【INP】【FEM】ABAQUS的inp文件解析及编写生成

inp文件的组成和结构（模型数据Model data+历史数据History data）

模型至少包含以下信息:几何形状、元素截面属性、材料数据、载荷和边界条件、分析类型和输出请求。

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.

一个最小的inp文件及解析

关键字字头及分析

一般

指令	说明
一般
*HEADING	定义分析的标题

节点定义

节点定义
*NCOPY	使用平移，旋转，镜射的方法来产生新的节点集
*NFILL	在两组节点集中产生完整的节点。节点距离可以是相等， 或 是成等比级数
*NGEN	在一条直线或是曲线中产生节点集
*NODE	定义节点的坐标
*NSET	将某些节点集聚一起并给予命名， 之后在应用时便可直接使 用这节点集来定义其性质

单元定义

单元定义
*ELCOPY	产生新的单元
*ELEMENT	定义单元
*ELGEN	当以*ELEMENT定义完一个单元时，便可依此来产生新的 单元
*ELSET	给予一单元或一单元集名称

单元截面性质定义

单元截面性质定义
*RIGID SURFACE	在接触问题中定义刚性面
*BEAM SECTION	定义梁断面元素
*SHELL SECTION	定义壳元素断面
*SOLID SECTION	定义固体元素

接触

接触问题
*CONTACT PAIR	定义可能互相接触的一对面
*FRICTION	定义摩擦模型

材料性质

材料性质
*MATERIAL	定义材料性质
*DAMPING	在动态问题中，用来定义阻尼系数
*DENSITY	在模态分析或瞬时分析时，定义材料比重
*ELASTIC	定义线性弹性性质，对于等向性材料与非等向性材料均可
*PLASTIC	使用Miaes或是Hill降服曲面来定义弹塑性材料，要先定义
	*ELASTIC
*EXPANSION	定义热膨胀系数，可以是等向性与非等向性

约束条件

约束条件
*BOUNDARY	用来描述某些节点固定位移（不能移动） 与固定角度（不能 转动）
*EQUATION	用来约束多个点线性的关系（移动或转动）
*MPC	定义多点的约束

历程输入

历程输入
*STEP	定义一分析步骤的起始
*END STEP	定义一分析步骤的结束
*INITIALCONDITION	用来定义分析的初始条件， 可以是初始应力， 应变， 速度等
*RESTART	用来控制分析结果(restart file *.res)的存取
*USERSUBROUTINE	使用者子程序

过程定义

过程定义
*DYNAMIC	使用直接积分法来做动态应力应变分析
*FREQENCY	计算自然频率及模态形状
*MODALDYNAMIC	使用模态迭加来做时间历时的动态分析
*STATIC	静态分析
*STEADY STATE DYNAMICS	动态反应的稳态解

加载定义

加载定义
力控制
*CLOAD	施加集中力或集中力矩 OP=NEW：去除原本施力状态OP=MOD：在原本施力上状态下多加上其它的力或是修正 原有的力(要加在节点上)
*DLOAD	施加分布力(加在面上，各面定义依不同元素型态而异)
位移控制
*BOUNDARY	施加位移，角度等
*MODALDAMPING	在模态分析中定义阻尼系数

输出 *.dat

输出 *.dat
*EL PRINT	定义哪些单元的应力，应变等变量要输出
*ENERGY PRINT	输出弹性应变能，动能或塑性能等
*MODAL PRINT	输出模态分析中的大小
*MONITOR	观察某点某一自由度， 可用于初步判断分析正确否， 输出至 *.sta
*NODE PRINT	输出节点位移反力等
*PRINT	输出 CONTACT：用于复杂接触问题中，可用来观察接触或分离 FREQUENCY：输出的频率

输出*.fil

输出*.fil
*EL FILE	输出至.FIL中，可以在post中观看
*ENERGY FILE	似*ENERGY PRINT
*NODE FILE	似*NODE PRINT

后处理指令

*ANIMATE	用来产生动画
*SET,BC DISPLAY= ON	在执行*DRAW时，显示边界条件
*SET,HARD COPY=ON	将屏幕所见输出成其它格式
*CONTOUR	定义一轮廓现型式的输出，面上以不同颜色表示*SET,FILL：以不同颜色显示 *SET,CLABEL：以曲现显示
*DETAIL	将模型仅就某部分输出，例如某些节点或单元
*DRAW	将变形前后的图形输出 *DR,DI：同时显示变形前后图
*ELSET	在后处理中，将某些单元加入或搬移特定单元集
*END	结束后处理
*HELP	在线说明，使用(?)来辅助
*HISTORY	输出变量（例如某点应力）对时间曲线
*SET LOAD DISPLAY= ON	在执行*DRAW时，显示施力
*NSET	在后处理中，将某些节点加入或搬移特定节点集
*RESTART	指定所要观察的.RES档，步骤，或INC等
*SET	设定某些值的开启与关闭

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.

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

实操案例

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 Young’s modulus E=210GPa and Poisson’s ratioν=0.3. The uniaxial stress—strain curve for steel is idealized as a series of straight line

segments, as shown fig.1.

fig.1 应力应变曲线

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。

fig.3 对称边界条件的施加及载荷的分布

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

**

**

**

*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

inp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.

ABAQUS产生的文件类型、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/Explicit ，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