连载(40):INP文件的结构

文摘   教育培训   2024-10-22 17:28   山东  

在很多情况下,利用 INP 文件不但可以更方便地修改模型参数和控制分析过程,还可以完成一些 Abaqus/CAE 所不支持的功能。Abaqus 的最早期版本中,并没有 Abaqus/CAE ,模型都是以 INP 文件的形式建立的。INP 文件中包含了节点、单元、材料、分析步、载荷、边界条件和输出等内容,可以描述各种复杂模型。

每一个完整的 INP 文件都会依次出现两部分数据:模型数据(model data)和历程数据(history data),二者的主要内容如表1所示。


 1  模型数据和历程数据的内容

模型数据(model data)

历程数据(history data)

功能
用来定义一个完整的有限元模型,包括节点、单元、单元性质、材料特性、初始条件等关于模型自身特征的数据。
用来定义“模型发生了什么”,例如加载过程和要求结构做出的响应等。可以将加载过程分解为一系列连续的分析步,例如第一个分析步定义静态加载,第二个分析步定义动态加载。
内容
1)几何模型信息:节点信息、单元信息、截面属性等
2)材料特性
3)材料选项
4)其他模型信息
1)过程选项信息:静力分析、动力分析、分析步参数等
2)载荷和边界条件
3)结果输出
 下面分别介绍这两部分数据的详细内容:
1)模型数据

模型数据用来定义一个完整的有限元模型。有一些模型数据是必需的,包括:

a)单元和节点数据:模型的几何形状是通过单元和节点来定义的,因此必须给出节点和单元信息;

b)材料:必须定义分析过程中需要用到的各种材料的性能(例如钢、混凝土、岩石、土等)。

还有一些模型数据不是必不可少的,例如:

a)部件和装配件:如果 INP 文件是由 Abaqus/CAE 自动生成的,将会包含部件(*PART)、装配件(*ASSEMBLY)、实体(*INSTANCE)等数据块;如果 INP 文件是由其他前处理器(例如 MSC.PATRAN、FEMAP 等)生成的,其结构将不包含部件、装配件和实体等数据块,而是直接定义节点和单元等数据信息;

b)初始条件:例如初始应力、初始温度、初始速度等;

c)边界条件、约束、相互作用、幅值、输出控制、读者子程序等。

2)历程数据

a)历程数据包括分析类型、荷载、边界条件和输出要求等。有限元分析的目的是模拟模型对外部荷载或者初始条件的响应情况,因此一个完整的Abaqus 有限元分析是建立在分析步基础上的,这些分析步都在历程数据中描述。

b)一个 INP 文件可以包含多个分析步,每个分析步都以 *STEP 开始,以 *END STEP 结束。*STEP 是历程数据和模型数据的分界点,第一个 *STEP 之前的所有内容均属于模型数据,其后的所有内容则都属于历程数据。

c)分析步的类型是必需的历程数据,它必须紧跟 *STEP 关键词。Abaqus 中有两种分析步:一种是一般分析步(general step),可以是线性或非线性的;另一种是线形摄动分析步(linear perturbation step),只能是线性的。

还有一些历程数据不是必不可少的,包括:

a)载荷:定义载荷的类型和大小,它可以描述为时间的函数(即通过幅值曲线来定义);

b)边界条件;

c)输出控制选项。

注意:

在书写 INP 文件时,模型数据必须位于历程数据之前,但是在模型数据和历程数据内部,数据块的顺序和位置一般是任意的,但是有一些情况例外,包括:

1)关键词 *HEADING 必须放在 INP 文件的第一行;

2)关键词 *ELASTIC、*DENSITY 和 *PLASTIC 是 *MATERIAL 的子选项,它们必须直接跟在 *MATERIAL 之后;

3)关键词 *STATIC、*DYNAMIC 和 *FREQUENCY 必须跟在 *STEP 之后,用来指定分析步对应的分析类型。

力学与Abaqus仿真
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