1 Abaqus介绍

Abaqus可完成多种类型的分析，包括静态应力/位移分析，动态应力/位移分析、粘弹性/粘弹性响应分析、热传导分析、退火成形过程分析、质量扩散分析、准静态分析、多场耦合分析、海洋工程结构分析、瞬态温度/位移耦合分析、疲劳分析、水下冲击分析、设计灵敏度分析等。

Abaqus 由多个模块构成，包括前后处理模块、主求解器模块、以及各种接口专用模块

CAE是ABAQUS的交互图形环境，可以用来快捷构造模型，显示分析结果；

Standard模块是一个通用分析模块，使用隐式求解的方式求解线性和非线性问题，包括静态分析、动态分析，它使用显示求解方法，适于求解复杂非线性动力学问题和准静态问题。

2.基本使用方法

(1)分析过程

(2)软件界面

3. 动力学有限元分析概念

（1）动力学分析的基础理论

在讨论有限元分析时，动力学分析是其重要分支之一。为了彻底理解动力学分析，必须先回顾一些力学的基本概念。

（2）力学基本概念回顾

力学是研究物体运动规律及其与作用在物体上的力之间关系的科学。在有限元分析中，我们通常关心的是结构的变形与运动。物体的运动状态由牛顿运动定律描述，其中第一定律（惯性定律）指出，如果没有外力作用，静止的物体会保持静止状态，运动的物体会保持匀速直线运动。第二定律（加速度定律）说明了力是改变物体运动状态的原因，并提出了力等于质量乘以加速度的公式。第三定律（作用与反作用定律）表明了力总是成对出现，作用力与反作用力大小相等、方向相反。

在有限元动力学分析中，结构的动态响应是由其质量、阻尼和刚度（即MDOF系统的特性）决定的。质量（M）代表物体抵抗速度变化的能力，刚度（K）表征物体抵抗变形的能力，而阻尼（C）描述了能量耗散的特性。

（3）动力学分析的数学模型

动力学分析可以通过一系列的微分方程来表达，这些微分方程直接关联了质量、阻尼、刚度矩阵与结构响应。典型的线性动力学系统的控制方程可以表示为：[ M\ddot{u} + C\dot {u} + Ku = F(t) ]

其中，( \ddot{u} )是结构加速度响应，( \dot{u} )是速度响应，( u )是位移响应，( F(t) )是随时间变化的外力。

（4）动力学有限元分析的特点

动力学有限元分析（FEA）不仅考虑了载荷的变化，还考虑了时间对结构响应的影响，与静力学分析有显著不同。

l 与静力学分析的区别

静力学分析假定系统在分析期间不随时间变化。其主要考虑的是在一定载荷下系统的平衡状态，忽略了载荷随时间的变化对结构响应的影响。而动力学分析考虑了这些随时间变化的载荷，例如冲击、爆炸、振动等因素，因此可以更准确地预测结构在这些复杂条件下的响应。

l 动态响应与结构动力学

结构的动力学响应通常比静力学响应复杂得多。动载荷可引起结构的振动，当外部激励频率与结构固有频率接近时，可能导致共振现象。因此，动态分析的一个关键目的是确定这些影响，确保结构设计时避免共振问题。

结构动力学不仅包括线性系统，还包括非线性动力学，后者考虑了材料非线性、几何非线性等因素，能够更加准确地模拟现实世界中复杂的动态问题。例如，材料在高应变下的硬化或软化行为、几何变形过大导致的非线性几何效应等。

在实际应用中，动力学有限元分析可以预测各种类型的动态事件，如地震对建筑物的影响、汽车碰撞安全性分析、飞机或船舶的振动分析、运动模拟等。