abaqus系列之inp文件讲解
如何写input文件
一、输入文件的组成和结构：
1．一个输入文件由模型数据和历史数据两部分组成.
模型数据的作用:定义一个有限元模型.包括单元,节点,单元性质,定义材料等等有关说明模型自身的数据.模型数据可被组织到零件中(零件可以被组装成一个有意义的模型).
历史数据的定义是模型发生了什么----事情的进展,模型响应的荷载,历史被分成一系列的时步层序.每一步就是一个响应(静态加载,动态响应等)，时步的定义包括过程类型(比如静态应力分析,瞬时传热分析等)对于时间积分的控制参数或者非线性解过程,加载和输出要求.
At a minimum the model consists of the following information: geometry, element section properties, material data, loads and boundary conditions, analysis type, and output requests.
2．ABAQUS输入文件的结构形式。
1) 必须有一个*HEADING开头。
2)接下来就是模型数据部分，定义节点，单元，材料，初始条件等。模型数据的
层次为：部件，组装，模型。
必须的模型数据：
（1）几何数据：模型的几何形状是用单元和节点来定义的，结构性单元的
截面是必须定义的。比如梁单元。特殊的特征也可以用特殊的单元来
定义，比如弹簧单元，阻尼器，点式群体等。
（2）材料的定义：材料必须定义比如使用的是钢啊，岩石，土啊等材料。
可选的模型数据：
（1）零件和组合：一个模型可以用几个零件来定义有可以把几个零件组
合成一个集来定义。
（2）初始条件：比如初始应力，温度，或者速度等
（3）边界条件：
（4）运动约束
（5）相互作用
（6）振幅定义
（7）输出控制
（8）环境特性
（9）用户子程序
（10）分析附属部分
3)接下来就是历史数据：定义分析的类型，荷载，输出要求等。分析的目的就是
预测模型对某些外部荷载或者某些初始条件的反映。一个ABAQUS分析是建立
在STEP的概念上的，（在历史数据中描述）在分析中可以定义多个STEPS。每
个STEP用*STEP开始，用*END STEP结束。*STEP是历史数据和模型数据的分
界点，第一次出现*STEP的前面的是模型数据，后面的就是历史数据。
必须的历史数据：
响应类型：必须立刻出现在*STEP选项后面。ABAQUS中有两种响应步，一种是总体分析响应步，可以是线形和非线形的，另一种是线形扰动步。
可选历史数据：
（1）荷载：通常定义某种加的荷载类型和大小。荷载可以被描述成时间的
函数。
（2）边界条件输出控制
（3）辅助控制
（4）再生单元和曲面
二、书写input文件的语法和规则：
1．关键词行：
1）必须以*开始，后面接的是选项的名字,然后随之定义选项的内容.如: * MATERIAL NAME=STEEL
注释行是以**开始的.
2）如果有参数，则参数和关键词之间必须用“，”格开。
3）在参数之间必须用“，”格开。
4）关键词行中的空格可以忽略。
5）每行的长度不能超过256个字符
6）关键词和参数对大小写是不区分的。
7）参数值通常对大小写也是不区分的，但是唯一的例外是文件名区分大小写。
8）关键词和参数，以及大多数情况下的参数值是不需要全拼写出来的，只要他们之间可以相互区分就可以了。
9) 假如参数有响应的值，则付值号是“=”。
10) 关键词行可以延续，比如参数的名字很长，要在下一行继续这个关键词行的话就可
以这样做，用“，”来连接。比如：
*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC,
DEPENDENCIES=1
11) 有些选项允许INPUT和FILE的参数作为一个输入文件名，这样的文件名必须包括
一个完整的路径名或者是一个相对路径名。
2．数据行：（数据行如果和关键词相联系必须紧跟关键词行）
1）一个数据行包括空格在内不能超过256个字符。
2）所有的数据条目之间必须用“，”格开。
3）一行中必须包括指定说明的数据条目的数字。
4）每行结尾的空数据域可以省略。
5）浮点数最多可以占用20个字符。
6）整数可以是10个
7）字符串可以是80个
8）延续行可以被用到特定的情况。
3．标签：
什么是标签呢，比如集名，曲面名，钢筋名，他们是区分大小写的，长度可以有80个字符长。标签中的空格是可以省略的，除非用“”来标示。那就不能省略了。没有用“”来标示的标签必须用字母来开头。如果一个标签用“”来定义那么“”也是标签的一部分。标签的开始和结束不能用双重“＿”
下面是一个使用了引号和没有使用引号的例子：
*ELEMENT, TYPE=SPRINGA, ELSET="One element"
1,1,2
*SPRING, ELSET="One element"
1.0E-5,
*NSET, ELSET="One element", NSET=NODESET
*BOUNDARY
nodeset,1,2
4．数据行重复:
数据行可以重复,也就是说每行数据可以有一行响应的变量也可以有几行。同样也可以有多行数据行,对应各自的变量行.如：
*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC
200.E3, 0.3, 20.
150.E3, 0.35, 400.
80.E3, 0.42, 700.
定义了一个零件的材料性质,均质,线弹性,在不同应力下的扬式模量和泊松比.
三、从外存储器中引入模型或者历史数据
The *INCLUDE option can be used to specify an external file that contains a portion of the ABAQUS input file. This file can include model and history definition data, comment lines, and other *INCLUDE references. When the option is encountered, ABAQUS will immediately process the input data within the file specified by the INPUT parameter. When the end-of-file is reached, ABAQUS will return to processing the
original file.
A maximum of five levels of nested *INCLUDE references can be used. The option supports UNIX environment variables.
Usage: *INCLUDE, INPUT=file_name
四、举例：
下面介绍两个简单的例子:
例一：悬臂梁.
输入文件的开始就是文件头,以HEADING 开始,随后是模型的名字,如下所示:
*HEADING
CANTILEVER BEAM
然后是网格定义:
现在就是模型数据的开始了.一般选择从网格的定义开始,网格包括(单元和节点)
假如我们的悬臂梁有五个单元,六个节点,下面我们首先详细说明节点:
*NODE, NSET=ENDS
1, 0.
6, 100.
*NGEN
1, 6
节点组集,NSET其值(名字)为ENDS.下面的就是这样理解的,第一个节点是从0开始的,第六个节点是在100结束的.
同样我们来定义单元:
*ELEMENT, TYPE=B21(单元类型)
1, 1, 2 (单元类型的参数)
*ELGEN, ELSET=BEAM (产生单元集,及其名称)
1, 5 (一个单元集,包括5个单元)
现在定义单元的性质：
*BEAM SECTION, SECTION=RECTANGULAR, ELSET=BEAM, MATERIAL=STEEL
1.,
2.
梁截面，截面的形状是矩形，单元集的名称是梁单元，材料是钢。截面的尺寸是1*2。
下面定义材料的性质：
*MATERIAL, NAME=STEEL
*ELASTIC
30.E6,
材料是钢，弹性，弹性模量是30E6。
下面定义边界：
*BOUNDARY
6, ENCASTRE
边界是在6节点，通过ENCASTRE来描述。
边界也可以用下面的形式来定义：
*BOUNDARY
6, 1, 6
ABAQUS对结构单元的中的节点的自由度使用常规的编号方式。1，2，3 代表的是位移分量；
4，5，6代表的是旋转分量。
以上是模型数据的定义，下面开始历史数据的定义：（加载的次序，事件的发生，还有我们想看到的变量的响应）
时步（步骤）的定义。
*STEP, PERTURBATION（步骤的开始，扰动是其名称）
*STATIC（静态分析）
*CLOAD（集中荷载）
1, 2, -20000.（在节点1，y[2代表的是y方向，假如是1则代表的是x方向，3代表的是z方向]方向施加荷载，荷载的大小是－20000。也就是向下施加荷载。）
*END STEP（步骤的结束）
下面来解释输出要求：
*EL PRINT, POSITION=AVERAGED AT NODES, （节点的平均值）SUMMARY=YES在表的下部求和）
S11, （积分点的应力分量在X方向）E11（在积分点的应变分量在X方向）
SF,（在积分点的截面力）
*NODE FILE, NSET=ENDS
U,（节点的空间位移） CF,（节点的点荷载）RF节点的反作用力）
*OUTPUT, FIELD, VARIABLE=PRESELECT
*ELEMENT OUTPUT
SF,
*OUTPUT, HISTORY
*NODE OUTPUT, NSET=ENDS
U, CF, RF
------------------------------
例二、孔平板分析
A thin plate, dimensions 10cm×10cm,
contains a hole of radius 1cm at its center. The
plate is made from steel, which is idealized as
an elastic—strain hardening plastic solid, with
fig.1 应力应变曲线
Y oung’s modulus E=210GPa and Poisson’s
ratioν=0.3. The uniaxial str ess—strain curve for steel is idealized as a series of straight line segments, as shown fig.1.
The plate is loaded in the horizontal direction by applying tractions to its boundary.The magnitude of the loading increases linearly with time, as shown fig.2.
fig.2几何及加载情况
由于板内圆孔的应力集中因子大约为3，所以在时间 t ＝1时 A 点将达到屈服 (板的初始屈
服应力为200MPa)；在时间 t ＝3时，平板都将达到屈服。下面我们利用abaqus 分析并输出
时间t=1、 t=2 和t=3时板的塑性变化情况。
注意到板及载荷的对称性，只需要考虑板的1/4，并在底部和边缘施加对称边界条件。采用
4节点二次平面应力单元。 对称边界条件的施加及载荷的分布如fig.3所示。
input 文件祥解：
*HEADING
STRESS ANALYSIS FOR A PLATE WITH A HOLE **文件名
*PREPRINT, ECHO=YES, HISTORY=YES, MODEL=YES **指定什么输出到*.dat 文件中
*RESTART, WRITE, FREQ=1 **每一个载荷步的结果都输出到.res 文件中，提供给后处理
*FILE FORMAT, ZERO INCREMENT ** 将数据输出到.fil 文件中，后处理用，这里要求输出分析前
的数据（即载荷施加前）
**下面产生网格（节点、单元）
**节点的产生
*NODE
101, 0.0, 0.0
119, 1.0E-02, 0.0
1919, 0.0, 1.E-02
131, 5.E-02, 0.0
1031, 5.E-02, 5.E-02
1931, 0.0, 5.E-02
**
**
**
*NGEN, LINE=C, NSET=HOLE
119, 1919, 100, 101
**
fig.3 对称边界条件的施加及载荷的分布
**
*NGEN, NSET=OUTER
131, 1031, 100
**
**
**
** 将节点加到节点集outer中
*NGEN, NSET=OUTER
1031, 1931, 100
**
**
**
** 沿着径向线填充
*NFILL, NSET=PLATE
HOLE, OUTER, 12, 1
**
**
**
** 单元的产生
**
*ELEMENT, TYPE=CPS4
19, 119, 120, 220, 219
**
**
*ELGEN, ELSET=PLATE
19, 12, 1, 1, 18, 100, 100
**
**
****
** 给单元赋予属性（即单元由什么材料组成），将名为steel的材料赋给单元集plate *SOLID SECTION, MATERIAL=STEEL, ELSET=PLATE
**
**定义材料性质
**
*MATERIAL, NAME=STEEL
*ELASTIC
210.E09, 0.31
*PLASTIC
200.2E06, 0.0
246.0E06, 0.0235
294.0E06, 0.0474
374.0E06, 0.0935
437.0E06, 0.1377
480.0E06, 0.18
**
**
**指定与时间无关的边界条件（任何与时间无关的边界条件都必须在分析步前指定）
*NSET, NSET=BOTTOM, GENERATE
119, 131, 1
*NSET, NSET=LEFT, GENERATE
1919, 1931, 1
**
*BOUNDARY
BOTTOM, YSYMM
LEFT, XSYMM
**
**定义载荷施加的位置和随时间的变化
**defining loads
*ELSET, ELSET=EDGE, GENERATE
30, 830, 100
**
*AMPLITUDE, NAME=HIST, TIME=TOTAL TIME
0.0,0.0, 1.0,1.0, 2.0,2.0, 3.0,3.0
**这里的关键词AMPLITUDE为整个分析中的加
载历史
** 定义载荷步
**
**Load Step Definition
**First Load Step
*STEP,AMPLITUDE=RAMP
**关键词step表示开始分析，这里的关键词
AMPLITUDE表示在这步中如何施加载荷，
AMPLITUDE=RAMP为平滑加载，AMPLITUDE=STEP为立即加载
*STATIC **表示为准静态分析
1.0,1.0 **前面的数表示估计在这步中计算变形的初始时间增量，由于可以预计在这步变形为弹性变形，ABAQUS可以在这步结束时直接得到结果，不必更小的时间增量步，所以设定时间增量等于步长。后面的数指定这个载荷步的时间间隔，这里分析开始时t=0,结束时t=1,故间隔为1 。
*DLOAD, AMPLITUDE=HIST ** 关键词DLOAD表示压力，其值为正，当为拉力时为负
EDGE, P2, -82.E06 ** 施加82 MPA的拉力在单元集EDGE的面2上
** 为后处理输出过程数据文件
*EL FILE, POSITION=AVERAGED AT NODES **其中POSITION=AVERAGED AT NODES目的是光滑曲线S,E
*END STEP
**
**
**
**Second Load Step
*STEP,AMPLITUDE=RAMP
*STATIC
1.0,1.0
*DLOAD, AMPLITUDE=HIST
EDGE, P2, -82.E06
*EL FILE, POSITION=AVERAGED AT NODES
S,E
*END STEP
**
**Third load step
*STEP,AMPLITUDE=RAMP
*STATIC
1.0,1.0
*DLOAD, AMPLITUDE=HIST
EDGE, P2, -82.E06
*EL FILE, POSITION=AVERAGED AT NODES
S,E
*END STEP
五、文件的执行
1、数据的检查
abaqus job=tutorial datacheck interactive
or abaqus datacheck job=frame interactive
2、运行
abaqus job=tutorial interactive
or abaqus job=tutorial continue interactive
or abaqus continue job=tutorial interactive
3、后处理
运行abaqus viewer启动后处理模块
at the operating system prompt. The ABAQUS/Viewer window appears.
Reading the output database file
To begin this exercise, open the output database file that ABAQUS/Standard generated during the analysis of the problem.
To open the output database file:
1.From the main menu bar, select File->Open; or use the tool in the toolbar.
The Open Database dialog box appears.
2.From the list of available output database files, select frame.odb.
3.Click OK.
Tip: You can also open the output database frame.odb by typing
abaqus viewer odb=frame
at the operating system prompt.
Checking history data with ABAQUS/Viewer
To display boundary conditions on the undeformed model:
1.From the main menu bar, select Plot->Undeformed Shape;
2.From the main menu bar, select View->ODB Display Options.
3.In the ODB Display Options dialog box, click the Entity Display tab.
4.Toggle on Show boundary conditions.
5.Click OK.
六、文件的类型介绍
abaqus 产生几类文件：有些是在ABAQUS运行是产生，运行后自动删除；其它一些用于分析、重启、后处理、结果转换或其它软件的文件则被保留：
详细如下：
1. model_database_name.cae
模型信息、分析任务等
2. model_database_name.jnl
日志文件：包含用于复制已存储模型数据库的ABAQUS/CAE命令
*.cae和 *.jnl构成支持CAE的两个重要文件，要保证在CAE下打开一个项目，这两个文件必须同时存在；
3．job_name.inp
输入文件。由abaqus Command支持计算起始文件，它也可由CAE打开；
4． job_name.dat
数据文件：文本输出信息，记录分析、数据检查、参数检查等信息。ABAQUS/Explicit 的分析结果不会写入这个文件
5. job_name.sta
状态文件：包含分析过程信息
6. job_name.msg
是计算过程的详悉记录，分析计算中的平衡迭代次数，计算时间，警告信息，等等可由此文件获得。用STEP 模块定义
7. job_name.res
重启动文件，用STEP模块定义
8. job_name.odb
输出数据库文件，即结果文件，需要由Visuliazation打开
9. job_name.fil
也为结果文件，可被其它应用程序读入的分析结果表示格式。ABAQUS/Standard记录分析结果。
ABAQUS/Explicit. 的分析结果要写入此文件中则需要转换，convert=select 或convert=all
10. abaqus.rpy
记录一次操作中几乎所有的ABAQUS/CAE命令
11.job_name.lck
阻止并发写入输出数据库，关闭输出数据库则自行删除
12. model_database_name.rec
包含用于恢复内存中模型数据库的ABAQUS/CAE命令
13.job_name.ods
场输出变量的临时操作运算结果，自动删除
14. job_name.ipm
内部过程信息文件：启动ABAQUS/CAE分析时开始写入，记录了从ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit 到ABAQUS/CAE的过程日志
15．job_name.log
日志文件：包含了ABAQUS执行过程的起止时间等
16． job_name.abq
ABAQUS/Explicit模块才有的状态文件，记录分析、继续和恢复命令。为restart所需的文件。
17．job_name.mdl
模型文件：在ABAQUS/Standard 和ABAQUS/Explicit中运行数据检查后产生的文件，.在analysis和continue 指令下被读入并重写，为restart所需的文件。
18．job_name.pac
打包文件：包含了模型信息，仅用于ABAQUS/Explic it ，该文件在执行analysis、datacheck命令时写入，执行analysis, continue, recover 指令时读入，restart时需要的文件。
19．job_name.prt
零件信息文件：包含了零件与装配信息.。restart时需要
20．job_name.sel
结果选择文件：用于ABAQUS/Explicit，执行analysis、continue、recover 指令时写入并由convert=select 指令时读入，为restart所需的文件。
21．job_name.stt
状态外文件：数据检查时写入的文件，在ABAQUS/Standard中可在analysis 、continue 指令下读并写入，在ABAQUS/Explicit中可在analysis 、continue 指令下读入。为restart所需的文件。
22．job_name.psf
脚本文件：用户定义parametric study时需要创建的文件
23．job_name.psr
参数化分析要求的输出结果，为文本格式
24．job_name.par
参数更改后重写的参数形式表示的inp文件
25．job_name.pes
参数更改后重写的inp文件
附录：ABAQUS输入文件指令介绍