introduction au logiciel abaqus

1

Introduction à ABAQUS

Version du 18/09/2012

Stéphane Bochard(d'après une présentation de Mickaël ABBAS de l'UTC)Mickaël ABBAS de l'UTC)

Introduction au logiciel ABAQUSMécatro 2 - ENSIBS

EN TRAVAUX !EN TRAVAUX !

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• Introduction

• Descriptif des possibilités du logiciel

exemple Abaqus/CAE

• Structure du logiciel

exemple script inp

• Modularité et analyses complexes

• Exemples

• Conclusion

• Plan

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Deux grands codes:

• ABAQUS/Standard: résolution par un algorithme statique implicite

• ABAQUS/Explicit: résolution par un algorithme dynamique explicite

Version utilisée : 6.8-3

Versions disponibles : 6.6 → 6.11

ABAQUS est un code de calcul par la méthode des éléments finis créé en 1978

• Plan• Introduction

• généralités

4



ABAQUS

Standard

ABAQUS

Explicit

Pré-processeur

Fichier .inp

Post-processeur

Fichiers .odb, .fil, .fin, .res


• généralités

5




• généralités

• commandes

ABAQUS fonctionne sous Linux (et Windows) depuis un terminal :

$ mkdir Abaqus_mes_fichers$ cd Abaqus_mes_fichers$ abaqus cae

Lance ABAQUS/CAE en interactif$ abaqus job=toto

Lance l'analyse du job toto.inp$ abaqus viewer

Lance le post-processeur$ gedit poutre.inp &$ tail -10f toto.msg$ rm job.*

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L'aide est accessible depuis l'UBS à l'adresse :

http://abaqus-doc.univ-ubs.fr:2080


• généralités

• commandes

http://abaqus-doc.univ-ubs.fr:2080/

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• généralités

• commandes

• unités

ABAQUS ne gère pas les unités : c'est à l'utilisateur d'utiliser un système d'unités cohérent.

8



Description succincte des possibilités d’ABAQUS:

• Analyses

• Éléments

• Non-linéarités

• Plan• Introduction• Descriptif

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• Types analyse

Domaines physiques:

• Mécanique

• Thermique

• Électrique (piézo et thermique)

• Problèmes couplés

Problèmes:

• Statique et dynamique

• Linéaires et non linéaires

Dynamique des corps rigides: depuis version 6.1

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• Types analyse• Éléments

Un très large choix d’éléments (plus de 100)

Possibilités de programmer de nouveaux éléments (en FORTRAN, sur ABAQUS/Standard)

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• Types analyse• Éléments• Non-linéarités

Types de non-linéarités:

• Matériaux

• Géométriques

• Contact

Algorithmes robustes et paramétrables (Newton-Raphson standard à pas adaptatifs et méthode RIKS)

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Non-linéarités matérielles

• Hyper-élasticité

• Plasticité

• Visco-plasticité

• Endommagement

• Non-isotrope (y compris laminates = composites)

Possibilités de programmer de nouvelles lois de comportement (en FORTRAN)

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Non-linéarités géométriques

• Grandes déformations

• Grands déplacements

• Grandes rotations

• Instabilités (bifurcations, points-limites)

Possibilités de remaillage automatique (type r) sur ABAQUS/Explicit

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Non-linéarités de contact

• Grands déplacements

• Contact 2D et 3D

• Rigide/Rigide, Rigide/Déformable, Déform./Déform.

• Lois de frottement diverses et complexes

Possibilités de programmer de nouvelles lois d’interaction (en FORTRAN)

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• Exemple de la poutre encastrée

• Exemple d’utilisation d’un script et de CAE

• Plan• Introduction• Descriptif• Structure• Modularité• Exemples

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• Modèle• Fichier .inp• CAE

CRÉATION PAR CAE

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• Modèle

Modèle de la poutre encastrée

5

50200

1200

18



• Plan• Introduction• Descriptif•Abaqus/CAE

Arborescence du modèle

messages

Outils du moduleChoix du module

Zone d'affichage

● Ctrl + alt + bouton gauche = rotation

● Ctrl + alt + bouton centre = déplace

● Ctrl + alt + bouton droit = zoom

● Rotation molette centre = zoom

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1.

3.

2.

PARTcréation de la géométrie

20



1.• Plan• Introduction• Descriptif•Abaqus/CAE

2.

3. = section (épaisseur) PROPERTYmatériau et section

21




1.

ASSEMBLYinstance et assemblage

2.

22




1.

STEPNlgeom et incrémentation

2.

3.

4.

23




LOADchargement et CL

1.

2.3.

24




MESHmaillage

1. 2.

25




JOBlancer et suivre le calcul

1.

2.

3.

26




VISUALIZATIONpost-traitement

1. 2.

27



• Plan• Introduction• Descriptif• Structure

• Généralités

Abaqus/CAE

inp

Abaqus/StandardAbaqus/Explicit

odb

Abaqus/Viewer

dat

cae

msg

stares

ps

fichier ascii fichier binaire

CAO externePre Processing

Analysis

Post Processing

Status file

Message filePrinted output

Restart file

Postscript

rptReport file

éditeur

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• Plan• Introduction• Descriptif• Structure• Modularité• Exemples• Conclusion

ABAQUS est:

• Puissant

• Évolutif

• Modulaire

Questions particulières ?

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• Modèle• CAE• Fichier .inp

CRÉATION PAR script INP

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Description de la structure d’ABAQUS:

• Structure et fonctionnement du logiciel

• Syntaxe du fichier d’entrée

• Fichiers produits par ABAQUS


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Méthodes pour générer un fichier d’entrée (.inp):

• À la main (fichier texte)

• Avec ABAQUS/CAE

• Avec un logiciel annexe (I-DEAS, NASTRAN,…)


• Généralités• Le fichier d’entrée

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Syntaxe du fichier d’entrée

** ** Poincon-1** *Node1,4.,-3.1232,2.61507,-3.123*Element, type=R2D21, 1, 2

Commentaire

Commande

Données



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* HEADING

…

…

* STEP

…

* END STEP

* STEP

…

* END STEP

Définition du modèle

Définition de l’analyse



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1/ Géométrie: nœuds, éléments et surfaces

* NODE

* ELEMENT

* NSET

* ELSET

…

*Node 1034, -0.114164, -0.609972 1035, -0.100693, -0.468336*Element, type=CPS4R866, 1039, 1040, 1070, 1069867, 1040, 1041, 1071, 1070*Nset, nset=ToronF-1._G2, generate 1034, 1088, 1*Elset, elset=ToronF-1._G2, generate 866, 909, 1



35




2/ Lois de comportement

* MATERIAL

* DENSITY

* ELASTIC

* PLASTIC

* FRICTION

…

*Material, name=Cuivre*Density 8.9e-09,*Elastic130000., 0.29*Plastic166., 0.254., 0.275



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3/ Attribution des propriétés élémentaires

* SOLID SECTION

* BEAM SECTION

* SHELL SECTION

* SPRING

* MASS

* DASHPOT

…

*Solid Section, elset=Connecteur, material=Cuivre3.4,



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4/ Conditions limites

* BOUNDARY

* CLOAD

* DLOAD

* AMPLITUDE

* CONTACT

…

*Amplitude, name=Amplitude1, smooth=0.25, def=smooth step0., 0., 0.0002, 1.*Boundary, amplitude=Amplitude1NdPoincon, 1, 1NdPoincon, 2, 2, -3.9NdPoincon, 6, 6



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1/ Type analyse

* STATIC

* DYNAMIC

…

*STEP*STATIC0.1,1*END STEP



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2/ Analyse non linéaire

* Géométrique non-linéaire *STEP,NLGEOM



* Analyse non-linéaire

*STATIC0.1 , 1. , 0.001 , 1.

Pas de temps max.Pas de temps min.

Période du « STEP »Pas de temps initial

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3/ Sorties

* NODE PRINT

* EL PRINT

* NODE FILE

* OUTPUT

…

*Output, field, op=NEW, number intervals=20, time marks=NO*Node OutputU, V, A, RF*Element OutputS, PE, PEEQ*Output, history, op=NEW, time interval=1e-05*Energy Output, elset=Cable_ConnecteurALLAE, ALLCD, ALLVD, ALLIE, ALLKE, ALLPD, ALLSE*FILE OUTPUT,number interval=20*Node fileU,RF



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Fichiers .inp, .res

Pré-processeur ABAQUS

Calcul ABAQUS

Fichiers .dat, .res, .odb, .log, .fil, .msg, .sta

Fichiers .dat, .res, .odb, .log, .fil


• Généralités• Le fichier d’entrée• Les autres fichiers

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Fichier .fil (BINAIRE-Compatibilité descendante)

*FILE OUTPUT

*NODE FILE

*EL FILE

*MODAL FILE

*CONTACT FILE

Possibilité de le transformer en fichier ASCII .fin

Post-processeur extérieur



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Fichier .dat (ASCII-Compatibilité descendante)

*NODE PRINT

*EL PRINT

*MODAL PRINT

*CONTACT PRINT

Utilisé pour le débogage des fichiers d’entrée

Post-processeur extérieur



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Fichier .res (BINAIRE-Pas de compatibilité)

*RESTART

Utilisé dans l’analyse multi-étapes

Pré-processeur ABAQUS (reprises)

Post-processeur ABAQUS/Post



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Fichier .odb (BINAIRE-Pas de compatibilité)

Possibilité de traitement par un script+ABAQUS/CAE

Post-processeur ABAQUS/Viewer

Post-processeur ABAQUS/CAE

Post-processeur Catia

*NODE OUTPUT

*EL OUTPUT

*OUTPUT, FIELD

*OUTPUT, HISTORY



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• Modèle

Modèle de la poutre encastrée

5

50200

1200

1 3 5 7 9 11

I II III IV V

47




• Modèle• Fichier .inp

* HEADING

Exemple de poutre cantilever

* NODE

1, 0., 0.

11, 200., 0.

* NGEN,NSET=BEAMS

1, 11, 2

* ELEMENT, TYPE=B21

1, 1, 3

* ELGEN, ELSET=BEAMS

1,5,2,1

* BEAM SECTION,SECTION=RECT,ELSET=BEAMS, MATERIAL=MAT1

50., 5.

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* MATERIAL,NAME=MAT1

* ELASTIC

2.E5, .3

* PLASTIC

200, 0.0

250, 0.05

300, 0.10

* BOUNDARY

1, 1, 6

49





* RESTART,WRITE,FREQ=3

* STEP,NLGEOM,INC=500

Application de la force concentrée

* STATIC

.01, 1., .001, 1.

* CLOAD

11, 2, -1200

50





* NODE PRINT, FREQ=1

U, RF

* EL PRINT, FREQ=1

S, E

Fichier .dat

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* NODE FILE,FREQ=1

U, RF

* EL FILE,FREQ=1

S, E

Fichier .fil

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* OUTPUT, FIELD, FREQUENCY=10

* ELEMENT OUTPUT, VARIABLE=PRESELECT

* NODE OUTPUT, VARIABLE=PRESELECT

* OUTPUT, HISTORY, FREQUENCY=1

* NODE OUTPUT,NSET=BEAMS

U, RF

* END STEP

Fichier .odb

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La modularité d’ABAQUS:

• Génération automatique de modèle

• L’analyse multi-étapes

• Utilisation de Python et de CAE

• Plan• Introduction• Descriptif• Structure• Modularité

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Automatisation et modularisation des modèles

• Utiliser les commandes *INCLUDE et *INPUT

• Utiliser Python et la commande *PARAMETER

• Utiliser Python en conjonction avec CAE


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• Commande INPUT

*Node, INPUT=/mod/noeuds1.num*Element, type= CPS4R, INPUT=/mod/elem1.num

1034, -0.114164, -0.6099721035, -0.100693, -0.468336

866, 1039, 1040, 1070, 1069867, 1040, 1041, 1071, 1070

Fichier: /mod/noeuds1.num

Fichier: /mod/elem1.num

N’est pas utilisable pour toutes les commandes


• Input & Include

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• Commande INCLUDE

*INCLUDE, INPUT=/mod/Acier.mat

*Material, name=Acier*Density7.8E-09,*Elastic210000., 0.30

Fichier: /mod/Acier.mat


• Input & Include

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• Input & Include• Python

Le langage de script Python est:

• Gratuit et libre (www.python.org)

• Modulaire (librairies de toutes sortes)

• Structuré et à logique « objet »

Les commentaires sont indiqués par #

Python est sensible à la casse

http://www.python.org/

http://www.python.org/

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• Input & Include• Python• Python/CAE PYTHON ABAQUS/CAE

Fichiers .inp

Environnement extérieur

Calcul ABAQUS

Fichiers .odb

Fichiers .py

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• Input & Include

• Python

• PythonCAE

• Reprises

L’analyse multi-étapes:

• Correspond à une réalité physique

• Simplifie et structure l’analyse

Commandes de base:

• STEP, END STEP

• RESTART

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• Input & Include

• Python

• Parameter

• Python/CAE

• Reprises

Exemple:

*STEP*STATIC0.1,1*CLOAD1,1,102,2,20

*STEP*STATIC0.1,1*CLOAD,OP=MOD2,2,303,1,20

*STEP*STATIC0.1,1*CLOAD,OP=NEW2,2,103,1,30

10

20

30

1

2

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introduction au logiciel abaqus

Documents

analyses lments

abaqus job

nouveaux lments

abaqus viewerlance

mkdir abaqus

cd abaqus

linarits matrielles

lments finis cr