刘展，博士，教授，四川大学健康工程团队带头人，宜宾四川大学产业技术研究院健康工程工作站主任，哈佛医学院/麻省总医院骨科部顾问和研究员，四川省海外高层次留学人才，创业领军人才。使用ABAQUS进行了10余年的科研和研发工作，主持包括国际自然科学基金在内的纵向/横向项目20余项，发表相关科研论文100余篇，担任国内外多个学术组织（副主任）委员、国内外多本杂志的（常务）编委和审稿专家；主编和参与编写著作9本，包括主编《ABAQUS 6.6基础教程与实例详解》《ABAQUS有限元分析从入门到精通》。
钱英莉，博士，成都飞机设计研究所高级工程师。从事生物力学研究和固体力学方面的有限元分析工作，发表相关科研论文30余篇，参与编写著作3本，具有扎实的理论基础和解决复杂工程问题的丰富实践经验。

本书分为模块介绍和应用实例两篇，将相关理论、工程分析经验与案例相结合，向读者诠释了ABAQUS的基本功能、应用领域及具体操作方法。
书中详细介绍了ABAQUS的几何建模，网格划分，分析步、相互作用、载荷与边界条件，分析与后处理及优化等模块的常用功能和使用技巧。在此基础上，较为全面地讲解了ABAQUS工程实例，包括接触分析、材料力学特性分析、动力学分析、材料破坏分析、耦合分析及ABAQUS与其他应用软件的联合使用。本书将基本操作、INP文件的解读与相关理论知识相结合，使读者能较全面地了解并掌握ABAQUS，不仅知其然，还能知其所以然。
本书深入浅出，既适用于初学者，也适用于具有一定ABAQUS使用经验的读者。随书提供所有案例的数据库文件、INP文件，并配有教学视频，可作为理工科院校相关专业的本科生、研究生及教师学习ABAQUS软件的培训教材，也可作为各相关领域的工程分析师使用ABAQUS进行工程分析工作的参考书。

目录

第1篇 ABAQUS模块介绍

第1章 ABAQUS软件介绍 2
1．1 ABAQUS简介 2
1．2 ABAQUS的主要模块及功能 2
1．3 ABAQUS 2018的新功能 4
1．3．1 材料属性和单元类型的增强功能 4
1．3．2 接触的增强功能 4
1．3．3 线性动态的增强功能 5
1．3．4 建模和可视化的增强功能 5
1．3．5 其他增强功能 5
1．4 ABAQUS的文件系统 5
1．5 ABAQUS的基本操作 6
1．5．1 ABAQUS/CAE的启动 7
1．5．2 ABAQUS/CAE的用户界面 7
1．5．3 ABAQUS中鼠标的使用 9
1．5．4 ABAQUS的坐标系 9
1．5．5 ABAQUS对自由度的约定 9

第2章 几何建模 10
2．1 部件模块（Part）和草图模块（Sketch） 10
2．1．1 创建右支座部件 10
2．1．2 创建铰链部件 13
2．1．3 部件的导入与修复 14
2．2 装配模块（Assembly） 14
2．2．1 复制部件实体 15
2．2．2 创建装配件 16
2．2．3 装配件内各部件实体的定位 17
2．2．4 合并/剪切部件实体 19
2．3 特性模块（Property） 21
2．3．1 定义材料属性 21
2．3．2 创建并赋予截面特性 24
2．3．3 Special菜单 24

第3章 网格划分 27
3．1 网格划分技术 27
3．1．1 自由划分网格划分技术 27
3．1．2 扫掠网格划分技术 28
3．1．3 结构化网格划分技术 30
3．1．4 网格划分技术小结 31
3．2 单元类型 32
3．2．1 单元库 32
3．2．2 几何阶次 32
3．2．3 单元族 33
3．2．4 单元控制 33
3．3 布置种子 34
3．3．1 布置全局种子 34
3．3．2 布置局部种子 35
3．4 划分网格 36
3．4．1 采用自由划分网格划分技术划分四面体网格 36
3．4．2 采用扫掠网格划分技术划分六面体网格 36
3．4．3 采用结构化网格划分技术划分六面体网格 37
3．4．4 划分区域网格 37
3．5 检查网格质量 37
3．6 网格优化 38
3．6．1 选择合适的网格划分参数 38
3．6．2 编辑几何模型 39
3．6．3 编辑网格模型 39
3．7 自适应网格划分 40
3．7．1 问题描述 41
3．7．2 模型的建立与分析 41
3．7．3 自适应计算过程的INP文件说明 45

第4章 分析步、相互作用、载荷与边界条件 47
4．1 概述 47
4．1．1 分析步模块（Step） 47
4．1．2 相互作用模块（Interaction） 49
4．1．3 载荷模块（Load） 50
4．2 混凝土板的配筋 51
4．2．1 创建分析步 51
4．2．2 设置约束条件 52
4．2．3 设置载荷和边界条件 52
4．3 炮弹穿甲 53
4．3．1 创建分析步并定义输出 54
4．3．2 创建接触和刚体约束 55
4．3．3 创建边界条件和速度场 56
4．4 连接器 57
4．4．1 创建分析步 57
4．4．2 创建连接器和约束 59
4．4．3 创建边界条件 60

第5章 分析与后处理 62
5．1 分析作业模块（Job） 62
5．1．1 创建与管理分析作业 62
5．1．2 网格自适应过程 64
5．1．3 耦合分析作业 65
5．1．4 优化作业 65
5．2 可视化模块（Visualization） 66
5．2．1 无变形图与变形图的显示 66
5．2．2 云图显示 67
5．2．3 矢量/张量符号图显示 69
5．2．4 材料方向图显示 69
5．2．5 数据图表的显示及输出 69
5．2．6 ABAQUS后处理的二次开发 73

第6章 优化 76
6．1 问题描述 76
6．2 创建几何部件 77
6．3 网格划分和生成有限元部件模型 79
6．4 定义材料属性 80
6．5 装配部件 81
6．6 创建分析步 81
6．7 创建参考点及连接关系 82
6．8 创建载荷和边界条件 83
6．9 优化设置 84
6．10 提交分析作业及后处理 88


第2篇 ABAQUS应用实例

第7章 接触分析 92
7．1 螺栓过盈装配 92
7．1．1 问题描述 92
7．1．2 创建几何部件 92
7．1．3 定义材料属性 94
7．1．4 装配部件 95
7．1．5 网格划分 95
7．1．6 创建分析步 97
7．1．7 定义相互作用 97
7．1．8 创建载荷和边界条件 99
7．1．9 提交分析作业 100
7．1．10 结果后处理 101
7．1．11 INP文件解读 102
7．2 多齿轮的啮合 104
7．2．1 问题描述 104
7．2．2 CATIA创建齿轮模型 104
7．2．3 HyperMesh划分网格 104
7．2．4 在ABAQUS中导入模型 108
7．2．5 设置材料属性 108
7．2．6 创建分析步 109
7．2．7 定义相互作用 109
7．2．8 创建载荷和边界条件 110
7．2．9 提交分析作业 111
7．2．10 模型的INP文件 111
7．2．11 设置加速齿轮 113
7．2．12 结果后处理 113
7．3 髋关节的接触分析 115
7．3．1 案例背景 115
7．3．2 问题描述 116
7．3．3 ABAQUS中生成体网格 116
7．3．4 Mimics中赋予单元的材料参数 116
7．3．5 模型的整合 117
7．3．6 定义接触 118
7．3．7 设置分析步 120
7．3．8 定义载荷和边界条件 121
7．3．9 提交分析作业 122
7．3．10 结果后处理 123
7．3．11 INP文件说明 125

第8章 材料力学特性分析 132
8．1 弹塑性分析 132
8．1．1 问题描述 132
8．1．2 创建部件 132
8．1．3 创建材料属性 133
8．1．4 装配部件 133
8．1．5 设置分析步 134
8．1．6 定义接触 134
8．1．7 定义荷载和边界条件 136
8．1．8 网格划分 136
8．1．9 分析及后处理 137
8．1．10 弹塑性比较 140
8．1．11 INP文件及说明 140
8．2 超弹性材料 144
8．2．1 问题描述 144
8．2．2 创建部件 145
8．2．3 设置材料属性 146
8．2．4 定义装配件 147
8．2．5 创建分析步 147
8．2．6 定义相互作用 148
8．2．7 定义载荷和边界条件 149
8．2．8 网格划分 150
8．2．9 提交作业 151
8．2．10 后处理 151
8．2．11 模型的INP文件 153
8．2．12 Uhyper子程序 155
8．3 复合材料平板稳定性计算 156
8．3．1 问题描述 157
8．3．2 创建几何部件 157
8．3．3 网格划分和生成有限元部件模型 158
8．3．4 定义复合材料属性和铺层查询 159
8．3．5 装配部件 161
8．3．6 创建分析步 161
8．3．7 创建载荷和边界条件 162
8．3．8 提交分析作业 163
8．3．9 结果后处理 163
8．3．10 屈曲载荷计算 165
8．3．11 INP文件说明 167
8．4 用户材料子程序UMAT 168
8．4．1 用户材料子程序（UMAT） 169
8．4．2 在ABAQUS中使用子程序 170

第9章 动力学分析 174
9．1 结构动力学简介 174
9．2 石拱桥的模态分析及动力响应 176
9．2．1 拱桥结构的模态分析 176
9．2．2 石拱桥的动力响应分析 181
9．2．3 INP文件解读 188
9．3 板材冲压成型分析 189
9．3．1 问题描述 190
9．3．2 创建模型部件 190
9．3．3 定义材料属性 191
9．3．4 装配部件 194
9．3．5 定义分析步 194
9．3．6 定义相互作用 194
9．3．7 定义边界条件和载荷 195
9．3．8 划分网格 195
9．3．9 分析及后处理 196
9．3．10 INP文件解读 198
9．4 手机跌落分析 201
9．4．1 问题描述 202
9．4．2 创建部件 202
9．4．3 定义材料属性 204
9．4．4 装配部件 206
9．4．5 创建分析步并设置结果输出 207
9．4．6 定义相互作用关系 208
9．4．7 创建载荷和边界条件 210
9．4．8 网格划分 210
9．4．9 提交分析作业及后处理 212
9．4．10 INP文件解读 215

第10章 材料破坏分析 217
10．1 板的裂纹扩展 217
10．1．1 问题描述 217
10．1．2 创建部件 217
10．1．3 定义材料属性 218
10．1．4 装配部件 221
10．1．5 创建分析步并设置结果输出 222
10．1．6 定义相互作用关系 223
10．1．7 创建荷载和边界条件 224
10．1．8 网格划分 226
10．1．9 提交分析作业 226
10．1．10 结果后处理 227
10．1．11 带孔钢板对裂纹扩展的影响 228
10．1．12 INP文件解读 230
10．2 切削分析 232
10．2．1 问题描述 232
10．2．2 创建部件 232
10．2．3 定义材料属性 233
10．2．4 装配部件 237
10．2．5 创建分析步并设置结果输出 237
10．2．6 定义相互作用关系 239
10．2．7 创建荷载和边界条件 240
10．2．8 网格划分 241
10．2．9 提交分析作业 242
10．2．10 结果后处理 242
10．2．11 INP文件解读 244
10．3 复合材料槽型元件粘接剂破坏仿真 246
10．3．1 前言 246
10．3．2 问题描述 247
10．3．3 创建几何部件 248
10．3．4 网格划分和生成有限元部件模型 251
10．3．5 定义复合材料属性和铺层查询 254
10．3．6 装配部件 257
10．3．7 创建分析步 257
10．3．8 创建载荷和边界条件 258
10．3．9 提交分析作业 258
10．3．10 结果后处理 259
10．3．11 INP文件说明 261

第11章 耦合分析 264
11．1 热电耦合分析 264
11．1．1 问题描述 264
11．1．2 创建部件 264
11．1．3 网格划分 265
11．1．4 定义材料属性 267
11．1．5 装配部件 268
11．1．6 创建分析步并设置结果输出 268
11．1．7 定义相互作用关系 269
11．1．8 创建载荷和边界条件 270
11．1．9 提交分析作业 272
11．1．10 结果后处理 272
11．1．11 INP文件解读 273
11．2 热固耦合分析 275
11．2．1 问题描述 275
11．2．2 创建部件 276
11．2．3 定义材料属性 277
11．2．4 装配部件 280
11．2．5 创建分析步并设置结果输出 280
11．2．6 创建荷载、边界条件及预定义场 281
11．2．7 网格划分 284
11．2．8 提交分析作业 286
11．2．9 结果后处理 286
11．2．10 INP文件解读 287

第12章 ABAQUS与ANSYS、MATLAB的联合使用 290
12．1 ABAQUS与ANSYS的联合使用 290
12．1．1 导入模型 290
12．1．2 查看模型 293
12．1．3 提交作业 295
12．1．4 后处理 295
12．1．5 INP文件说明 296
12．2 ABAQUS和MATLAB的联合使用 297
12．2．1 网格节点的自动映射 297
12．2．2 分析步和载荷工况的自动分割 306
参考文献 314