ABAQUS2016(含WIN/linux）

　　ABAQUS2016是国际知名的有限元分析软件，它是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题；汲取了同类软件和CAD软件的优点，内置一个丰富且可模拟任意几何形状的单元库，并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，模拟的领域涉及非常广，包括最常见的金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料等，作为通用的模拟工具， ABAQUS 除了能解决大量结构（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、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。需要户的用户可以下载体验

新版功能

　　静磁响应：

　　静磁场的计算分析支持，由于已知分布的直流磁场。这种能力可以用于建模常见的电气设备，如磁性记录装置。 非线性粘弹性：现在可以使用非线性粘弹性的并行网络方法的基础上改进与实验数据相匹配。此增强功能是特别有用的，涉及高分子材料在汽车和生命科学产业中的应用。

　　光滑粒子动力学（SPH）：

　　ABAQUS提供了一个新功能，它允许传统的元素被转换成颗粒对飞根据用户定义的标准，它引入了一套全新的工作流程，在Abaqus进行。

　　多孔介质流：

　　Abaqus的现在支持纤维状类型的过滤器，如渗水通过土壤或一个纸过滤器的流体流过的建模。流体饱和多孔介质流过发生在广泛的工业和环境应用，如填充床换热器，热管，热绝缘，油气藏，核废物处置库，地热工程，热管理，电子设备，金属合金铸造多孔支架材料在生物反应器中，流过。 非牛顿粘度：许多流体工业，技术和生物学意义，如泡沫，乳液，分散液和悬浮液，泥浆，血液，和聚合物熔体，非牛顿流体的性质。涉及这样的流体的流动的仿真，现在可以实现使用的非牛顿在Abaqus开发的模型，从而增加了产品的功能覆盖。

　　边界层啮合：

　　楔形元件现在可以沿着选定的边界的一部分或细胞产生的，和内部填充与四面体单元。沿着墙壁的小元素的添加层，提供了更好的分析流体流动与传热分析的边界效应。

　　混合建模：

　　额外的灵活性，几何建模，本地的，和孤儿的网格，以共同存在于同一个空间,节点拖动重新定位，新的“拖拽”功能。

软件特色

　　1、实现model的多次实例化

　　2、与CAD软件的实时交互

　　3、网格方面的增强

　　4、 建模方面的功能增强　可以将一个section指定给与几何相连的单元集合。

　　5、实现A baqus/Standard中VCCT的CAE界面定义：接触属性的断裂准则中增加了VCCT和Enhanced VCCT。在初始部分绑定的两个面之间，使用Debond using VCCT激活裂纹演化的能力

　　6、在Abaqus/CAE中支持AQUA的定义

　　7、Abaqus/Viewer后处理增强的功能：1)被连接的不同视图窗口新增强的功能，2)可以后处理查看模型定义的边界条件，3) 用户可对复合材料的材料方向和单元方向进行可视化查看

　　8、增加了beam的接触功能

　　9、XFEM裂纹扩展功能增强

　　10、电磁场与结构场及热场之间的co-simulation功能增强

　　11、GPU加速

　　12、计算性能的增强

　　13、SPH分析中并行功能的增强

　　14、使用离散元DEM方法解决不连续介质问题

　　15、CEL多级网格自动加密(M-AMR)

安装说明

　　【温馨提示】：在程序安装之前需要先安装一个程序环境

　　1、先在预定的安装路径中新建Softwares文件夹，打开其中新建一个SIMULIA文件夹，然后在改文件夹中新建Solver、Commands 和Cae三个文件夹，并将的Lience文件夹拷贝到安装目录下（如小编准备将abaqus 2016安装在D盘，D:\Softwares\SIMULIA）。

　　1、许可安装：打开控制面板\所有控制面板项\Windows 防火墙，关闭防火墙

　　2、进入Lience文件夹，右键点击“server_install.bat”以管理员身份运行

　　3、以记事本方式打开“ABAQUS.lic”，右键点击“计算机”点击属性，查看计算机名

　　4、将其复制到记事本内，覆盖掉“this_host”，然后保存推出

　　5、右键以管理员身份运行“lmtools.exe”，找到“Start/stop/Reread”项，点击“Start Server”启动许可

安装步骤

　　1、打开安装包，含有四个目录，分别为Abaqus 2016求解器，主程序还有和其他软件的链接工具，需要全部安装

　　2、先打开3DEXPERIENCE_AbaqusSolver目录，运行“setup.exe”，路径则为刚才新建的目录，如“Solver”，选择目录后根据提示完成安装即可。

　　3、打开CAA_3DEXPERIENCE_AbaqusSolver，运行“setup.exe”，安装目录这里默认在“Solver”目录

　　4、“SIMULIA_Abaqus_Associative_Interfaces”，这个目录比较特殊，Abaqus 2016可以和CATIA、ProEngineer还有SolidWorks进行链接使用，有需要的选择安装就可以了，没有的话可以跳过

　　5、运行SIMULIA_Abaqus_CAE里面的“setup”，选择文件夹Cae，点击下一步

　　7、指定求解器安装目录，选择我们刚才的“solver”目录，点击下一步

　　8、指定ABAQUS commands的位置，我们选择之前建立的“Commands”文件夹，点击下一步

　　9、以记事本方式打开许可文件“ABAQUS.lic”，将端口和计算机名输入到安装界面中，格式为“27001@电脑名”，如“27011@PCadmin”，点击下一步自动认证

　　10、忽略安装帮助文档；

　　11、设置工作文件夹(放置缓存文件等等)，点击下一步完成安装即可。

说明

　　1、完成以上安装步骤操作，即可将应用程序完成

使用说明

　　现在已完全实现用Ansys分析钢管混凝土，现在将我的思路介绍一下，不当之处请指正。

　　1。钢单元采用壳元，混凝土采用实体元，界面采用接触单元，另外也可以加弹簧单元，如果加弹簧单元后，接触元的摩擦系数可设为0。

　　2。钢材用弹塑性模型,泊桑比可取为0.25，混凝土模型的弹性阶段泊松比可取为0.2，弹塑性阶段有两种方式实现，一种采用Drucker-Prager模型，因为该模型中两个参数和具体约束状态相关，但选择时计算结果差别不大，建议对于圆形截面采用同一组参数，对于方、矩形分区采用两组参数；另一种方法是直接输入由试验得出的单向素混凝土模型，因为所谓的三向应力应变模型是在单向基础上产生的，给出双向应力状态和单向应力状态情况下的比值，根据计算过程中截面的变形，即可得出截面实际的应力分布。界面的摩擦系数可采用0.25。

　　3。对于短柱可采用1/4对称截面，对于长柱可采用1/2对称截面。

　　4。以上方法分析结果不仅能较精确的得出承载力，而且能模拟下降段，和大量试验结果吻合较好。

　　1、钢管对混凝土的约束效应，根本不能由弹簧单元反映出来。

　　因为，受到约束后的混凝土相当于一种特殊的混凝土，可以称为“约束混凝土”，而对于约束混凝土，必须首先研究其本身的本构关系，即应力-应变发展关系，同时需要研究它的屈服准则、后继屈服准则以及破坏准则，这就需要有新的材料模型，“约束混凝土”与普通混凝土的本构关系有区别，在过镇海《钢筋混凝土原理》一书中，专门介绍过约束混凝土的本构关系KENT-PARK模型。在韩林海老师一书中也有介绍。

　　2、弹簧的模拟只是可以将钢管对混凝土的约束作用进行传递。

　　混凝土的受约束后的性能有了，但是它受到钢管的约束这样产生，主要是通过弹簧单元或其他界面单元来实现，实现的准确有否，关键在于弹簧的f-d曲线来定义，可以用combination39来模拟。

　　3、混凝土的材料本构的定义

　　（1）、D-P材料，可以反映混凝土的拉压强度不同，但是不能反映开裂。至于三个参数的取值，可以参考ANSYS中文手册的高级手册。

　　（2）、CONCRETE材料的定义。

　　单调加载分析本人建议：

　　（A）、受约束混凝土的应力-应变关系：非线弹性材料曲线。

　　（B）、CONCRETE破坏准则。

　　反复加载分析，陆新征建议：

　　（A）、随动强化模型；

　　（B）、CONCRETE破坏准则。

　　4、以上仅为个人意见，请供参考，本人也一直在努力！

　　5、ANSYS分析专栏有很多关于混凝土材料定义的文章，有精华区！！

　　1、solid45单元本身不带考虑开裂与压碎功能的，所以您打开和关闭压碎、拉裂，对他来说，对没有任何意义，不信，您可以检查一下您的结果，压根就看不到任何的裂缝！

　　2、我看了您的命令流，我的看法主要有：

　　一、混凝土材料的定义

　　tb,concr,2 !定义2号为混凝土

　　tbdata,,0.5,1.0,1.8,34 !定义混凝土的张开裂缝剪力传递系数0.5,闭合裂缝传递系数1.0,

　　!单轴受拉极限强度,单轴受压极限强度－1,c1,c2,c3,c4,后面四个参数按缺省取值。采用ansys提供的专用的混凝土材料模型，该模型采用Willam & Warnke五参数破坏准则

　　!,solid65的本构关系的判断在破坏准则之前，按陆新征的建议，不采用压碎判据(crush)，设定单轴抗压强度=-1

　　tb,dp,2 !定义混凝土的本构关系采用Drucker-Prager(DP)材料模型

　　tbdata,,4.48,60.5,60.5 !定义solid65的Drucker-prager材料特性,粘聚力4.48,内摩擦角60.5,膨胀角60,考虑采用相关流动法则

　　TB,MELA,3,1,8, !定义混凝土的本构关系采用多折线非线弹性（mutilinear nonlinear elastic）材料模型，对于单调加载是合理的！

　　TBTEMP,0

　　TBPT,,0.0001,2.0

　　TBPT,,0.0005,9.73

　　TBPT,,0.0008,14.9

　　TBPT,,0.001,18

　　TBPT,,0.0015,24

　　TBPT,,0.002,30

　　TBPT,,0.0033,10

　　TB,CONC,3,1,9,

　　TBTEMP,0

　　TBDATA,,0.25,0.75,3.0,-1,, 定义混凝土的张开裂缝剪力传递系数0.5,闭合裂缝传递系数1.0,

　　!单轴受拉极限强度3.0,单轴受压极限强度－1,c1,c2,c3,c4,后面四个参数按缺省取值。

　　TBDATA,,,,,,,

　　二、求解控制设置

　　cnvtol,U,,0.05,2 !定义收敛条件,使用缺省的VALUE

　　分析思路：

　　隧道的开挖和其他开挖问题类似，其实质主要是应力的释放。如果没有衬砌的施工，那问题很简单，只要在建立初始应力之后，移除开挖单元即可。但实际工程中，隧道的开挖施工步骤是十分复杂的，涉及到灌浆、卡极为、衬砌施工等。而在有限元计算中衬砌等支护结构施工的模拟尤为重要，特别是衬砌单元激活的时机，若在开挖区域单元移除之前激活不符合真实工程中的施工顺序，衬砌施工时土体应力已有所释放；而若在单元移除之后进行则应力早已完全释放，衬砌起不到支撑的作用。

　　为了解决这一问题，研究人员们提出了以下两种方法：

　　1、在衬砌施工前，将开挖区单元的模量降低，移除来模拟应力释放效应。

　　2、首先将开挖面上的节点施加约束，得到与初始应力平衡的节点力。然后放松约束，将节点力加到相应节点处，并让节点力的大小随时间递减，当减小某一程度时（如30%～40%）激活衬砌单元，再衰减余下的载荷。

　　二、问题的求解：

　　为对比起见，首先进行没有衬砌的隧道开挖问题求解。

　　1、没有衬砌时的隧道开挖：

　　Step 1：建立部件。在Part模块中，Create Part，将Name设为soil，Modeling Space设为2D Planar，Type设为Deformable, Base Feature 设为Shell。在图形编辑界面，绘制如图1所示的几何轮廓。如图2所示。

　　Step 2：设置材料及截面特性。在Property模块中创建E=200MPa，μ=0.2线弹性的材料，并创建截面属性和给部件赋予截面特性，操作过程如图3所示。

　　设置截面特性

　　Step 3：装配部件。在Assembly模块中执行Create Instance，建立相应的Instance。

　　Step 4：定义分析步。在Step模块中，建立名字为geo, 分析步类型为geostatic，和一个名为Remove的静力分析步，其时间为1.0，初始时间增量步为0.1，允许的最大增量步为0.2。操作结果如图4所示。

　　定义分析步

　　Step 5：定义载荷、边界条件。在Load模块，执行BC/Create命令，限定模型两侧的水平位移和模型底部两个方向的位移，如图5所示。

　　定义边界条件

　　定义载荷

　　执行Load/Create命令，在Geo分析步中对土体所有区域施加体力-20，以此来模拟重力载荷。操作结果如图6所示。

　　Step 6：划分网格。在mesh模块进行操作。为了便于网格划分，执行Tools/Partition命令，将区域分成几个合适的区域。

　　确定单元形状

　　确定单元类型 图9 网格划分

　　执行Mesh/Controls命令，在Mesh controls对话框中选择Element Shape为Quad，选择Technique为Structured。执行Mesh/Element Type命令，在Element Type对话框中，选择四节点平面应变单元作为单元类型。通过Seed下的菜单设置合适的网格密度，然后进行网格划分。操作过程如图7-9所示。

　　Step 7：修改模型输入文件，设置初始应力，控制单元生死。修改模型输入文件:由于ABAQUS不支持*INITIAL CONDITIONS, TYPE=STRESS,GEOSTATIC功能和*MODEL CHANGE功能，所以要通过添加关键字来实现。

　　主菜单Model->edit keywords,进入edit keywords对话框，然后添加*INITIAL CONDITIONS和*MODEL CHANGE，具体操作如图10，11所示。

　　定义初始应力语句 移除单元语句

　　Step 8：提交任务。进入Job模块，建立任务，然后提交进行计算。

　　2、有衬砌的隧道开挖问题：

　　采用模量衰减的方法来模拟应力的部分释放现象。除初始分析步外，还需要定义这样的几个分析步：

　　Reduce 分析步，在此步开挖区模量衰减40%。

　　Add 分析步，此步中激活衬砌单元。

　　Remove 分析步，此步中移除隧道开挖单元。

　　另外，还需要定义衬砌单元和定义与场变量Field Variable相关的弹性模量参数。

　　三、结果分析与对比：

　　1、没有衬砌时的隧道开挖问题的结果处理：

　　进入Visualization后处理模块，打开相应的计算结果数据库文件。

　　将土体表面的水平位移U1和竖向位移U2绘制

　　由图可见，土层表面靠近中心线处的沉降最大，随着距离的增加而逐渐减小；水平位移则指向中心线，大体反映了变形指向开挖面。

　　图13给出了隧道周围局部区域的位移矢量图，隧道底部回弹，顶部下沉，同样反映了这一规律。

　　2、有衬砌的隧道开挖问题的结果处理：

　　进入Visualization后处理模块，打开相应的计算结果数据库文件。

　　（1）地表沉降变形。

　　图14比较了有无衬砌两种情况下地基表面的沉降变形。有图可见，有衬砌之后地表最大沉降仅为原先的20%左右，衬砌支撑作用十分明显。同时注意到隧道顶部两侧的土体出现了隆起变形，这可解释为由于衬砌刚度较大，将隧道底部回弹力向上传递所导致。

　　(2)衬砌变形和应力

　　图15给出了衬砌的变形前后的形状对比。，衬砌有向隧道中心移动的变形趋势，尤其是底板隆起变形要更明显一些。

　　我们比较关心衬砌内的应力结果，将衬砌轴向方向应力绘制于图16中。图16中横坐标代表距离衬砌上顶点的弧线长度。计算结果表明，衬砌内主要承受压应力，在衬砌最右侧的外侧边缘处压力最大，为-7.83MPa；内边界对应的压力值为-5.76MPa，压应力的差异体现了衬砌的弯曲变形，即外侧有弯曲受拉、内侧受压的趋势，这和图15中的变形模式是一致的。