ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹岩，沈冰，程文 著

图书标签:

• ABAQUS
• 有限元分析
• 数值计算
• 工程仿真
• 结构力学
• 材料力学
• 中文教材
• 实例教程
• 6
• 14版本
• 软件应用

店铺： 北京图书大厦旗舰店

出版社： 清华大学出版社发行部

ISBN：9787302496584

商品编码：29834479660

出版时间：2018-05-01

基本信息

商品名称： ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解	出版社： 清华大学出版社	出版时间：2018-05-01
作者：曹岩	译者：	开本： 16开
定价： 69.80	页数：	印次： 1
ISBN号：9787302496588	商品类型：图书	版次： 1

编辑推荐

读者对象ABAQUS 6.14初级和中级用户使用，也可作为高职院校、大中专院校及社会相关培训机构的教材。 ★★一本书讲透ABAQUS工程核心理论与实践★★多年ABAQUS使用经验与实际工程应用案例的高度浓缩★★对各种工程结构的设计、建模、分析求解与结构处理一网打尽★★赠送本书工程案例的源文件与INP文件 下载课件、获取课件密码、各种资源包以及人工客服，请关注清华社官方微信服务号qhdxcbs_js，一站式帮您解决各种图书问题。

内容提要

《ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解》全面系统地介绍了ABAQUS 6.14软件的使用，包括静力学分析、动力学分析、接触分析、结构热分析、模态分析、屈曲分析、拓扑优化及形状优化等常见的工程领域实例中的建模、分析及后处理等内容。 《ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解》从实际应用出发，侧重于ABAQUS的实际操作和工程问题求解，针对各个相关的知识点进行了详尽的讲解，与相应的案例紧密结合，使读者能够快速、深入地掌握ABAQUS 6.14的相应功能，每个实例都以图文并茂的形式详细介绍了ABAQUS 6.14软件的操作流程。 《ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解》赠送书中各个工程案例的源文件及INP文件，帮助读者在学习过程中进行操作练习或参考。 《ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解》结构严谨，重点突出，条理清晰，非常适合ABAQUS 6.14初级和中级用户使用，也可作为高职院校、大中专院校及社会相关培训机构的教材。

目录

第1章 ABAQUS概述 1 1.1 ABAQUS总体介绍 1 1.2 ABAQUS主要模块 1 1.3 ABAQUS使用环境 4 1.3.1 启动ABAQUS/CAE 4 1.3.2 ABAQUS的用户界面 4 1.3.3 ABAQUS/CAE功能模块 6 1.4 ABAQUS文件系统 7 1.5 ABAQUS 6.14新功能 8 1.5.1 接触和约束 8 1.5.2 Abaqus/CAE 8 第2章 ABAQUS的分析步骤 10 2.1 前处理 10 2.2 分析运算 10 2.3 后处理 10 2.4 快速实例入门 10 2.4.1 问题的描述 10 2.4.2 启动ABAQUS 11 2.4.3 创建部件 11 2.4.4 创建材料及截面属性设置 12 2.4.5 定义装配件 13 2.4.6 设置分析步 14 2.4.7 定义边界条件和载荷 14 2.4.8 网格划分 16 2.4.9 提交分析作业 17 2.4.10 后处理 18 2.4.11 退出ABAQUS/CAE 20 2.5 本章小结 21 第3章 ABAQUS的功能模块 22 3.1 部件模块和草图模块 22 3.1.1 创建部件 22 3.1.2 导入部件 25 3.1.3 问题模型的修复与修改 25 3.2 属性模块 27 3.2.1 创建材料属性 28 3.2.2 截面特性 30 3.2.3 梁截面特性 31 3.3 装配模块 32 3.3.1 部件实体的创建 32 3.3.2 部件实体的定位 34 3.3.3 部件实体的切割/合并 36 3.4 分析步模块 38 3.4.1 设置分析步 38 3.4.2 输出设置 45 3.4.3 分析步模块的其他功能 47 3.5 载荷模块 48 3.5.1 载荷 48 3.5.2 边界条件 51 3.5.3 预定义场的设置 53 3.5.4 定义载荷工况 54 3.6 相互作用模块 55 3.6.1 相互作用的定义 55 3.6.2 定义约束 61 3.6.3 定义连接器 65 3.7 网格模块 69 3.7.1 种子 69 3.7.2 设置网格控制 72 3.7.3 设置单元类型 77 3.7.4 网格划分 79 3.7.5 检查网格 80 3.7.6 提高网格质量 81 3.8 分析作业模块 87 3.9 后处理与可视化模块 92 3.9.1 在模型上显示结果 92 3.9.2 图表输出 97 3.9.3 动画制作 101 3.10 本章小结 103 第4章 ABAQUS的INP文件和单元介绍 105 4.1 输入文件的组成和结构 105 4.2 INPUT文件的书写规则和外部导入 106 4.2.1 书写INPUT文件的语法和原则 106 4.2.2 从外存储器中导入模型或者历史数据 107 4.2.3 文件的执行 107 4.3 文件的类型介绍和常用指令 107 4.4 单元介绍 111 4.4.1 单元族 111 4.4.2 自由度 112 4.4.3 节点数目——插值的阶数 112 4.4.4 数学描述 113 4.4.5 积分 113 4.5 本章小结 113 第5章 结构静力学分析与实例 114 5.1 线性静态结构分析概述 114 5.1.1 静力学分析的基本概念 114 5.1.2 结构静力学分析的特点 114 5.1.3 结构静力学分析的方法 114 5.1.4 结构静力学分析的步骤及要求 115 5.2 线性静力学分析实例 115 5.3 非线性分析概述 125 5.3.1 线性与非线性的区别 125 5.3.2 非线性问题的来源 126 5.3.3 非线性问题求解方法 128 5.4 非线性分析实例 130 5.4.1 几何非线性实例——薄板的形变 130 5.4.2 材料非线性实例——橡胶块的超弹性 138 5.5 本章小结 148 第6章 动力学分析与实例 149 6.1 动力学分析概述 149 6.1.1 固有频率与模态 149 6.1.2 振型叠加 150 6.1.3 阻尼 150 6.1.4 瞬态动力学 152 6.2 动力学问题实例 153 6.2.1 线性动力学问题实例——模态分析 153 6.2.2 非线性动力学问题实例——冲击与侵彻 162 6.3 本章小结 170 第7章 接触问题分析与实例 171 7.1 接触问题概述 171 7.1.1 接触面间的相互作用 171 7.1.2 接触的定义 172 7.1.3 接触算法 176 7.1.4 接触问题分析的关键技术 177 7.2 接触问题实例 179 7.2.1 接触问题基础实例——法兰的密封尺寸 179 7.2.2 塑性加工过程仿真 185 7.3 本章小结 200 第8章 结构热分析与实例 201 8.1 热分析简介 201 8.1.1 ABAQUS可以求解的热学问题 201 8.1.2 传热学基础知识 201 8.1.3 热应力分析的基本原理 203 8.1.4 热应力分析中的主要问题 205 8.2 热分析实例 205 8.2.1 ABAQUS瞬态热分析——金属散热管的温度场研究 205 8.2.2 ABAQUS热应力分析——刹车盘片的热效应 212 8.3 本章小结 223 第9章 ABAQUS/Explicit显式分析与实例 224 9.1 瞬态动力学分析概述 224 9.2 动力学显式有限元方法 225 9.2.1 显式与隐式方法的区别 225 9.2.2 显式时间积分 225 9.2.3 显式和隐式的比较 226 9.3 ABAQUS/Explicit解决的问题 226 9.4 显示问题分析实例 227 9.4.1 ABAQUS/Explicit实例——圆盘结构动力学分析 227 9.4.2 ABAQUS/Explicit实例——弹丸侵蚀靶体的分析 238 9.5 本章小结 247 第10章 ABAQUS屈曲分析与实例 248 10.1 屈曲分析概述 248 10.1.1 关于欧拉屈曲 248 10.1.2 线性屈曲分析 249 10.1.3 线性屈曲分析的特点 249 10.2 线性屈曲分析过程 250 10.2.1 几何体和材料属性 250 10.2.2 接触区域 250 10.2.3 载荷与约束 250 10.2.4 屈曲设置 250 10.2.5 模型求解 251 10.2.6 结果检查 252 10.3 各种支撑条件下矩形轴压柱屈曲分析实例 252 10.3.1 问题描述 252 10.3.2 问题分析 253 10.3.3 问题的求解 253 10.3.4 结果分析 257 10.3.5 后处理 257 10.4 薄壁钢管在轴向压力作用下的屈曲分析实例 259 10.4.1 问题描述 259 10.4.2 问题分析 259 10.4.3 问题求解 260 10.4.4 分析作业 267 10.4.5 后处理 267 10.5 本章小结 269 第11章 优化设计与实例 270 11.1 优化设计基础 270 11.1.1 优化模块 270 11.1.2 结构优化介绍 270 11.1.3 拓扑优化 270 11.1.4 形状优化 271 11.2 优化设计流程 271 11.2.1 优化流程 271 11.2.2 设计响应设置 271 11.2.3 目标函数设置 272 11.2.4 约束设置 272 11.2.5 几何限制 272 11.3 拓扑优化实例——U型夹拓扑优化 272 11.3.1 问题描述 272 11.3.2 问题分析 273 11.3.3 问题求解 277 11.3.4 INP文件 279 11.4 形状优化实例——S型压缩弹簧片形状优化 279 11.4.1 问题描述 279 11.4.2 问题分析 279 11.4.3 问题求解 286 11.4.4 INP文件 289 11.5 本章小结 289 第12章 ABAQUS用户子程序分析与实例 290 12.1 用户子程序接口概述 290 12.1.1 在ABAQUS中使用用户子程序 290 12.1.2 编写用户子程序的注意点 290 12.1.3 用户子程序详解 291 12.2 ABAQUS中调用用户子程序 295 12.2.1 问题的描述 295 12.2.2 问题的求解 295 12.2.3 INP文件 304 12.2.4 UMAT子程序 304 12.3 单向压缩试验有限元分析实例 304 12.3.1 问题的描述 304 12.3.2 问题分

深度解析：现代工程仿真中的前沿技术与应用实践 本书旨在为工程师、研究人员及高级学生提供一个全面、深入的视角，探讨超越传统有限元方法（FEM）范畴的前沿数值模拟技术，并结合实际工程案例，展示这些工具在解决复杂物理问题中的强大潜力。全书聚焦于那些对传统线性或准静态分析方法提出挑战的领域，强调多物理场耦合、高级材料模型、非线性动力学以及大规模并行计算策略的实际应用。 第一部分：高级材料本构关系与损伤力学 本部分将详细阐述用于描述复杂材料行为的先进本构模型，这些模型是进行高精度仿真分析的基石。 1.1 粘塑性与超粘弹性模型： 深入探讨时间依赖性材料（如聚合物、高温合金）的数学描述。我们将超越简单的粘弹性模型，介绍蠕变、应力松弛的非线性机制。重点讲解基于能量原理和演化方程的粘塑性理论，例如Norton-Hoff模型、Perzyna模型及其在高温和冲击载荷下的适用性分析。通过详细的案例，演示如何校准这些模型参数以匹配实验数据。 1.2 连续介质中的损伤与断裂： 这是结构完整性分析的核心。本书将系统梳理基于内聚力模型（Cohesive Zone Models, CZM）的界面断裂分析方法，包括其在模拟复合材料分层、焊缝失效中的优势。同时，深入探讨相场（Phase-Field）方法在模拟材料裂纹萌生、扩展和分支过程中的最新进展。对比能量释放率法、应力强度因子法与相场法的适用范围和计算效率，特别是在模拟非光滑裂纹路径时的表现。 1.3 增材制造（AM）中的冶金与残余应力： 鉴于增材制造技术的飞速发展，本书专门开辟章节讨论其独特的物理过程。内容涵盖激光/电子束熔池的瞬态热传导模型、固化过程中的相变，以及由此产生的复杂残余应力场预测。重点介绍如何结合热-塑性应变机制来模拟打印部件的翘曲和变形，并讨论如何利用先进的后处理模拟技术（如热等静压模拟）来优化结构性能。 第二部分：非线性动力学与冲击响应分析 本部分专注于在极端载荷条件下（高频、高应变率）的结构响应模拟，这对安全工程至关重要。 2.1 显式动力学分析的优化策略： 详细介绍显式积分方法的原理、稳定时间步长的控制，以及在大规模、高频瞬态问题中的应用优势。讨论如何有效管理接触非线性、材料非线性与几何非线性的耦合效应。重点讲解了冲击防护设计中的关键技术，如能量吸收体的设计、冲击波的传播与衰减模拟。 2.2 柔性体动力学与多体系统（MBS）： 探讨如何将柔性体（通过模态叠加或柔性体连接器）集成到刚体动力学仿真中，以实现对复杂机械系统（如机器人、车辆悬架）的高效仿真。介绍广义坐标系下的运动方程推导，以及在MBS环境中实现非光滑接触和摩擦的数值实现技巧。 2.3 声学-结构耦合（Fluid-Structure Interaction, FSI）的边界元与有限元方法： 深入分析流体与固体相互作用的数值方法。内容包括耦合算法（单向、双向耦合）的选择标准，以及在声学问题中，如何利用边界元法（BEM）有效处理无限域问题，并将其与有限元分析相结合，用于分析飞机结构振动噪声（Vibro-acoustics）或管道内流致振动问题。 第三部分：多物理场耦合与优化设计 现代工程问题很少是单一物理场驱动的，本部分聚焦于跨领域耦合的求解技术。 3.1 电磁-热-力学耦合： 针对电动汽车、电子封装等领域，本书详述如何耦合麦克斯韦方程组、热传导方程和结构力学方程。讨论焦耳热效应在电阻加热元件中的影响，以及电磁力导致的结构变形如何反馈影响电磁场分布（例如在电磁制动器或压电驱动器中的应用）。 3.2 反应性流动与化学反应动力学在结构分析中的应用： 探讨在爆炸、燃烧或材料烧蚀等高能反应场景下，如何将化学反应速率模型与流体力学和热力学模型耦合。重点介绍如何利用这些耦合模型来预测烧蚀材料的质量损失和结构载荷的变化。 3.3 拓扑优化与形貌优化的高级算法： 跳出传统的应力约束优化，本书介绍基于密度的拓扑优化方法（如SIMP法）的最新进展，特别是针对制造约束（如最小特征尺寸、支撑结构）的处理。此外，深入讲解形貌优化（Level Set Method）在精细化边界控制中的优势，并探讨如何将优化结果直接映射到增材制造工艺路径中。 第四部分：高性能计算与后处理的实践 成功进行复杂仿真离不开高效的计算架构和精细的后处理技术。 4.1 并行计算与大规模模型管理： 讲解域分解法（Domain Decomposition Methods）在有限元求解器中的应用原理，以及如何优化矩阵运算以充分利用多核CPU和GPU资源。讨论处理具有数亿自由度的大规模模型时，内存管理、I/O效率和通信负载均衡的关键挑战。 4.2 结果后处理与不确定度量化（UQ）： 强调仿真结果的可靠性评估。系统介绍如何利用随机有限元方法（S-FEM）或基于Cholesky分解的随机场生成技术，对材料参数或载荷的统计不确定性进行量化分析。内容还包括高级后处理技术，如敏感性分析、特征值提取和关键路径识别，以指导工程决策。 本书的特色在于： 侧重于方法论的底层原理，而非特定软件的操作手册。 大量引入前沿研究成果，使读者能够理解当前数值模拟技术的发展方向。 强调跨学科知识的融合，为解决现实世界中的复杂工程挑战提供理论和工具支持。 通过阅读本书，读者将能够熟练驾驭更高级的仿真工具集，理解复杂物理现象背后的数学机制，并有能力开发或定制更精确、更可靠的数值模型。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经接触ABAQUS一段时间的用户，我一直在寻找能够拓展我知识边界的进阶读物。我之前已经掌握了基础的建模和分析，但对于更复杂的问题，比如非线性分析、动力学分析、热应力耦合等，我感到力不从心。所以我对《ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解》抱有极大的期望，希望能从中学习到更深入的理论知识和更高级的应用技巧。我非常关注书中是否涉及了诸如材料本构模型、接触算法、损伤力学、断裂力学等内容。我希望书中能够提供一些关于如何选择合适的材料模型来模拟特定材料行为的指导，以及如何有效处理复杂接触问题，避免求解不收敛的技巧。此外，我希望书中能够包含一些关于动力学分析，比如模态分析、瞬态动力学分析的详细讲解，以及如何处理材料阻尼、结构阻尼等问题。我还需要了解如何进行热应力耦合分析，以及如何利用ABAQUS进行疲劳分析和寿命预测。如果书中能够提供一些针对这些复杂问题的实例，并且对结果进行深入的解释和讨论，那将是我非常看重的部分，因为它能帮助我更好地理解和掌握这些高级功能。

评分☆☆☆☆☆

这本书我真的等了很久，一直在寻找一本能够真正帮助我入门ABAQUS中文操作的书籍。市面上零散的教程和英文资料总是让我觉得隔了一层纱，难以深入理解。所以当看到《ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解》这个标题时，我毫不犹豫地就下单了。我主要关注的是它能否在一个清晰的逻辑框架下，引导我从零开始掌握ABAQUS 6.14的基本操作。例如，我希望能看到针对软件界面布局的详细介绍，以及如何有效地进行前处理，包括几何建模、材料属性定义、网格划分等方面。更重要的是，我期待书中能够提供一些基础的有限元分析流程讲解，比如静态结构分析、瞬态分析的设置和求解过程。我希望这本书能够解答我关于如何设置边界条件、施加载荷、以及如何理解和处理求解器输出的疑问。我特别看重实例部分，希望能够通过实际案例的学习，将理论知识转化为实践技能。例如，一个简单的梁的弯曲分析，或者一个板的应力集中问题，如果能有详细的步骤演示和结果分析，那对我来说将是巨大的帮助。我希望这本书能够让我感受到有限元分析的魅力，并且在实践中不断进步。

评分☆☆☆☆☆

我对《ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解》这本书的期待，主要集中在其对工程应用实例的实用性和深度上。我目前是一名在实际工程项目中工作的工程师，经常需要利用ABAQUS解决各种实际问题，因此，我非常需要一本能够直接指导我如何将ABAQUS应用于具体工程场景的书。我希望书中能够涵盖不同工程领域，例如机械设计、土木工程、汽车工程等领域的典型分析案例。我特别希望看到书中能够详细介绍如何建立符合实际工况的载荷和边界条件，如何根据工程需求选择合适的分析类型，以及如何对仿真结果进行合理的工程解释和优化。例如，对于一个机械零件的强度校核，我希望书中能展示如何进行应力分析，如何评估其是否满足安全要求；对于一个结构的动力响应分析，我希望书中能展示如何进行模态分析，如何理解其固有频率和振动模式；对于一个焊接结构，我希望书中能展示如何进行热应力分析，以及如何评估焊接残余应力。更重要的是，我希望书中的实例能够体现ABAQUS在解决实际工程难题时的强大能力，并且能提供一些作者在工程实践中的经验和技巧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的中文版对我这样的初学者来说，无疑是一份宝贵的资源。我之前尝试过阅读一些英文的ABAQUS教程，但由于语言障碍，很多细节都理解得不够透彻。所以我特别期待《ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解》能够提供清晰易懂的中文阐述。我希望这本书能够从最基础的概念讲起，例如什么是有限元分析，有限元分析的基本原理是什么，以及ABAQUS在有限元分析中扮演的角色。我希望书中能够详细介绍ABAQUS 6.14的安装和界面设置，并逐步引导我完成一个完整的分析流程。我特别关心如何进行模型导入和修复，如何进行材料属性的定义，以及如何有效地进行网格划分。我希望书中能够提供一些关于选择合适的单元类型、控制网格质量的技巧，因为这些对分析结果的准确性至关重要。此外，我还需要了解如何设置各种类型的载荷和边界条件，以及如何理解求解器的输出信息。我希望能通过书中提供的简单实例，一步步地熟悉ABAQUS的操作，从而建立起对有限元分析的初步认识和信心。

评分☆☆☆☆☆

我更关注的是《ABAQUS 6.14中文版有限元分析与实例详解》在算法和数值方法方面的深度。虽然我是一名学生，但我的专业研究方向对有限元方法的理论基础有较高的要求。我希望这本书不仅仅停留在软件操作层面，而是能够深入地讲解ABAQUS背后所采用的一些关键的数值算法和理论。例如，我希望书中能阐述ABAQUS在处理非线性问题时采用的迭代方法，如Newton-Raphson法及其变种，以及它们在收敛性方面的优劣。我还需要了解ABAQUS在网格划分过程中是如何处理复杂几何形状的，以及其自适应网格划分技术背后的原理。对于动力学分析，我希望能了解其求解器在时间积分方面的不同算法，例如中心差分法、Newmark法等，以及它们在稳定性和精度上的权衡。另外，我也对ABAQUS如何处理接触非线性的算法感兴趣，比如罚函数法、拉格朗日乘子法等。如果书中能够提供一些关于这些算法的数学推导和在ABAQUS中的具体实现方式，并且通过一些具有挑战性的算例来验证这些算法的有效性，那将极大地提升这本书的学术价值，对我深入理解ABAQUS的理论基础具有重要意义。