ABAQUS 2016有限元分析從入門到精通》以有限元軟件ABAQUS 2016為對象，系統地介紹了abaqus 2016的各種基本功能。全書分為11章，主要從線性結構靜力問題、接觸問題、材料非線性問題、結構模態問題、顯式非線性問題、熱應力問題、多體問題、多步驟問題及子程序開發9個方面系統地講解了abaqus 2016的基本功能和簡單建模與仿真實例。
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作者簡介：CAD/CAM/CAE技術聯盟，是一個cad/cam/cae技術研討、工程開發、培訓咨詢和圖書創作的工程技術人員協作聯盟，包含20多位專職和眾多兼職cad/cam/cae工程技術專家。負責人由Autodesk中國認證考試中心首席專家擔任，負責Autodesk中國官方認證考試大綱制定、題庫建設、技術咨詢和師資力量培訓工作，成員精通Autodesk系列軟件。其創作的很多教材成為國內具有引導性的旗幟作品，在國內相關專業方向圖書創作領域具有舉足輕重的地位。
第1章 ABAQUS 2016概述
1.1 ABAQUS總體介紹
1.2 ABAQUS的主要模塊
1.3 ABAQUS的文件類型
1.4 ABAQUS使用環境
1.4.1 啟動ABAQUS/CAE
1.4.2 ABAQUS的主窗口
1.4.3 ABAQUS/CAE功能模塊
1.5 ABAQUS 2016新功能
1.6 本章小結
第2章 ABAQUS的基本模塊和操作方法
2.1 ABAQUS分析步驟
2.1.1 前處理(ABAQUS/CAE)
2.1.2 計算分析(ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit)
2.1.3 后處理(ABAQUS/CVAE或ABAQUS/Viewer)
2.2 ABAQUS/CAE的功能模塊
2.3 部件模塊和草圖模塊
2.3.1 創建部件
2.3.2 部件的外導入
2.3.3 問題模型的修復與修改
2.4 屬性模塊
2.4.1 材料屬性
2.4.2 截面特性
2.4.3 梁的界面特性
2.4.4 特殊設置
2.5 裝配模塊
2.5.1 部件實體的創建
2.5.2 部件實體的定位
2.5.3 合并/切割部件實體
2.6 分析步模塊
2.6.1 設置分析步
2.6.2 定義場輸出
2.7 載荷模塊
2.7.1 載荷的定義
2.7.2 邊界條件的定義
2.7.3 設置預定義場
2.7.4 定義載荷工況
2.8 相互作用模塊
2.8.1 相互作用的定義
2.8.2 定義約束
2.8.3 定義連接器
2.9 網格模塊
2.9.1 定義網格密度
2.9.2 設置網格控制
2.9.3 設置單元格類型
2.9.4 劃分網格
2.9.5 檢查網格
2.9.6 提高網格質量
2.10 分析作業模塊
2.10.1 分析作業的創建與管理
2.10.2 網格自適應
2.11 可視化模塊
2.11.1 顯示無變形圖形和變形圖形
2.11.2 繪制云圖
2.12 本章小結
第3章 線性結構靜力分析
( 視頻講解：29分鐘)
3.1 靜力分析介紹
3.1.1 結構靜力分析簡介
3.1.2 靜力分析的類型
3.1.3 靜力分析基本步驟
3.2 掛鉤的線性靜力分析
3.2.1 問題的描述
3.2.2 創建部件
3.2.3 定義材料屬性
3.2.4 定義和指派截面屬性
3.2.5 定義裝配
3.2.6 設置分析步
3.2.7 劃分網格
3.2.8 定義集合和載荷施加面
3.2.9 邊界條件和載荷
3.2.10 提交分析作業
3.2.11 后處理
3.3 彈性體的5個基本假設
3.4 本章小結
第4章 接觸分析
( 視頻講解：72分鐘)
4.1 ABAQUS接觸功能概述
4.2 定義接觸面
4.3 接觸面間的相互作用
4.3.1 接觸面的法向行為
4.3.2 表面的滑動
4.3.3 摩擦模型
4.3.4 其他接觸相互作用選項
4.3.5 基于表面的約束
4.4 在ABAQUS/Standard中定義接觸
4.4.1 接觸相互作用
4.4.2 從屬和主控表面
4.4.3 小滑動與有限滑動
4.5 圓盤與平板模型的接觸仿真分析
4.5.1 問題描述
4.5.2 創建部件
4.5.3 定義材料屬性
4.5.4 定義和指派截面屬性
4.5.5 定義裝配
4.5.6 設置分析步
4.5.7 劃分網格
4.5.8 定義接觸
4.5.9 定義邊界條件和載荷
4.5.10 提交分析作業
4.5.11 后處理
4.6 沖模過程仿真分析
4.6.1 問題描述
4.6.2 創建部件
4.6.3 定義材料屬性
4.6.4 定義和指派截面屬性
4.6.5 定義裝配
4.6.6 設置分析步
4.6.7 定義接觸
4.6.8 定義邊界條件和載荷
4.6.9 劃分網格
4.6.10 提交分析作業
4.6.11 后處理
4.7 本章小結
第5章 材料非線性問題分析
( 視頻講解：20分鐘)
5.1 材料非線性分析庫簡介
5.1.1 塑性
5.1.2 超彈性
5.1.3 粘彈性
5.2 橡膠墊片壓縮過程模擬
5.2.1 示例描述
5.2.2 分析求解
5.2.3 結果處理
5.3 懸臂梁受壓過程分析
5.3.1 示例描述
5.3.2 分析求解
5.3.3 結果處理
5.4 本章小結
第6章 結構模態分析
( 視頻講解：19分鐘)
6.1 動力學概述
6.1.1 動力學分析簡介
6.1.2 模態分析
6.2 結構模態分析的步驟
6.2.1 進行模態分析的功能
6.2.2 模態分析的步驟
6.3 圓棒的結構模態分析
6.3.1 創建部件
6.3.2 定義材料屬性
6.3.3 定義和指派截面屬性
6.3.4 定義裝配
6.3.5 設置分析步
6.3.6 劃分網格
6.3.7 邊界條件和載荷
6.3.8 提交分析作業
6.3.9 后處理
6.4 彈殼的結構模態分析
6.4.1 創建部件
6.4.2 定義材料屬性
6.4.3 定義和指派截面屬性
6.4.4 定義裝配
6.4.5 設置分析步
6.4.6 劃分網格
6.4.7 邊界條件和載荷
6.4.8 提交分析作業
6.4.9 后處理
6.5 本章小結
第7章 顯式非線性動態分析
( 視頻講解：20分鐘)
7.1 ABAQUS/Explicit適用的問題類型
7.2 動力學顯式有限元方法
7.2.1 顯式時間積分
7.2.2 比較隱式和顯式時間積分程序
7.2.3 顯式時間積分方法的優越性
7.3 自動時間增量和穩定性
7.3.1 顯式方法的條件穩定性
7.3.2 穩定性限制的定義
7.3.3 在ABAQUS/Explicit中的自動時間增量與固定時間增量
7.3.4 質量縮放以控制時間增量
7.3.5 材料對穩定極限的影響
7.3.6 網格對穩定極限的影響
7.3.7 數值不穩定性
7.4 鋼球撞擊鋼板過程分析
7.4.1 示例描述
7.4.2 創建部件
7.4.3 定義材料屬性
7.4.4 定義和指派截面屬性
7.4.5 定義裝配
7.4.6 設置分析步
7.4.7 劃分網格
7.4.8 定義接觸
7.4.9 定義邊界條件和載荷
7.4.10 提交分析作業
7.4.11 后處理
7.5 本章小結
第8章 熱應力分析
( 視頻講解：23分鐘)
8.1 熱應力分析中的主要問題
8.2 鐵軌的熱應力分析
8.2.1 示例描述
8.2.2 創建部件
8.2.3 定義材料屬性
8.2.4 定義和指派截面屬性
8.2.5 定義裝配
8.2.6 設置分析步
8.2.7 定義集合、邊界條件
8.2.8 定義溫度場
8.2.9 劃分網格
8.2.10 提交分析作業
8.2.11 后處理
8.3 Y型支架的熱應力分析
8.3.1 問題的描述
8.3.2 創建部件
8.3.3 定義材料屬性
8.3.4 定義和指派截面屬性
8.3.5 定義裝配
8.3.6 設置分析步
8.3.7 劃分網格
8.3.8 定義集合和載荷施加面
8.3.9 邊界條件和載荷
8.3.10 定義溫度場
8.3.11 提交分析作業
8.3.12 后處理
8.4 本章小結
第9章 多體系統分析
( 視頻講解：23分鐘)
9.1 ABAQUS多體系統分析簡介
9.2 ABAQUS的連接單元連接屬性
9.2.1 連接單元邊界條件和載荷
9.2.2 連接單元行為
9.2.3 ABAQUS的連接屬性
9.3 螺旋槳葉片的旋轉過程模擬
9.3.1 創建部件
9.3.2 定義材料屬性
9.3.3 定義和指派截面屬性
9.3.4 定義裝配
9.3.5 定義參考點和坐標系
9.3.6 定義集合
9.3.7 定義約束
9.3.8 定義連接屬性和連接單元
9.3.9 設置分析步和歷史輸出變量
9.3.10 定義邊界條件和載荷
9.3.11 劃分網格
9.3.12 提交分析作業
9.3.13 后處理
9.4 本章小結
第10章 多步驟分析
( 視頻講解：23分鐘)
10.1 分析過程
10.1.1 分析過程的分類
10.1.2 一般分析步
10.1.3 線性攝動分析
10.2 鏟斗系統的振動分析
10.2.1 示例描述
10.2.2 創建部件
10.2.3 定義材料屬性
10.2.4 定義和指派截面屬性
10.2.5 定義裝配
10.2.6 設置分析步
10.2.7 劃分網格
10.2.8 邊界條件和載荷
10.2.9 提交分析作業
10.2.10 后處理
10.3 重啟動分析
10.3.1 重啟動分析方法概述
10.3.2 創建重啟動分析模型
10.3.3 模型屬性
10.3.4 創建分析步
10.3.5 定義載荷
10.3.6 提交分析作業
10.3.7 后處理
10.4 本章小結
第11章 子程序
( 視頻講解：8分鐘)
11.1 用戶材料子程序簡介
11.2 VUAMT用戶子程序接口及調試
11.2.1 用戶材料子程序VUMAT接口界面
11.2.2 用戶材料子程序VUMAT的主要參數
11.2.3 用戶材料子程序VUMAT的調試與提交方法
11.3 顯式應力更新算法簡介
11.4 VUMAT子程序的編制
11.5 Taylor桿撞擊仿真分析
11.5.1 創建部件
11.5.2 劃分網格
11.5.3 定義材料屬性
11.5.4 定義裝配
11.5.5 設置分析步
11.5.6 邊界條件和載荷
11.5.7 提交分析作業
11.6 本章小結
附件一：INP文件
附件二：源程序
7.2.1 顯式時間積分 ABAQUS/Explicit應用中心差分方法對運動方程進行顯式的時間積分，應用一個增量步的動力學條件計算下一個增量步的動力學條件。在增量步開始時，程序求解動力學平衡方程，表示為用節點質量矩陣M乘以節點加速度ü等于節點的合(在所施加的外力P與單元內力I之間的差值)：
(7-1)
在當前增量步開始時(t時刻)，計算加速度為
(7-2)
由于顯式算法總是采用一個對角的或者集中的質量矩陣，所以求解加速度并不復雜，不必同時求解聯立方程。任何節點的加速度取決于節點質量和作用在節點上的合力，使得節點計算的成本非常低。
對加速度在時間上進行積分采用中心差分方法，在計算速度的變化時假定加速度為常數。應用這個速度的變化值加上前一個增量步中點的速度來確定當前增量步中點的速度：
(7-3)
速度對時間的積分加上在增量步開始時的位移以確定增量步結束時的位移：
(7-4)
這樣，在增量步開始時提供了滿足動力學平衡條件的加速度。得到了加速度，在時間上顯式地前推速度和位移。所謂顯式是指在增量步結束時的狀態僅依賴于該增量步開始時的位移、速度和加速度。這種方法地積分常值的加速度。為了使該方法產生的結果，時間增量必須相當小，這樣在增量步中加速度幾乎為常數。由于時間增量步必須很小，所以一個典型的分析需要成千上萬個增量步。幸運的是，因為不必同時求解聯立方程組，所以每一個增量步的計算成本很低。大部分的計算成本消耗在單元的計算上，以此確定作用在節點上的單元內力。單元的計算包括確定單元應變和應用材料本構關系(單元剛度)確定單元應力，從而進一步計算內力。
下面給出了顯式動力學方法的總結。
(1)節點計算。
動力學平衡方程：
(7-5)
對時間顯式積分：
(7-6)
(7-7)
(2)單元計算。
根據應變率，計算單元應變增量。
根據本構關系計算應力
(7-8)
(3)設置時間t為t ?t，返回到步驟(1)。
