Introduction à ABAQUSIntroduction au logiciel ABAQUS Mécatro 2 - ENSIBS Stéphane Bochard (d'après une présentation de Mickaël ABBAS de l'UTC) EN TRAVAUX ! Version du 18/09/2012 1 Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif des possibilités du logiciel exemple Abaqus/CAE • Structure du logiciel exemple script inp • Modularité et analyses complexes • Exemples • Conclusion Version du 18/09/2012 2 Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités ABAQUS est un code de calcul par la méthode des éléments finis créé en 1978 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 Version du 18/09/2012 3 fil.fin.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction Pré-processeur • généralités Fichier . .inp ABAQUS ABAQUS Standard Explicit Fichiers .res Post-processeur Version du 18/09/2012 4 .odb. . . * 5 .msg $ rm job.inp $ abaqus viewer Lance le post-processeur $ gedit poutre.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités • commandes Version du 18/09/2012 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 & $ tail -10f toto. fr:2080 • commandes Version du 18/09/2012 6 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités L'aide est accessible depuis l'UBS à l'adresse : http://abaqus-doc.univ-ubs. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités ABAQUS ne gère pas les unités : c'est à l'utilisateur d'utiliser un système d'unités cohérent. • commandes • unités Version du 18/09/2012 7 . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif Description succincte des possibilités d’ABAQUS: • Analyses • Éléments • Non-linéarités Version du 18/09/2012 8 . 1 Version du 18/09/2012 9 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • 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. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif Un très large choix d’éléments (plus de 100) • Types analyse • Éléments Possibilités de programmer de nouveaux éléments (en FORTRAN. sur ABAQUS/Standard) Version du 18/09/2012 10 . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse • Éléments • Non-linéarités Types de non-linéarités: • Matériaux • Géométriques • Contact Algorithmes robustes et paramétrables (NewtonRaphson standard à pas adaptatifs et méthode RIKS) Version du 18/09/2012 11 . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse • Éléments • Non-linéarités 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) Version du 18/09/2012 12 . points-limites) Possibilités de remaillage automatique (type r) sur ABAQUS/Explicit Version du 18/09/2012 13 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse • Éléments • Non-linéarités Non-linéarités géométriques • Grandes déformations • Grands déplacements • Grandes rotations • Instabilités (bifurcations. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse • Éléments • Non-linéarités Non-linéarités de contact • Grands déplacements • Contact 2D et 3D • Rigide/Rigide./Déform. • Lois de frottement diverses et complexes Possibilités de programmer de nouvelles lois d’interaction (en FORTRAN) Version du 18/09/2012 14 . Déform. Rigide/Déformable. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples Version du 18/09/2012 • Exemple de la poutre encastrée • Exemple d’utilisation d’un script et de CAE 15 . inp • CAE Version du 18/09/2012 CRÉATION PAR CAE 16 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples Modèle de la poutre encastrée 5 • Modèle 200 Version du 18/09/2012 1200 50 17 Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE Outils du module Choix du module Zone d'affichage Arborescence du modèle Ctrl + alt + bouton gauche = rotation ● Ctrl + alt + bouton centre = déplace ● messages Version du 18/09/2012 ● Ctrl + alt + bouton droit = zoom ● Rotation molette centre = zoom 18 Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE 1. Version du 18/09/2012 3. 2. PART création de la géométrie 19 2. 1.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE 3. = section (épaisseur) Version du 18/09/2012 PROPERTY matériau et section 20 . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE Version du 18/09/2012 1. 2. ASSEMBLY instance et assemblage 21 . 3. Version du 18/09/2012 STEP Nlgeom et incrémentation 22 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE 1. 4. 2. 3.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE 2. Version du 18/09/2012 LOAD chargement et CL 23 . 1. MESH maillage 24 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE Version du 18/09/2012 1. 2. Version du 18/09/2012 2. 3. JOB lancer et suivre le calcul 25 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE 1. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE Version du 18/09/2012 1. VISUALIZATION post-traitement 26 . 2. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités CAO externe Pre Processing cae Abaqus/CAE éditeur inp dat Printed output res Analysis Abaqus/Standard Abaqus/Explicit Restart file odb rpt sta Post Processing ps Postscript fichier ascii Version du 18/09/2012 Message file Status file Abaqus/Viewer Report file msg fichier binaire 27 . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Conclusion ABAQUS est: • Puissant • Évolutif • Modulaire Questions particulières ? Version du 18/09/2012 28 . inp Version du 18/09/2012 CRÉATION PAR script INP 29 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • CAE • Fichier . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure Description de la structure d’ABAQUS: • Structure et fonctionnement du logiciel • Syntaxe du fichier d’entrée • Fichiers produits par ABAQUS Version du 18/09/2012 30 . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée Méthodes pour générer un fichier d’entrée (.…) Version du 18/09/2012 31 .inp): • À la main (fichier texte) • Avec ABAQUS/CAE • Avec un logiciel annexe (I-DEAS. NASTRAN. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée Version du 18/09/2012 Syntaxe du fichier d’entrée ** ** Poincon-1 ** *Node 1. 1.123 2. 2 Commentaire Commande Données 32 . type=R2D2 1.123 *Element.2.-3.61507.-3..4. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée * HEADING … Définition du modèle … * STEP … * END STEP * STEP Définition de l’analyse … * END STEP Version du 18/09/2012 33 . éléments et surfaces * NODE * ELEMENT * NSET * ELSET … Version du 18/09/2012 *Node 1034. -0. -0. generate 866.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée Définition du modèle 1/ Géométrie: nœuds._G2. 1088. generate 1034. nset=ToronF-1.468336 *Element. 1041. type=CPS4R 866. -0. -0. elset=ToronF-1.100693. 1040. 1071. 1040. 1070.114164.609972 1035. 1 34 . 1 *Elset. 909._G2. 1069 867. 1039. 1070 *Nset. 275 … 35 ... name=Cuivre *Density * DENSITY 8.. 0. * ELASTIC *Elastic 130000.9e-09.29 * PLASTIC *Plastic 166. * FRICTION 254. 0. 0.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée Version du 18/09/2012 Définition du modèle 2/ Lois de comportement * MATERIAL *Material. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée Définition du modèle 3/ Attribution des propriétés élémentaires * SOLID SECTION *Solid Section. * BEAM SECTION material=Cuivre 3.4. * SHELL SECTION * SPRING * MASS * DASHPOT … Version du 18/09/2012 36 . elset=Connecteur. 6 37 . 1 NdPoincon.0002... amplitude=Amplitude1 NdPoincon. 6.9 NdPoincon. *Boundary. -3. 1. def=smooth step 0. smooth=0.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée Définition du modèle 4/ Conditions limites * BOUNDARY * CLOAD * DLOAD * AMPLITUDE * CONTACT … Version du 18/09/2012 *Amplitude. 0. 0. 2. 1. 2.25. name=Amplitude1. 1 *END STEP 38 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée Définition de l’analyse 1/ Type analyse * STATIC * DYNAMIC … Version du 18/09/2012 *STEP *STATIC 0.1. Pas de temps min. Période du « STEP » Pas de temps initial Version du 18/09/2012 39 . .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée Définition de l’analyse 2/ Analyse non linéaire * Géométrique non-linéaire *STEP.1 . Pas de temps max. 1. 0. 1.NLGEOM * Analyse non-linéaire *STATIC 0.001 . ALLVD.number interval=20 *Node file U.RF 40 . PEEQ *Output. ALLPD. history. op=NEW. A. number intervals=20. elset=Cable_Connecteur ALLAE. field. V. RF *Element Output S. ALLKE. ALLCD. ALLSE *FILE OUTPUT. time marks=NO *Node Output U. ALLIE. time interval=1e-05 *Energy Output. op=NEW.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée Définition de l’analyse 3/ Sorties * NODE PRINT * EL PRINT * NODE FILE * OUTPUT … Version du 18/09/2012 *Output. PE. . .msg.inp. . . .sta Version du 18/09/2012 41 . .fil Calcul ABAQUS Fichiers .odb. .odb. .fil.dat.res. . .res Pré-processeur ABAQUS Fichiers .res.log.log.dat. .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers Fichiers . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers 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 Version du 18/09/2012 42 . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers Fichier .dat (ASCII-Compatibilité descendante) *NODE PRINT *EL PRINT *MODAL PRINT *CONTACT PRINT Utilisé pour le débogage des fichiers d’entrée Post-processeur extérieur Version du 18/09/2012 43 . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers Fichier .res (BINAIRE-Pas de compatibilité) *RESTART Utilisé dans l’analyse multi-étapes Pré-processeur ABAQUS (reprises) Post-processeur ABAQUS/Post Version du 18/09/2012 44 . HISTORY Possibilité de traitement par un script+ABAQUS/CAE Post-processeur ABAQUS/Viewer Post-processeur ABAQUS/CAE Post-processeur Catia Version du 18/09/2012 45 . FIELD *OUTPUT.odb (BINAIRE-Pas de compatibilité) *NODE OUTPUT *EL OUTPUT *OUTPUT.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers Fichier . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples Modèle de la poutre encastrée 1200 5 • Modèle 50 200 3 1 I Version du 18/09/2012 5 II 7 III 9 IV 11 V 46 . .5..NSET=BEAMS 1. 11. Version du 18/09/2012 47 . 5. 0.inp * HEADING Exemple de poutre cantilever * NODE 1. 0. 1.ELSET=BEAMS. 2 * ELEMENT. 0.. 200.1 * BEAM SECTION. 3 * ELGEN. * NGEN.2. TYPE=B21 1. ELSET=BEAMS 1.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier . 11.SECTION=RECT. MATERIAL=MAT1 50. 05 300.E5. . 0. 1.inp * MATERIAL.3 * PLASTIC 200.NAME=MAT1 * ELASTIC 2.0 250. 6 Version du 18/09/2012 48 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .10 * BOUNDARY 1. 0. 0. * CLOAD 11.inp Version du 18/09/2012 * RESTART.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier . -1200 49 . 2..INC=500 Application de la force concentrée * STATIC . 1.FREQ=3 * STEP. .NLGEOM.WRITE. 1.001.01. FREQ=1 S.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .dat 50 . RF * EL PRINT.inp Version du 18/09/2012 * NODE PRINT. FREQ=1 U. E Fichier . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .fil 51 . E Fichier .FREQ=1 S.inp Version du 18/09/2012 * NODE FILE. RF * EL FILE.FREQ=1 U. NSET=BEAMS U. FIELD. HISTORY. RF * END STEP Fichier . VARIABLE=PRESELECT * OUTPUT.inp * OUTPUT. VARIABLE=PRESELECT * NODE OUTPUT. FREQUENCY=10 * ELEMENT OUTPUT.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .odb Version du 18/09/2012 52 . FREQUENCY=1 * NODE OUTPUT. Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité La modularité d’ABAQUS: • Génération automatique de modèle • L’analyse multi-étapes • Utilisation de Python et de CAE Version du 18/09/2012 53 . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité Automatisation et modularisation des modèles • Utiliser les commandes *INCLUDE et *INPUT • Utiliser Python et la commande *PARAMETER • Utiliser Python en conjonction avec CAE Version du 18/09/2012 54 . -0.100693.114164. 1070.num Fichier: /mod/noeuds1.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Commande INPUT *Node. 1039. 1041.609972 1035. type= CPS4R.num *Element. INPUT=/mod/noeuds1. 1040. 1040. INPUT=/mod/elem1.num 866. -0. 1069 867. -0.num 1034. 1070 N’est pas utilisable pour toutes les commandes Version du 18/09/2012 55 . -0.468336 Fichier: /mod/elem1. 1071. 0..8E-09. name=Acier *Density 7.mat Fichier: /mod/Acier. *Elastic 210000.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Commande INCLUDE *INCLUDE. INPUT=/mod/Acier.30 Version du 18/09/2012 56 .mat *Material. python.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python Le langage de script Python est: • Gratuit et libre (www.org) • Modulaire (librairies de toutes sortes) • Structuré et à logique « objet » Les commentaires sont indiqués par # Python est sensible à la casse Version du 18/09/2012 57 . odb Fichiers .py PYTHON ABAQUS/CAE Fichiers .inp Calcul ABAQUS Version du 18/09/2012 58 .Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python • Python/CAE Environnement extérieur Fichiers . Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • 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 Version du 18/09/2012 59 . 20 30 *STEP *STATIC 0.1 *CLOAD.1 *CLOAD.OP=NEW 2.10 2.1 *CLOAD 1.30 2 20 10 Version du 18/09/2012 *STEP *STATIC 0.1.1.2.20 3 1 60 .2.2.1.30 3.Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python • Parameter • Python/CAE • Reprises Exemple: *STEP *STATIC 0.1.1.OP=MOD 2.10 3.1.