1、有限元基本知识
有限元法是一种解决力学问题的数值方法，将连续体离散成为有限个单元，通过每个单元的插值函数模拟原连续体的变形场
ABAQUS提供了丰富的单元库可供用户选择。常用单元有线性单元、二次单元等，杂交单元、非协调单元等。还提供用户自定义单元功能
| 基本概念 | 意义 |
| 插值函数 | 通过各节点位移计算单元内的变形场 |
| 积分点 | 数值积分方法，以积分点上应变通过材料刚度矩阵计算单元节点反力等，求得平衡解 |
| 线性单元 | 变形模式为线性 |
| 二次单元 | 变形模式为二次函数 |
| 完全积分 | 积分点为数值积分理论所需全部积分点，可得到基于插值函数假定下的精确解 |
| 缩减积分 | 人为减少积分点数量，以避免剪力闭锁等单元过于刚硬的效应，但得到的结果理论上为非精确解，理论基础并不完备 |
| 变形协调 | 二次单元与一次单元不得混用，否则单元之间出现变形场不连续现象 |
2、操作流程
多数通用有限元软件的操作流程，一般分为以下几步。ABAQUS CAE操作逻辑与通用有限元软件类似，一般操作可顺应Module中的顺序即可
3、几何建模技巧
PART模块：建立单个部件的几何体。ASSEMBLY模块：将多个部件进行组装，可赋予相互作用（粘接、接触等），也可组装后将多个部件合并成为新部件
•二维建模流程：
1，绘制平面图（Sketch）
2，修正模型、布尔运算
3，平面分割（便于mesh，也可在mesh模块进行操作）
提示：sketch模式下，要善于运用dimension、constraint等命令，可大大简化几何建模工作
•三维建模流程：
1，绘制平面图（Sketch）
2，拉伸、旋转等方式形成实体
3，通过布尔运算、二次拉伸等进行修正
提示：可分别建立底板、加劲肋、柱子模型，在assembly模块下进行组装并重新merge成一个新的part。对于形状规则的几何体，也可通过多次拉伸进行建模。
例题1.1：建立平面桁架几何模型（2D）
例题1.2：建立带孔板的分析模型（2D）
例题1.3：建立钢结构柱脚模型（3D）
例题1.4：螺纹的几何建模（公制M22螺杆3D模型）
4、设置材料性质
ABAQUS中，为几何形体赋予材料属性，含Material和Section两个部分：建立material模型->设定section性质->为section赋予material->为几何体赋予section
几何模型 | 常用Section属性 |
三维实体 | 均质，复合材料 |
平面实体 | 平面应力单元厚度（默认为1） |
梁（2D/3D） | 梁截面几何形式 |
三维壳 | 壳厚度，中面位置，复合材料 |
梁单元除需设置截面几何形状外，还需指定截面局部坐标系
例题：分别为例1-3中的材料赋予钢材属性
| 例题1 | |
| 钢材 | E=210GPa μ=0. |
| 横杆 | 箱型300x300x20 |
| 立杆 | 工字150x300x18x8 |
| 斜杆 | 工字100x250x18x8 |
| 例题2 | |
| 钢材 | E=210GPa μ=0. |
| 板厚 | 0.8mm |
| 例题3 | |
| 钢材 | E=210GPa，μ=0.3 fy=235MP |
5、网格划分与单元选择
对于实体结构，通过合理partition指定structured网格划分方法，尽量选择四边形或六面体单元。对于分析应力集中的弹性问题，可选择二次单元
几种网格控制方法的比较：圆孔处partition的技巧，使得整个区域可以进行structured网格控制，四边形单元形状规则，较少畸变。三角形单元精度低于尺寸相近的四边形单元
剪力闭锁：网格过于稀疏，导致单元无法模拟连续体的变形；沙漏模式：缩减积分单元缺少积分点，单元有变形而积分点无应变能
例题1.5：剪力闭锁
跨度1000mm简支梁，截面100x100，E=1GPa，跨中集中荷载F=1000N，求跨中竖向位移
（提示：模拟梁变形时沿H方向应不少于8个单元才能模拟梁的弯曲变形）
网格密度 | CPS4 | CPS8 | 解析解 |
100x100 | -1.73 | -2.55 | -2.50 |
50x50 | -2.28 | -2.57 | |
25x25 | -2.49 | -2.58 |
例题1.6：沙漏模式
100x100平板，E=1GPa，沿对角线施加1000N
（提示：缩减积分单元受集中荷载易产生沙漏模式，且单元划分越密沙漏传播范围约广）
6、求解器设置
| Procedure Type | ProcedureType | ||
| Static, General | Newton-Raphson法 | Dynamic, Explicit | 显式动力分析 |
| Static, Riks | 弧长法 | Buckle | 屈曲模态分析 |
| Dynamic, Implicit | 隐式动力分析 | Frequency | 自振模态分析 |
时间和增量步的关系：在静力分析中，荷载的施加与分析步时长为线性关系，即默认t=0时刻荷载=0，t=1时刻荷载全部施加。若为弹性问题，则只需求解一个整体刚度矩阵，在一个增量步中即可完成计算。若为非线性问题，将整个施加荷载的过程划分为若干个增量步，在每个增量步中进行迭代求解。当某个增量步无法收敛时，ABAQUS默认将增量步长缩减至上一步的1/4（不小于设定的最小值，否则计算失败），若收敛，则增量步长增加至本步的3/2（不大于设定的最大值）
7、荷载边界条件设置
在静力学问题中，常用边界条件为位移约束、荷载；在动力学问题中，地震荷载常以变化的重力场的方式施加；若为严重非线性问题，建议以位移变化作为荷载
8、后处理及结果提取
ABAQUS的结果输出有场输出（Field Output）和历史输出（HistoryOutput）两大类，均需要在STEP模块下先行定义
