前言

本书主要由我（刘展）的科研团队及钱英莉高工和谢晒明工程师编著，将相关理论、工程分析经验与多方面的例题相结合，能满足各类读者的需求。在我出国期间，钱英莉博士协助我督促各位编者，花费了大量的精力，保证了书稿的进度。我在哈佛大学做访问学者期间，结识了这里的科研人员蔡宗远博士，他给予了我很多帮助，并乐意参与到书稿的编写工作中，使本书的编者队伍如虎添翼。另外，师弟姚杰博士和莫中军博士为本书提供了很好的建议，并参与了二次开发部分的编著。本书编者充分发挥各自的专业特长，将丰富的科研和实践经验，融入各方面的案例中，使读者既能掌握软件操作，又能了解相关的理论基础知识。

本书特色

本书分为模块介绍和应用实例两部分，将相关理论、工程分析经验与例题相结合，向读者诠释了ABAQUS的基本功能、应用领域及具体操作方法。

● 本书由国内外知名高校的科研人员和研究所的工程师编写，基础与工程实例并重，适合各类读者。

● 将相关理论和工程分析经验融入到各方面的例题中，使读者不仅知其然，也知其所以然。

● 基础部分将各功能模块进行整合，分别以一个例子为主线进行各组功能模块的讲解，使读者能在做例题的过程中逐步熟悉各功能模块。

● 工程实例比较全面，除了材料力学特性、接触、动力学等常规分析类型外，还包括材料破坏分析和耦合分析，另外，本书还涉及ABAQUS与建模软件（CATIA、MIMICS）、网格划分软件（Hypermesh）、其他有限元软件（ANSYS）及MATLAB等的配合使用。

● 每个案例都配备其INP文件的解读，帮助读者能读、会读、读懂INP文件。

● 提供所有ABAQUS数据库文件，模块介绍和工程案例均配备有声视频讲解，帮助读者更好地进行学习。

读者对象

本书既适用于初学者，也适用于具有一定ABAQUS使用经验的读者，可作为力学、机械、土木工程等相关专业的高年级本科生和研究生的ABAQUS入门教材、教师教学培训参考书，也可作为工程师或科研人员提高ABAQUS使用技能的工具书。

主要内容

本书主要分为两篇：第一篇为ABAQUS的模块介绍，由第1章～第6章组成；第二篇为ABAQUS应用实例，由第7章～第12章组成，每章均包括ABAQUS操作详解、技巧和问题阐述、INP文件解读、相关的基础理论和视频讲解等。

第1章 初识ABAQUS。简要介绍ABAQUS的功能、主要模块、文件系统和基本操作。

第2章 几何建模。以铰链支座为例，详细讲解如何使用Part模块和Sketch模块进行建模，Assembly模块进行部件的装配，以及Property模块进行材料属性和截面特性的赋予。

第3章 网格划分。以含孔的槽为例，详细介绍单元类型和种子的设置，如何采用自由、扫掠和结构化网格划分技术进行网格划分，以及检查网格质量和网格优化的方法；另外，以带孔方板为例讲解自适应网格划分的步骤。

第4章 分析步、相互作用、载荷与边界条件。分别以混凝土板的配筋、炮弹穿甲、铰链类型的连接器为例介绍多种分析步、相互作用和载荷的施加方式。

第5章 分析与后处理。介绍常规分析作业、网格自适应过程、耦合分析作业、优化作业的创建和管理；结合实例介绍Visualization模块中各种图形的显示、曲线图和表格的输出以及基于PYTHON语言的后处理的二次开发。

第6章 优化。以类扳手金属零件为例，详细讲解Optimization模块的操作及优化作业的创建和分析。

第7章 材料力学特性专题。结合实例详细讲解弹塑性分析、超弹性材料的大变形分析、复合材料平板稳定性分析，并初步介绍UMat的使用。

第8章 接触分析。介绍典型的接触分析实例——螺栓过盈装配；结合CATIA和HyperMesh，介绍加速齿轮组和减速齿轮组的建模、网格划分和分析；结合MIMICS的自动附材质功能，介绍髋关节的接触分析实例。

第9章 动力学分析。首先介绍结构动力学的相关理论，以石拱桥的模态分析及动力响应为例介绍线性动力学分析，以此为基础，对非线性动力学案例进行讲解，如板材冲压成型和手机跌落。

第10章 材料破坏分析实例。破坏方面的案例一直是有限元分析的难点，本章详细讲解板的裂纹扩展、切削分析和复合材料粘接剂的破坏，使读者了解破坏分析的操作和技巧。

第11章 耦合分析。以管道流为例介绍流固耦合分析，并对比刚性管和弹性管的结果差异；介绍飞机机翼结构的热固耦合分析。

第12章ABAQUS与ANSYS、MATLAB的联合使用。介绍ANSYS数据库文件如何导入到ABAQUS进行分析，以及使用MATLAB进行INP文件的编辑。

章节分工

全书框架和案例选择由刘展完成。本书第1章由刘展、王振编著，第2章由张远理、刘展、李秉霖编著，第3章由张远理、刘展编著，第4章由许贤超、刘展编著，第5章由王振、刘展、莫中军编著，第6章由谢晒明、钱英莉、刘展编著，第7章由许贤超、谢晒明、钱英莉、刘展、姚杰、王振、李秉霖编著，第8章由钱英莉、许贤超、王振、刘展编著，第9章由张远理、王振、许贤超、刘展、李秉霖编著，第10章由张远理、谢晒明、钱英莉、刘展编著，第11章由张远理、钱英莉、刘展编著，第12章由蔡宗远、张远理、许贤超、刘展、钱英莉编著。全书由刘展、钱英莉统稿。

统一技术支持

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致谢

衷心感谢樊瑜波教授、Guoan Li教授、许泽研究员等的悉心指导和成都道然科技有限责任公司的邀请。特别感谢作者家人一直以来的支持，并谨以此书献给所有关心、关怀、关爱我们的人！

刘展

2014年11月15日于波士顿