第3章 ABAQUS的功能模塊

3.1 部件模塊和草圖模塊

在啟動ABAQUS后，軟件通常會默認進入第一個功能模塊——Part（部件）模塊，此模塊為用戶提供了強大的建模功能，一般分為兩種建模方式：在ABAQUS/CAE中直接建模以及從其他建模軟件中導入已經建好的模型。

3.1.1 創建部件

從菜單欄中執行Part（部件）→Create（創建）命令，或者單擊左側工具區（見圖3-1）的Create Part（創建部件）按鈕，彈出如圖3-2所示的Create Part（創建部件）對話框。

圖3-1 工具區

圖3-2 “創建部件”對話框

在Create Part（創建部件）對話框中，可以選擇輸入的是Name（名稱）和Approximate size （模型近似大小，其單位與模型單位一致）。其他均為單選選項，具體介紹如下：

（1）Modeling Space（模型所在空間）：3D（三維空間，默認選項）、2D Plannar（二維平面空間）和Axisymmetric（軸對稱模型）。用戶可根據所要建立的模型的空間結構選擇其一進行建模。

（2）Type（部件類型）：有4個選項，如表3-1所示。

表3-1 Type選項

（3）Options（選項）：只有當建立軸對稱可變形體時，該選項的Include twist才會被激活，其功能是允許軸對稱的結構繞對稱軸發生扭曲。

（4）Base Feature（基本特征）中Shape（形狀）：分別為Solid（實體）、Shell（殼）、Wire （線）和Point（點）。

① Solid（實體）：默認選項，用于建立實體模型。只有Modeling Space（模型所在空間）選擇3D（三維空間）且Type（類型）選擇Deformable（可變形的）或者Discrete rigid（離散剛體）時，才出現實體模型。

② Shell（殼）：用于建立殼體模型。當Modeling Space（模型所在空間）選擇3D（三維空間）或Type（類型）選擇Deformable（可變形的）時，可以構建殼體模型。

③ Wire（線）：用于建立位于同一平面內的線模型。除了Modeling Space（模型所在空間）選擇3D（三維空間）且Type（類型）選擇Analytical rigid（解析剛體）外，均可建立線模型。

④ Point（點）：用于建立點模型，直接輸入坐標值即可。除了Type（類型）選擇Analytical rigid（解析剛體）之外，均可構建點模型。

（5）Base Feature（基本特征）中Type（類型）：根據Shape（形狀）選擇的不同而出現不同的選項，如表3-2所示。

表3-2 Base Feature（基本特征）中Shape（形狀）及Type（類型）選項

提示：如果遇到需要對已經建立好的模型進行部件模塊的修改，可以在模型樹中單擊Parts前的按鈕，選擇需要修改的Part，單擊鼠標右鍵，選擇彈出菜單中的Edit（編輯）命令，此時會彈出Edit Part（編輯部件）窗口，如圖3-3所示，可對該部件的Modeling Space（模型所在空間）、Type（部件類型）和Options（選項）進行修改。

圖3-3 “編輯部件”窗口

單擊工具區中的Part Manager（部件管理器），會出現如圖3-4所示的Part Manager（部件管理器）對話框，其中列出了模型中的所有部件，此外還有Create（創建）、Copy（復制）、Rename（重命名）、Delete（刪除）、Lock（鎖定）、Unlock（解鎖）、Update Validity（更新有效性）、Ignore Invalidity（或略無效性）以及Dismiss（關閉）操作選項。

圖3-4 “部件管理器”對話框

在設置完Create Part對話框后，單擊Continue…按鈕，進入平面草圖繪制界面，如圖3-5所示。利用左側工具區的工具，可以繪制出點、線、面等部件要素。

圖3-5 平面草圖繪制界面

當草圖繪制完畢后，在提示區單擊Cancel Procedure（取消程序）按鈕，在提示區出現Sketch the section for the solid extrusion后，單擊按鈕，完成草圖繪制。

例：建立一個長100mm、寬20mm、高20mm的實體模型。

執行Part（部件）→Create（創建）→3D→Deformable（可變形的）→Solid（實體）→Extrusion（拉伸）→Continue命令，進入草圖，在左側工具區中單擊按鈕，在提示區輸入坐標（-50,10），按Enter鍵，確定第一個點，再輸入（50, -10），按Enter鍵，確定第二點，此時草圖中出現一個長100mm、寬20mm的矩形，如圖3-6所示，執行提示區Cancel Procedure（取消程序）→命令結束草圖繪制，軟件彈出Edit Base Extrusion（編輯基本拉伸）對話框，如圖3-7所示，在Depth（深度）一欄中填寫模型的深度尺寸20，單擊OK按鈕，完成實體模型的繪制，如圖3-8所示。

圖3-6 實體草圖

圖3-7 “編輯基本拉伸”對話框

圖3-8 實體模型

3.1.2 導入部件

導入部件顧名思義就是將建立好的模型導入ABAQUS軟件中，如前文所述，導入模型有兩種方式，對其分別介紹如下。

（1）導入其他CAD軟件建立的模型；

（2）導入ABAQUS建立后導出的模型。

ABAQUS提供了強大的接口，支持Sketch（草圖）、Part（部件）、Assembly（裝配件）以及Model（模型）的導入，如圖3-9所示。

圖3-9 模型導入菜單

對于每種類型的導入，ABAQUS都支持多種不同擴展名的文件，但導入的方法和步驟是類似的。另外，還支持Sketch（草圖）、Part（部件）、Assembly（裝配件）、VRML（當前視窗的模型導出成VRML文件）和OBJ的導出，如圖3-10所示。

圖3-10 導出菜單

3.1.3 問題模型的修復與修改

有些模型在導入后，會出現警告對話框，這是由于模型在導入的過程中出現了幾何元素丟失的情況，使得模型無效或者不精確，需要對其進行修復。

1．模型的修復

有問題的模型在之后的操作中，可能會出現警告，此時應仔細閱讀警告內容，然后單擊Dismiss（關閉）按鈕。

在出現警告后，需要對導入模型進行修復，執行菜單欄中的Tool（工具）→Geometry Edit （幾何編輯）命令，或者在左側工具區單擊（幾何編輯）按鈕，彈出Geometry Edit（幾何編輯）對話框，如圖3-11所示，其中左側的Category（類別）選項包含Edge（邊）、Face（平面）和Part（部件）3個選項，而其對應的編輯方法也不同，如表3-3所示。