Abaqus从入门到精通-大型有限元程序的理论与工程实例应用（64学时）

本课适合哪些人学习：

工程师与技术人员：特别是结构工程师、机械工程师、航空航天工程师等从事有限元分析（FEA）相关工作的人员。对于他们来说，学习ABAQUS可以帮助分析复杂的工程问题，进行力学仿真、疲劳分析、非线性分析等。

研究生与博士生：如果你正在进行与结构分析、材料力学、振动分析等相关的研究，ABAQUS是一个强大的工具。尤其是在博士生进行课题研究时，掌握ABAQUS不仅有助于加深理论理解，还能帮助进行高效的数值模拟和结果分析。

从事模拟与仿真开发的人员：例如从事CAE（计算机辅助工程）软件开发的工程师或仿真工程师。熟悉ABAQUS的操作与原理，有助于深入理解和开发定制的有限元分析模型。

设计工程师：在设计过程中需要考虑结构、热、流体等多物理场问题的设计工程师。ABAQUS可以帮助他们进行优化设计、分析产品性能，确保产品在使用中的可靠性和安全性。

大专院校教师：对教学有需求的教师，尤其是讲授力学、结构分析或材料力学课程的教师，学习ABAQUS后可以帮助学生更好地理解理论与实际应用之间的联系。

有一定工程背景的学习者：如果你已经掌握了基本的力学知识，想要进一步提升自己的有限元分析能力，ABAQUS是非常合适的选择。课程中的工程实例将帮助你快速将理论应用到实践中。

你会得到什么：

掌握ABAQUS软件的基础与高级功能

基础功能：课程从基础入手，帮助学员掌握ABAQUS的基本操作界面、建模、网格划分、边界条件设置、求解与结果后处理等基础功能。

高级功能：学员可以深入学习ABAQUS的高级功能，如非线性分析、动态分析、接触分析、疲劳分析、多物理场耦合问题等，增强对复杂工程问题的解决能力。

2. 工程实践中的应用能力

课程通过详细的工程实例讲解，帮助学员将理论知识与实际工程应用相结合。学员能够通过分析具体的工程问题（如结构分析、材料非线性行为分析等），掌握如何使用ABAQUS进行实际问题的建模和仿真。

3. 分析与解决复杂问题的能力提升

学员通过课程中的练习与实例，能够提高其分析结构和材料性能的能力。例如，如何分析受力、振动、热效应等对结构的影响，如何在复杂载荷和边界条件下预测结构的响应。

通过多场景的训练，学员能够识别和处理实际工程中的复杂非线性、动力学、接触问题等。

4. 提高工作效率与优化设计

课程中学习如何使用ABAQUS进行高效的优化分析，帮助学员提升工程设计的效率和准确性。掌握如何通过仿真优化结构设计，降低生产成本，提高产品的可靠性和性能。

5. 培养批判性思维与工程判断能力

在处理仿真结果时，学员能学会如何解读并评估分析结果。这不仅是技术能力的培养，也涉及到批判性思维的提高——学员将能辨识可能存在的误差和不合理之处，做出更为科学合理的工程判断。

6. 增强与多学科团队的协作能力

课程中会介绍一些跨学科的应用（如热-结构耦合、流-固耦合等），帮助学员了解如何在不同领域（如流体力学、热力学、力学等）进行协作，提升团队协作能力。

7. 为科研和项目工作提供支持

对于科研人员或从事项目设计的人员，ABAQUS能成为一个非常有力的工具，课程中的学习能帮助学员开展高质量的数值模拟研究，为科研论文和项目报告提供必要的仿真数据和分析结果。

8. 提升就业竞争力

随着工程计算、仿真技术在各行各业的广泛应用，掌握ABAQUS的技能将使学员在就业市场上更加有竞争力，尤其是从事结构、机械、航空航天、汽车等领域的工程分析和设计工作时，ABAQUS技能会是一个重要的加分项。

9. 提供解决问题的思路与框架

课程会帮助学员掌握如何科学地设置有限元分析模型，如何根据问题特性选择合适的求解方法及结果后处理方案。学员可以建立系统的分析框架，提升解决问题的能力。

课程介绍：

1. 讲课内容（32学时）

• 绪论
  介绍有限元分析的基本概念、发展历程以及在工程中的应用。

• 最小势能原理
  讲解最小势能原理及其在有限元法中的应用，重点介绍变分原理和弱形式。

• 平面问题的有限元法
  讨论二维平面问题的建模与求解，涵盖平面应力、平面应变及其有限元离散化方法。

• 空间问题及单元选择
  探讨三维空间问题的有限元分析，并重点讲解如何选择适合的单元类型进行建模。

• 轴对称问题及inp文件
  介绍轴对称问题的建模与求解，并详细讲解ABAQUS中的inp文件格式和编写技巧。

• 板壳问题有限元法
  讲解板壳结构的有限元建模方法，涵盖薄板理论、壳单元选择及其分析应用。

• 材料非线性问题
  介绍材料非线性行为的模拟方法，重点讲解塑性、蠕变、超弹性和粘塑性等材料模型的应用。

• 几何非线性问题
  讨论几何非线性（如大变形、大挠曲）的建模与求解，重点介绍大位移、大应变分析方法。

• 接触非线性问题
  探讨接触分析中的非线性问题，涵盖接触定义、接触算法及接触力的计算与优化。

• 动力学问题
  介绍结构动力学分析，重点讲解模态分析、频率响应分析、时程分析等在有限元中的应用。

2. 上机（32学时）

1. 轻型货物起重机的建模
   使用有限元软件进行轻型货物起重机的几何建模与网格划分。

2. 轻型货物起重机的受力分析
   对轻型货物起重机进行受力分析，计算其在不同工况下的应力和变形。

3. Abaqus周期性边界条件应用（单向纤维复合材料单胞）第一讲
   使用Abaqus模拟单向纤维复合材料单胞的周期性边界条件，讲解周期性结构的建模与求解方法。

4. Abaqus周期性边界条件应用（单向纤维复合材料单胞）第二讲
   进一步探讨单向纤维复合材料单胞的周期性边界条件模拟，重点分析复合材料的力学行为。

5. Abaqus周期性边界条件应用（单向纤维复合材料单胞）第三讲
   继续深入讲解单向纤维复合材料单胞的周期性分析，讨论不同加载条件下的应力分布。

6. 小片实验（检验非协调单元的收敛性）
   通过小片实验验证有限元网格的收敛性，重点分析非协调单元在不同网格大小下的收敛性。

7. 平顶锅盖炉内受压分析（轴对称问题）
   对平顶锅盖结构进行轴对称受压分析，应用ABAQUS进行求解和结果分析。

8. 大型支架结构开孔应力集中分析
   进行大型支架结构的应力集中分析，研究开孔对结构力学性能的影响。

9. 平板模型受迫振动分析第一讲
   对平板模型进行受迫振动分析，研究外部激励下的振动响应。

10. 平板模型受迫振动分析第二讲
    继续进行平板模型的受迫振动分析，探讨不同边界条件下的振动特性。

11. Abaqus模拟汽车轮毂模态分析
    使用ABAQUS进行汽车轮毂的模态分析，求解其自然频率和振型。

12. 预制裂纹XFEM基于循环载荷下的疲劳裂纹扩展
    应用扩展有限元法（XFEM）对预制裂纹进行疲劳裂纹扩展分析，研究循环载荷下的裂纹行为。

13. Abaqus使用dload子程序模拟移动载荷
    通过ABAQUS中的dload子程序，模拟结构在移动载荷作用下的响应。

14. Abaqus刀具切割模板模拟
    使用ABAQUS对刀具切割过程进行模拟，分析切削过程中的力学行为。

15. Abaqus模拟轮胎挤压
    对轮胎的挤压过程进行有限元分析，研究轮胎在不同载荷下的变形与应力分布。

16. Abaqus模拟物体中应力波传播
    通过ABAQUS模拟应力波在材料中的传播过程，分析波传播的特性。

17. Abaqus模拟线缆弯折
    使用ABAQUS对线缆的弯折过程进行分析，探讨弯折变形和应力集中问题

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