[ABAQUS有限元分析] 1.单个零件静力学分析
1. 引言
1.1 为什么开始这个系列的技术分享？
首先，我是一名ANSYS重度使用者，对于有限元分析领域的几个主流软件，存在必定有其过人之处，想每个软件都去了解一下，在遇到问题后，这个软件算不收敛可以尝试另一个软件；其次重新学一个软件，也能让自己的知识体系更加完善，让自己变强。基于此，我开始自学ABAQUS软件，在学习了半个月后，基本掌握了ABAQUS有限元分析的基础部分，在此做一个记录和分享，希望对ABAQUS初学者有点帮助。
学习参考书籍如下：
石亦平《ABAQUS有限元分析实例详解》，这本书虽然很老，但是操作讲解的很详细，照着做几个案例基本的软件操作就会了。
曹金凤《ABAQUS有限元分析常见问题解答与实用技巧》，这本书是2020新版，总结了ABAQUS使用过程中的常见问题，适合作为参考手册，遇到问题再来查找。
齐威《ABAQUS6.14超级学习手册》，这本书对ABAQUS的各个功能模块介绍的比较清楚，很适合零基础的人看。
如果你有其他有限元软件的使用基础，学习ABAQUS将很快。
1.2 ABAQUS与ANSYS Workbench的异同点
ANSYS Workbench应该算是非常容易上手的专业有限元分析软件了，直接按照模型树从上往下操作即可，所有的载荷和边界条件都是基于几何模型，材料库非常丰富，基本不用自己手动建立材料，Workbench中只有零件，没有装配体的概念，想按照装配体进行分组，需要自己分组，有点汲取各家所长的感觉，里面有ABAQUS的操作习惯也有Hypermesh的操作习惯；ABAQUS也是按照模型树从上往下进行操作就行了，但实际上更加习惯按照功能模块操作，其次也是基于几何模型进行操作，但是ABAQUS的材料库比较鸡肋，虽然网上也有一些整理好的材料库可以导入进去使用，但是相对于ANSYS的材料库，还是很弱，第二点是ABAQUS的模型层级有点三维建模软件的感觉，先有零件，在装配起来，后续的分析操作只能基于装配体进行，第三点是材料不能直接赋予零件，而是要统一通过截面属性进行赋予，这和很多其他有限元分析软件是类似，其他的异同点这里就不展开了，下面开始正文。
2. 有限元分析领域的“Hello World”
带孔矩形板静力学分析，板子厚度1mm，长50mm，宽度20mm，中间孔直径6mm，两侧受力100N，材料结构钢，这里可以采用四分之一模型进行分析，也可以直接整个模型进行分析，工作量差不多，普通电脑性能也足够运行几万网格的分析，为了展示更多的操作内容，这里采用四分之一模型进行分析，可以用壳单元分析也可以用实体单元分析，这里我们用壳单元进行展示。操作步骤如下：
1）建立零件（Part）
建立如下草图再裁剪
2）建立材料和截面属性，赋予零件截面属性（Property）
建立钢材料
建立截面属性
平面应力分析截面属性选Solid
厚度默认是1，若是其他厚度需要勾选，填写实际厚度值
赋予零件截面属性
赋予完零件属性的零件会变成绿色
3）建立装配体（Assembly）
非独立网格，就是画网格时需要选择零件，零件改变后网格会跟着改变。
建立好装配体后，零件会变成蓝色
4）建立分析步（Step）
ABAQUS默认创建初始分析步，可以在初始分析步施加开始时刻的边界条件，我们需要在创建一个分析步用来施加载荷，建立静力学分析步如下
设置结果帧数多一点，其他默认
5）施加载荷和边界条件（Load）
取了四分之一模型，需要设置对称约束，载荷为原来载荷的一半
设置关于X轴（YZ平面）对称
设置关于Y轴（XZ平面）对称
施加集中力载荷，需要建立一个参考点，用来施加集中力
建立参考点与施加载荷边的耦合关系
施加力载荷
6）划分网格（Mesh）
网格可以在最后划分，也可以在建立装配体后立刻划分，都可以
设置圆弧边线网格数量为16
设置其他边线网格尺寸为1
设置单元类型，二次完全积分，应力计算会更准一点
设置网格控制
最终网格划分结果如下：
7）提交计算（Job）
设置并行计算内核数量
计算完成后，点击Results进入后处理
8）结果后处理（Visualization）
查看应力结果
查看位移结果
设置变形比例系数
扩展完整模型显示
设置不显示网格
其他结果展示这里不再展开，后续遇到再介绍。