景出发，清晰地描述待解决的工程问题，并引导读者分析问题的关键点和难点。 Abaqus软件操作详解： 针对每个例题，我们将提供详细的Abaqus操作步骤，包括模型建模、材料属性定义、载荷和边界条件施加、网格划分、求解器设置、结果后处理等。我们注重讲解操作背后的逻辑，而非仅仅是“点这里，点那里”。 结果解读与工程意义： 仿真分析的最终目的是为了指导工程实践。本书将强调结果的解读，分析模拟得到的应力、应变、位移、温度等结果的物理意义，并将其与实际工程中的性能要求和安全性评估联系起来。 参数化分析与优化初步： 在一些例题中，我们会引导读者进行参数化分析，探讨不同参数（如材料属性、载荷大小、几何尺寸等）对仿真结果的影响，为后续的工程优化奠定基础。 谁适合阅读本书？ 本书适用于以下人群： 高校学生： 正在学习有限元分析、固体力学、材料力学等相关课程的学生，可以通过本书将理论知识与实际软件应用相结合，提升学习效果。 工程技术人员： 无论您是初次接触Abaqus，还是已经有一定基础，本书都能帮助您系统地掌握Abaqus在实际工程问题中的应用，提升分析和解决问题的能力。 研发工程师： 在产品设计和研发过程中，需要进行结构强度、稳定性、动态响应、热分析等仿真的工程师。 科研人员： 从事力学、材料、工程等领域的科研人员，可以利用本书的案例作为研究的起点或参考。 学习的价值与收获 通过阅读本书并动手实践，您将能够： 深刻理解有限元分析的核心原理： 不再是“黑箱操作”，而是知其然，更知其所以然。 熟练掌握Abaqus软件的常用模块和功能： 能够独立完成各类工程问题的仿真分析。 培养解决实际工程问题的能力： 能够将复杂的工程问题转化为可仿真的模型，并从仿真结果中获得有价值的信息。 提高工程设计的效率和可靠性： 利用仿真分析提前发现设计缺陷，优化设计方案，降低研发风险。 为进一步深入研究Abaqus打下坚实基础： 本书所涵盖的经典案例，是进一步探索Abaqus更高级功能和应用领域的绝佳跳板。 在这个技术飞速发展的时代，掌握一款强大的工程仿真工具，是提升个人竞争力的重要途径。我们希望本书能够成为您在Abaqus学习之路上的得力助手，陪伴您一同探索工程仿真的无限可能，用严谨的科学方法，驱动工程技术的创新与发展。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将毕业的研究生，我深知在毕业论文中熟练运用 Abaqus 的重要性。这本书恰好解决了我在实际操作过程中遇到的诸多瓶颈。它不仅仅是一本“教程”，更像是一位经验丰富的导师，在我迷茫时给予指引。书中对不同材料模型（如弹塑性、损伤模型）的深入讲解，以及如何根据实际材料特性选择和定义这些模型，对我完成论文中的材料行为模拟至关重要。特别是一些复合材料的建模案例，给了我很多启发，让我能够更准确地描述复杂材料的力学响应。此外，书中对网格划分的策略和优化技巧的阐述也相当到位。我曾经花费大量时间在网格质量的提升上，而这本书则提供了多种实用的方法，如自适应网格划分、局部网格加密等，大大缩短了我的建模时间，并提高了分析结果的精度。对于论文中可能出现的各种异常现象，书中的“疑难杂症”章节也给出了非常有价值的参考，让我能够从容应对。这本书的出版，无疑为我顺利完成毕业设计提供了坚实的理论和实践支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，简直是我结构力学学习道路上的“及时雨”！长期以来，我一直在寻找一本能够系统性地梳理 Abaqus 核心功能、并且通过大量实战案例来加深理解的教材。终于，这本书满足了我的期待。它不仅仅是一堆例题的堆砌，而是将 Abaqus 的建模、网格划分、材料属性定义、载荷施加、边界条件设置、求解器选择以及后处理分析等一系列流程，通过不同的工程背景案例，层层递进地展现出来。我尤其喜欢其中对复杂几何结构的建模技巧，以及如何巧妙地处理非线性问题，比如材料非线性和大变形。每一个例题都配有清晰的步骤解析和详尽的参数说明，让我能够一步步跟随，不仅知其然，更知其所以然。在学习过程中，我发现书中很多例题都来自于实际工程项目，这让我能更直观地感受到 Abaqus 在解决实际工程问题中的强大能力，也激发了我应用 Abaqus 解决自己研究课题的信心。书中的图示清晰，代码示例规范，即使是初学者，也能在理解基本理论的基础上，快速上手。它为我构建了一个坚实的 Abaqus 使用基础，让我能够更有条理地进行有限元分析。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大惊喜，在于它对 Abaqus 高级功能的深度挖掘。很多时候，我们接触 Abaqus 往往停留在基础的静态分析层面，但这本书却勇敢地迈入了动态分析、屈曲分析、热应力耦合以及接触算法等更具挑战性的领域。我特别欣赏书中对这些高级功能的讲解方式，它不像其他一些教材那样生硬地罗列公式和参数，而是通过精心设计的案例，巧妙地引入每一个高级概念。例如，在讲解动态分析时，书中并没有直接给出一堆微分方程，而是通过一个冲击载荷下的结构响应案例，让我们体会到时间积分方案和质量矩阵选择的重要性。同样的，在接触分析部分，书中对不同接触类型（面-面、点-面等）的定义和约束方式进行了细致的入微的剖析，并结合了滑移、粘附等不同接触行为的案例，让我对复杂接触问题的处理有了全新的认识。书中的附录部分，也提供了不少实用的技巧和常见问题的解决方案，极大地提升了我的解决问题的效率。总而言之，这本书为我打开了 Abaqus 的新世界，让我看到了其在更广泛、更复杂的工程领域应用的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是，Abaqus 不再是一个高不可攀的“黑盒子”，而是一个可以被我们充分理解和掌控的强大工具。书中对于 Abaqus 求解器的一些核心思想的阐述，虽然不是最底层代码的展示，但足以帮助我们理解不同求解器（如隐式、显式）的适用场景和局限性，并根据具体问题做出最优选择。例如，在处理碰撞、冲击等瞬态动力学问题时，书中对显式求解器在速度和效率上的优势讲解得非常透彻，并辅以案例演示。同时，书中对后处理分析的讲解也十分到位，不仅仅是如何生成报告和图表，更重要的是如何从大量的分析结果中提取关键信息，并对其进行科学的解读。例如，应力集中区域的识别、变形趋势的判断、失效模式的预测等，书中都有非常清晰的指导。这本书就像一本“武功秘籍”，它不仅传授了各种“招式”（操作技巧），更重要的是揭示了“内功心法”（理论基础和分析思路），让我真正掌握了运用 Abaqus 进行有限元分析的精髓。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，最初拿到这本书的时候，我并没有抱太高的期望，毕竟市面上关于 Abaqus 的书籍不少，但真正能做到既系统又实用的并不多。然而，当我开始翻阅，尤其是深入研究其中的几个例题后，我不得不承认，这本书的质量远超我的预期。它的结构安排非常合理，从最基础的 Abaqus 操作界面介绍，到各种加载类型和边界条件的详细解释，再到复杂结构的协同分析，整个知识体系构建得非常完整。我特别赞赏书中对每个例题的分析思路的阐述，它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是解释“为什么这样做”，这种“知其所以然”的讲解方式，让我能够举一反三，将学到的知识迁移到其他问题中。书中的案例涵盖了机械、土木、航空航天等多个领域，这极大地拓宽了我的视野，让我看到了 Abaqus 的通用性和强大适应性。我发现，即使我对某个特定工程领域不太熟悉，通过书中对案例的细致描述，也能快速理解其物理背景和分析目标，从而更好地掌握 Abaqus 的应用。

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及时的送到了手里，解决了我们大问题。一直信赖京东产品。又快又好，最喜欢的还是服务！用户觉得好那便是好。看中的亲们不用再犹豫了，赶快下手吧。我不是托儿哈！

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包装不错，经典入门书，推荐购买

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步骤不足以清晰到初学者可以步步操作，

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书到了，书的质量还可以，一般吧，好好学习！

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这本书解决了学习Abaqus中碰到的很多问题，极大的提高了学者对软件的理解。物流也快，推荐购买