连载（40）：INP文件的结构

本文摘要：（由ai生成）
INP文件是Abaqus有限元分析中的关键，用于定义模型参数和控制分析过程，可完成Abaqus/CAE不支持的功能。它包含模型数据和历程数据两部分，前者定义模型自身特征，如节点、单元、材料特性等；后者定义模型响应，如加载过程、分析步、载荷、边界条件和输出等。模型数据必须位于历程数据之前，但内部数据块顺序一般任意，除了一些特定关键词的位置要求。通过INP文件，用户可以更灵活地修改模型参数和完成复杂分析。

在很多情况下，利用 INP 文件不但可以更方便地修改模型参数和控制分析过程，还可以完成一些 Abaqus/CAE 所不支持的功能。Abaqus 的最早期版本中，并没有 Abaqus/CAE ，模型都是以 INP 文件的形式建立的。INP 文件中包含了节点、单元、材料、分析步、载荷、边界条件和输出等内容，可以描述各种复杂模型。

每一个完整的 INP 文件都会依次出现两部分数据：模型数据（model data）和历程数据（history data），二者的主要内容如表1所示。

1）模型数据

模型数据用来定义一个完整的有限元模型。有一些模型数据是必需的，包括：

a）单元和节点数据：模型的几何形状是通过单元和节点来定义的，因此必须给出节点和单元信息；

b）材料：必须定义分析过程中需要用到的各种材料的性能（例如钢、混凝土、岩石、土等）。

还有一些模型数据不是必不可少的，例如：

a）部件和装配件：如果 INP 文件是由 Abaqus/CAE 自动生成的，将会包含部件（*PART）、装配件（*ASSEMBLY）、实体（*INSTANCE）等数据块；如果 INP 文件是由其他前处理器（例如 MSC.PATRAN、FEMAP 等）生成的，其结构将不包含部件、装配件和实体等数据块，而是直接定义节点和单元等数据信息；

b）初始条件：例如初始应力、初始温度、初始速度等；

c）边界条件、约束、相互作用、幅值、输出控制、读者子程序等。

2）历程数据

a)历程数据包括分析类型、荷载、边界条件和输出要求等。有限元分析的目的是模拟模型对外部荷载或者初始条件的响应情况，因此一个完整的Abaqus 有限元分析是建立在分析步基础上的，这些分析步都在历程数据中描述。

b)一个 INP 文件可以包含多个分析步，每个分析步都以 *STEP 开始，以 *END STEP 结束。*STEP 是历程数据和模型数据的分界点，第一个 *STEP 之前的所有内容均属于模型数据，其后的所有内容则都属于历程数据。

c)分析步的类型是必需的历程数据，它必须紧跟 *STEP 关键词。Abaqus 中有两种分析步：一种是一般分析步（general step），可以是线性或非线性的；另一种是线形摄动分析步（linear perturbation step），只能是线性的。

还有一些历程数据不是必不可少的，包括：

a）载荷：定义载荷的类型和大小，它可以描述为时间的函数（即通过幅值曲线来定义）；

b）边界条件；

c）输出控制选项。

注意：

在书写 INP 文件时，模型数据必须位于历程数据之前，但是在模型数据和历程数据内部，数据块的顺序和位置一般是任意的，但是有一些情况例外，包括：

1）关键词 *HEADING 必须放在 INP 文件的第一行；

2）关键词 *ELASTIC、*DENSITY 和 *PLASTIC 是 *MATERIAL 的子选项，它们必须直接跟在 *MATERIAL 之后；

3）关键词 *STATIC、*DYNAMIC 和 *FREQUENCY 必须跟在 *STEP 之后，用来指定分析步对应的分析类型。