Abaqus有限元分析实例——非线性斜板（一）

    这个例子如图8-11所示。已经应用ABAQUS/Standard模拟了板的线性响应，现在你将应用ABAQUS/Standard对它进行重新分析，包含几何非线性的影响。从线性模拟的结果表明对于此问题非线性的效应可能是重要的，由此次分析的结果，你将判断这个结论是否正确。

    如果你愿意，可以根据本例题后面的指导，应用ABAQUS/Explicit将模拟扩展到动态分析。

    在本手册的在线文档第A.6节“Norlinear skew plate”提供了输入文件。当通过ABAQUS/CAE运行这个输入文件时，将创建关于该问题的完整的分析模型。根据下面给出的指导如果你遇到困难，或者如果你希望检查你的工作，则可以运行这个输入文件。在附录A“Example Files”中，给出了如何提取和运行输入文件的指导。

    如果你没有进入ABAQUS/CAE或者其它的前处理器，可以人工创建关于这个问题的输入文件，关于这方面的讨论，见Getting Started with ABAQUS/Standard：Keywords Version，第7.4节“Example：norlinear skew plate”。

8.4.1 修改模型

    打开模型数据库文件SkewPlate.cae，从主菜单栏中，选择Model-->Copy Model-->Linear，将名字为Linear的模型复制成名字为Nonlinear的模型。

对于非线性斜板模型，你将考虑包含几何非线性效应和改变输出要求。

定义分析步

    进入分析步Step模块，从主菜单栏中，选择Step-->Edit-->Apply Pressure来编辑分析步定义。在Edit Step对话框的Basic页中，选中Nlgeom（注：几何非线性的缩写）以考虑几何非线性的效应，并设置分析步的时间周期为1.0。在Incrementation（增量步）页中，设置初始增量步的值（initial increment size）为0.1。默认的增量步最大数目（maximum number of increments）为100；ABAQUS可能采用少于这个上限的增量步数目，但是如果需要高于这个上限的增量步数目，分析就会中止。

    你可能希望改变分析步的描述，以反映它现在是一个非线性分析步。

输出控制

    在线性分析中，ABAQUS仅求解一次平衡方程，并以此解答来计算结果。非线性分析可以产生更多的输出，因为在每一个收敛的增量步结束时都可以要求输出结果。如果你不注意选择输出要求，输出文件会成为非常之大，潜在地占满你的计算机的磁盘空间。

如前所述，数据输出有四种不同的文件形式：

l         输出数据库（.odb）文件，它包含以二进制格式存储的数据，需要应用ABAQUS/CAE后处理结果；

l         数据（.dat）文件，它包含了选定结果的数据报表（仅应用于ABAQUS/Standard）；

l         重启动（.res）文件，应用于继续分析；

l         结果（.fil）文件，由第三方后处理器使用的文件。

    这里只讨论输出数据库（.odb）文件。如果注意选择，在模拟过程中可以经常存储数据，而又不会过多地占用磁盘空间。

    从主菜单栏中，选择Output-->Field Output Requests-->Manager，打开Field Output Requests Manager，在对话框的右边，点击Edit来打开场变量输出编辑器。在Output Variables（输出变量）域中，选择Preselected defaults，删除对线性分析模型定义的场变量输出要求，并指定默认的场变量输出要求。对于一般的静态过程，这个输出变量的预选设置是最经常应用的场变量输出设置。

    为了减小输出数据库文件的尺寸，选择在每第二个增量步写一次场变量输出。如果你是简直地感兴趣最终的结果，你也可以或者选择The last increment（最终增量步）或者设置保存输出的频率等于一个大数。不论指定什么值，在每个分析步结束时总会保存结果；所以，使用一个大数会导致仅保存最终的结果。

    从前面的分析中，可以保留指定在跨中节点位移的历史输出，我们将在Visualization模块中应用X-Y曲线图功能演示这些结果。

运行及监控作业

    在Job模块中，为非线性（Nonlinear）模型创建一个作业，命名为NlSkewPlate，并给出描述为Nonlinear Elastic Skew Plate。记住将你的模型保存为一个新的模型数据库文件。

    提交作业进行分析并监控求解进程。如果遇到了任何错误，必须纠正它们；如果发出了任何警告信息，必须调查它们的来源，并在必要时采取纠正的措施。

    对于这个非线性斜板例题，图8-12显示了Job Monitor（作业监视器）的内容。第一列显示了分析步序号，在本例中只有一个分析步。第二列给出了增量步序号。第六列显示了在每个增量步中为了得到收敛解，ABAQUS/Standard所需要的迭代步的数目；例如，在增量步1中，ABAQUS/Standard需要3次迭代。第八列显示了已经完成的总的分析步时间，第九列显示了增量步的大小（ ）。

    这个例子显示了ABAQUS/Standard如何自动地控制增量步的大小，即在每个增量步中载荷施加的比例。在这个分析中，ABAQUS/Standard在第一个增量步中施加了总载荷的10%；你指定了初始增量 为0.1和分析步的总时间为1.0。在第一个增量步，ABAQUS/Standard需要3次迭代才收敛到解答。在第二个增量步，ABAQUS/Standard只需要2次迭代，因此，它自动地对下一个增量步的值增加了50％，达到 = 0.15。在第四个和第五个增量步，ABAQUS/Standard也增加了 。它调整最后一个增量步的值使得分析步刚好完成；在本例中，最后增量步的值为0.0875。

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