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  Abaqus實務攻略-入門必備
  Abaqus實務攻略-入門必備
  2020年最詳盡的新版Abaqus實用指南!
   
 
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商品訊息
 

作  者:士盟科技
類  別:人文科普
出  版:士盟科技
出版日期:2020年6月
語  言:繁體中文
I S B N :9789869885409
裝  訂:平裝

定  價:NT$650

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內容簡介

 
 
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內容簡介

序 / 導讀

試  閱

作  者

   
 

Abaqus是一套採用有限元素方法、功能強大的工程分析軟體,可以解決從簡單的線性分析到極具挑戰性的非線性分析等各種問題。
Abaqus具備十分豐富的元素庫,可以虛擬模擬任意的幾何體。
Abaqus也具有相當豐富的材料模型庫,可以模擬大多數常見工程材料的性質,包括金屬、橡膠、聚合物、複合材料、鋼筋混凝土、可壓縮的彈性泡沫,以及大地材料,例如土壤和岩石等。
作為一個通用的模擬工具,Abaqus不僅能夠用於結構分析(應力位移)問題,還能用在熱傳導、質量擴散、電子元件的熱控制(熱一電耦合分析)、聲學、土壤力學(滲流-應力耦合分析)、壓電分析、電磁分析和流體力學等各種領域。
Abaqus提供強大的功能,應用於線性跟非線性。透過對每個構件定義合適的材料模型,以及構件之間的交互作用,與實際幾何情況連結,以模擬多個構件的問題。在非線性分析中,Abaqus能自動選擇適當的力量增量和收斂容許值,在分析過程中不斷地調整這些參數,確保獲得精確的解答。
本書從Abaqus的概略介紹由淺入深,即便讀者從未接觸過Abaqus,遵循本書一步步的指示也可逐漸熟稔Abaqus的使用方法。
每個章節以及附錄都介紹關於Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit 一個或多個的主題。大部分的章節包含該主題的簡短討論或是正考慮的主題以及一到兩個自學範例,其中更包含許多使用Abaqus的實務建議,幫助你快速上手。

這是一本不可多得的好書,豐富的內容與詳盡的說明,配合Abaqus程式的執行,相信能讓讀者以最快的速度駕輕就熟。此外原廠提供之軟體光碟片中所附之線上手冊(Online Documentations)包含Abaqus Theory Manual,對有限元素法之理論多所著墨,亦可做為一本非常好的教科書及參考書。
國立成功大學土木系 胡宣德 教授


這本書曾很有效地引導我進入Abaqus領域,所以在此毫無保留地向你推薦,Enjoy!

前NASA資深研究工程師
國立成功大學航空太空工程研究所 許書淵 助理教授


更多精彩內容請見
http://www.pressstore.com.tw/freereading/9789869885409.pdf

   
 

Abaqus軟體在台灣已推展了三十多年了,從一開始僅僅幾個大型公司及政府研發單位開始使用,到現在在市面上已具有相當的知名度,可想見其強大的分析能力,及結果的穩定性與精確度,是深得大家的認同及肯定。
Abaqus軟體的訓練教材一直以來受到客戶所稱讚,但都是以原文來呈現,需要花費許多時間和功夫學習。2008年我們曾經將入門的 ”Getting Started with Abaqus“這本書翻譯成中文出版;2014年時根據Abaqus 6.12 版本,也經過一次改版;但是多年來Abaqus軟體的功能增加許多,基於此原因,士盟科技特別重新根據最新版本Abaqus 2019,再次翻譯、更新並重新出版,希望藉此讓更多的讀者能透過本書沉浸到Abaqus的世界裡。
本書是Abaqus軟體初學者的入門教材,結合有限元素基本原理及數值分析方法,透過一系列的例題說明,介紹如何透過Abaqus軟體來解決工程上的問題,非常適合藉以幫助工程師應用CAE軟體解決其工作上結構力學問題,更甚至作為工學院學生學習CAE軟體最佳的學習工具,本書也是學校老師作為教授有限元素分析軟體最佳的教材,非常高興能夠將此書推薦給大家。

士盟科技股份有限公司
總經理 張士為

   
 

1.1 Abaqus產品
Abaqus分成三個主要的分析模組︰Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit和Abaqus/CFD。許多外掛模組進一步擴展Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit分析能力。Abaqus/Aqua可與Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit搭配使用。Abaqus/Design以及Abaqus/AMS與Abaqus/Standard搭配。Abaqus/Foundation是Abaqus/Standard選配的子模組。Abaqus/CAE是整合的Abaqus工作環境,包括了Abaqus模型的建模、互動式提交作業和監控運算過程、以及結果評估等能力。Abaqus/Viewer是Abaqus/CAE的子模組,僅包括後處理功能。另外,Abaqus也有為MOLDFLOW和MSC.ADAMS提供的MOLDFLOW介面和ADAMS/Flex介面。Abaqus也提供轉譯器,可將外部CAD系統的幾何轉換成Abaqus/CAE的模型,將外部前處理器的輸入檔轉入Abaqus分析,將Abaqus分析的結果檔轉成外部後處理器。這些模組之間的關係見圖1-1。

Abaqus/Standard
Abaqus/Standard是一個通用分析模組,它能夠求解各種領域的線性和非線性問題,包括構件的靜力、動力、熱、電和電磁組件反應問題,這個模組將在本書中詳細討論。
Abaqus/Standard在每個增量中,用隱式方法求解系統方程式。相反地,Abaqus/Explicit以微小的時間增量逐步推進,不是在每個增量求解一個耦合的系統方程式(或是組成全域勁度矩陣)。
Abaqus/Explicit
Abaqus/Explicit是一個具有專門用途的分析模組,採用顯式動態動力學有限元素數學式,適用於分析短暫、瞬時的動態事件,如衝擊和爆炸問題,此外,也能有效地用在涉及改變接觸條件的高度非線性問題,例如成型模擬。這個模組將在本書中詳細討論。

Abaqus/CFD
Abaqus/CFD是一個計算流體動力學分析產品,它可以解決廣泛的不可壓縮流問題,包括層流和紊流,熱對流,以及變形網路的問題。Abaqus/CFD不在本書討論範圍。

Abaqus/CAE
Abaqus/CAE(Complete Abaqus Environment)是Abaqus的互動式圖形介面。透過產生或匯入將要分析結構的幾何形狀,並將其分割為可網格離散化的若干區域,方便快速建立模型。然後對產生的幾何體賦于物理和材料特性、負載以及邊界條件。Abaqus/CAE包括對幾何體劃分網格的強大功能,檢驗所形成的分析模型。一旦完成建模後,Abaqus/CAE可以提交、監視和控制分析作業。視覺化後處理模組可用來判讀結果。本書將討論Abaqus/CAE。

Abaqus/Viewer
Abaqus/Viewer是Abaqus/CAE的子模組,只包含視覺化後處理模組的功能。在本書中對視覺化後處理模組的討論都適用於Abaqus/Viewer。

Abaqus/Aqua
Abaqus/Aqua是一套選擇性模組,可以附加到Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit模組。用於離岸結構的模擬,如鑽油平台。其他選擇性的功能包括分析波浪、風力及浮力的影響。Abaqus/Aqua不在本書討論範圍。

Abaqus/Design
Abaqus/Design是一套選擇性模組,可附加到Abaqus/Standard,進行設計敏感度的計算。Abaqus/Design不在本書討論範圍。

Abaqus/AMS
Abaqus/AMS已是Abaqus/Standard當中內建的功能。在求取自然頻率中,使用自動多層級副結構特徵值求解器(AMS)。Abaqus/AMS不在本書討論範圍。

Abaqus的Moldflow介面
Abaqus的Moldflow介面將Moldflow分析軟體中的有限元素模型資訊轉成Abaqus輸入檔的一部分。Abaqus的Moldflow介面不在本書討論範圍。

Abaqus的MSC.ADAMS介面
Abaqus的MSC.ADAMS介面允許Abaqus有限元素模型作為柔性零件輸入到MSC.ADAMS系列產品中。這個介面是基於ADAMS/Flex的構件模態合成式。Abaqus的MSC.ADAMS介面不在本書討論範圍。

幾何轉譯器
Abaqus提供下列的同步介面,將外部CAD軟體的幾何特徵,轉成Abaqus/CAE的零件跟組裝:
• Abaqus/CAE的SIMULIA Associative Interface建立3D Experience Catia與Abaqus/CAE之間的連結,可讓讀者從3D Experience Catia到Abaqus/CAE,轉換模型資料以及傳遞設計變更。
• CATIA V5,6 Associative Interface建立CATIA V5與Abaqus/CAE之間的連結,可讓讀者從CATIA V5到Abaqus/CAE,轉換模型資料以及傳遞設計變更。
• SolidWorks Associative Interface建立SolidWorks與Abaqus/CAE之間的連結,可讓讀者從Solidworks到Abaqus/CAE,轉換模型資料以及傳遞設計變更。
• Creo Associative Interface建立Creo與Abaqus/CAE之間的連結,可讓讀者在Creo與Abaqus/CAE之間,轉換模型資料以及傳遞設計變更。

• Parasolid的Geometry Translator可將Parasolid格式的零件跟組裝幾何,直接匯入Abaqus/CAE中。
此外,NX的Abaqus/CAE Associative Interface建立NX與Abaqus/CAE之間的連結,可讓讀者在NX與Abaqus/CAE之間,轉換模型資料以及傳遞設計變更。該轉譯器可從Elysium公司(www.elysiuminc.com)購買與下載。
幾何轉譯器不在本書討論範圍內。

轉譯器功能
Abaqus提供下列轉譯器,將外部前處理器的物件轉入Abaqus的分析,或是將Abaqus分析的輸出轉成外部後處理器的物件:
• Abaqus fromansys將ANSYS 輸入檔轉成Abaqus輸入檔。
• Abaqus fromdyna將LS-DYNA輸入檔轉成Abaqus輸入檔。
• Abaqus fromnastran將NASTRAN bulk資料檔轉成Abaqus輸入檔。
• Abaqus frompamcrash可將 PAM-CRASH輸入檔轉成Abaqus輸入檔。
• Abaqus fromradioss可將 RADIOSS輸入檔轉成Abaqus輸入檔。
• Abaqus adams可將 Abaqus SIM資料庫檔案裡的結果轉成MSC.ADAMS模型的中立格式檔,只是此格式需透過ADAMS/Flex。

• Abaqus toexcite可將 Abaqus子結構SIM資料庫檔案裡的資料轉成EXCITE flexible body介面檔(.exb)。
• Abaqus tonastran將Abaqus輸入檔轉成NASTRAN bulk資料檔。
• Abaqus tooutput2可將Abaqus的輸出資料庫檔轉成NASTRAN output2檔案格式。
• Abaqus tosimpack可將 Abaqus子結構SIM資料庫檔案裡的資料轉成SIMPACK flexible body介面檔(.fbi)。
• Abaqus tozaero可在Abaqus跟ZAERO之間,進行氣動彈力學數據的轉換。
轉譯器功能不在本書討論範圍內。


1.2 Abaqus入門指南
本書介紹的內容是設計給新用戶的入門指南,使其能夠應用Abaqus/CAE產生實體、殼體、樑和桁架模型,以Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit分析這些模型,在視覺化後處理模組中觀察結果。即便建議使用者具備有限元素方法的基本知識,但無需任何Abaqus的基礎知識就可以從本書獲益。如果已經熟悉Abaqus求解模組(Abaqus/Standard或是Abaqus/Explicit),希望進一步地了解Abaqus/CAE介面,在本書的附錄中,提供三本入門指導帶領讀者一窺Abaqus/CAE的模擬過程。
本書主要涵蓋應力/位移的模擬,著重於線性和非線性的靜態分析以及動態分析。其他類型的模擬,如熱傳以及質量擴散,不包含在內。

1.2.1 如何使用本書
本書中不同的章節是針對不同類型的使用者而撰寫。

新的Abaqus使用者
如果讀者從未接觸過Abaqus,建議遵循本書一步步的指示。本書的每個章節以及附錄都介紹關於Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit 一個或多個的主題。大部分的章節包含該主題的簡短討論或是正考慮的主題以及一到兩個自學範例,讀者應仔細的研讀範例,因為包含許多使用Abaqus的實務建議。
這些例子逐步地介紹Abaqus/CAE的功能,在此假設讀者將使用Abaqus/CAE來建立這些例子中的模型。讀者也可使用程序檔,重製一個問題的完整分析模型,來建立任意例子的模型。從程序檔建立的模型會與遵循本書步驟所建立的,稍微有些差異。這些微小差異可忽略,如材料的名稱或是節點數量。程序檔可由下列兩個來源得到:
• 在Appendix A,“計算範例檔”,中提供了每個範例的程序檔,在同個章節也會介紹如何在Abaqus/CAE中提取並執行程序檔。
• 在Abaqus/CAE外掛工具的Getting Started Examples對話框中,提供了每個範例的Abaqus/CAE外掛工具程序檔,請參閱線上手冊,並搜尋“Running the Getting Started with Abaqus examples,”。
本章簡介Abaqus以及本書。第2章“Abaqus基礎”將著重在一個簡單的例題,涵蓋使用Abaqus的基本知識。第2章結束,讀者將熟悉如何準備一個Abaqus模擬的模型、檢查資料、執行分析作業,以及觀看結果等基本概念。
第3章“有限元素和剛體”,簡介Abaqus中可使用的元素家族。第4章“應用實體元素”,第5章“應用殼元素”,和第6章“應用樑元素”,分別討論實體元素、殼元素與樑元素的使用。
第7章“線性動態分析”,討論線性動態分析。第8章“非線性”,一般性地介紹非線性的概念,特別是幾何非線性,包含第一個Abaqus非線性模擬。第9章“非線性顯式動力分析”,討論非線性的動態分析。第10章“材料”,介紹材料非線性。第11章“多步驟分析”,介紹多步驟模擬的概念。第12章“接觸”,探討接觸分析的諸多問題。第13章Abaqus/Explicit的擬靜態分析,說明將Abaqus/Explicit應用於求解擬靜態問題,用來說明的案例是一個板金成型模擬,需要Abaqus/Explicit以及Abaqus/Standard之間的分析結果匯入,有效地表現成形以及回彈的分析。
有經驗的Abaqus使用者
下列四個附錄將對已經熟悉Abaqus求解器的使用者,介紹Abaqus/CAE的操作介面。依照附錄B” 在Abaqus/CAE中建立與分析一個簡單的模型”,讀者建立一個模型、分析並檢視其結果"。附錄C“於Abaqus/CAE中使用額外的技巧來建立和分析模型”的內容較複雜,將介紹如何同時使用零件、草圖、基準幾何以及分割等功能,以及如何組裝組成件。附錄D“從分析裡查看輸出”將介紹如何使用視覺化後處理模組(另外授權為Abaqus/Viewer),以不同的形式來展現讀者的分析結果以及客製化這些形式。


1.3 Abaqus線上使用手冊
Abaqus的使用手冊內容豐富且完整。以下的線上手冊章節,均可透過Abaqus線上HTML使用手冊,請參閱手冊中的操作程序討論內容。

Analysis
本手冊包含了元素、材料模型、分析程序、輸入設定等內容的完整描述。這是一份Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit的基本使用手冊,而且提供Abaqus輸入檔以及Abaqus/CAE的使用資訊。本書經常提到Analysis的內容,因此當讀者練習例題時,應該隨手準備,以便查閱。

Abaqus/CAE
此手冊詳細說明了如何運用Abaqus/CAE產生模型、分析、結果評估和視覺化。此手冊中關於視覺化後處理模組的內容同樣適用於Abaqus/Viewer。

其它Abaqus線上手冊:
Example Problems
此手冊包含詳細的實例,被設計用來展示有意義的線性和非線性分析之方法和結果。許多例子會使用不同的元素種類、網格密度和其他不同的設定。典型的實例有︰彈塑性管撞擊剛性牆產生的大運動;薄壁彎管的非彈性挫曲崩塌;彈性粘塑性薄環承受爆炸負載;基礎下方的土壤壓密作用;帶孔洞複合材料殼的挫曲;以及金屬薄板的大變形拉伸。當遇到新的分析問題時,這本手冊當中相關的例題通常很有用,值得一再回顧。
當讀者想使用一個過去從未使用的功能時,應該要參考一個或多個使用該功能的例子。然後,透過這些例子,可使讀者熟悉如何正確地使用這種功能。為了搜尋使用特定功能的例子,搜索線上使用手冊或利用abaqus findkeyword功能(請參閱線上手冊,並搜尋” Querying the keyword/problem database”)
與這些例子有關的所有輸入檔案都已在Abaqus安裝時提供。Abaqus fetch功能是用來從最新版本所提供的壓縮文檔庫內,提取Abaqus範例輸入檔(請參閱線上手冊,並搜尋” Fetching sample input files”)。讀者可以提取任一個例題,自己執行模擬和觀察其結果。也可以透過Example Problems中的超連結進入該例題的輸入檔。

Benchmark
此手冊包含用於評估Abaqus性能的案例與分析;前述測試是透過簡單的幾何,或是簡化的真實案例來進行多種元素的測試。此手冊包含了NAFEMS評估案例。

Verification
此手冊包基本的測試案例,驗證程式對於精確計算以及其他產出結果的每個功能。執行這些問題有助於了解新功能的使用。此外,提供的輸入檔是一個檢查元素、材料等行為的好起點。

Theory
此手冊包括Abaqus所有理論方面詳盡而嚴謹的討論,其內容是為具有工程背景的用戶而寫的。

Keyword
此手冊提供Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit和Abaqus/CFD中全部輸入選項的完整描述。

User Subroutines
此手冊包含所有可用於Abaqus分析的副程式之完整說明。也討論編寫副程式時,可使用的各種程式。

Release Note
此手冊包含在Abaqus產品線的最新版本中,新增功能的簡要描述。

Installation and Licensing & Configuration
本章節詳述安裝Abaqus,以及如何依照特定的情形執行安裝。士盟科技的客戶可自行由官網下載安裝說明。

除了上述的使用手冊,以下提供Abaqus的介面資訊,以及本書沒有介紹的客製化程式編輯技巧:
• Scripting
• Scripting Reference
• GUI Toolkit
• GUI Toolkit Reference

Abaqus線上資源
SIMULIA的官網為https://www.3ds.com/products-services/simulia/,提供各種關於Abaqus程式的有用訊息,包括︰
• 常見問題。
• Abaqus系統訊息和電腦的硬體要求。
• 評估案例使用手冊。
• 出錯狀態報告。
• Abaqus使用手冊價格表。
• 訓練時程。
• 新聞、期刊。


以上內容節錄自《Abaqus 實務攻略 - 入門必備》◎士盟科技著.士盟科技出版
更多精彩內容請見
http://www.pressstore.com.tw/freereading/9789869885409.pdf

   
 

 
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