在ANSA中设置ABAQUS独立非线性分析步的方法

搭建Abaqus有限元模型时，经常需要设置多分析步。在设置Abaqus多分析步的常用方法为在仿真分析任务中设置多个“Step”，将整个仿真任务的求解时间划分为若干个Step（图1），用户可具体指定各分析步中的载荷、边界条件。采用这种方法设置多分析步时，各分析步之间是不独立的，而是具有路径依赖性（path dependency）。

图1 Abaqus设置多分析步常用方法示意图

除上述这种设置非独立多分析步的常用方法外，Abaqus中还提供了另外两种设置独立多分析步工况的方法：一种是通过应用*PERTURBATION关键字设置独立线性多分析步工况；另一种是通过应用*MANIFEST关键字设置独立的非线性工况，采用*MANIFEST关键字时，仿真任务的技术路线如图1所示 [1]。

本文将介绍如何在前处理软件ANSA中设置应用*MANIFEST关键字的独立非线性分析步。

图2 应用 *MANIFEST关键字的Abaqus独立非线性分析技术路线

典型的独立非线性分析步的仿真工作流程有：对汽车等工业产品的钣金件进行抗凹分析（OilCanning），压头加载在各个抗凹分析测量点上的载荷工况；采用包络设计方法进行结构设计和验算时，结构上各载荷的不利工况组合。

虽然采用Abaqus中常用的非独立仿真分析步设置方法，并结合Abaqus *Restart关键字，也可以实现这些仿真流程的建立，但应用*MANIFEST关键字设置独立非线性分析步，在诸如上述这些仿真案例中，通常会在数值求解的效率、结果文件存储效率、文件大小上将更具有优势。

ANSA自2022年发布的23.1版本开始，就对*MANIFEST关键字的参数实现了全面支持，并为ANSA用户提供了快捷方便的Abaqus独立非线性工况搭建功能。根据Abaqus Manual，*MANIFEST关键字要求的参数包括Required parameters：EVOLUTION TYPE；Optional parameters：BASE STATE、MODEL CHANGE、RESULTS、ZERO INCREMENT。ANSA对*MANIFEST关键字的这些参数的设置都是支持的。

当用户在ANSA中切换至Abaqus deck后，可以在Loadcase Setup Aissistant > Opitions > *MANIFEST，或者Step Manager > *MANIFEST 打开*MANIFEST选项卡（图3）。

图3  ANSA中的 *MANIFEST关键字选项卡

其中，Loadcase Setup Aissistant给用户提供了更为直观的用户交互界面，用户可以通过勾选的方式，对各Loadcase、各Step中的载荷、边界条件、输出等进行设置（图4）。

图4  使用Loadcase Setup Aissistant设置应用*MANIFEST关键字的独立非线性分析步

当ANSA中*MANIFEST关键字选项卡中的参数“MANIFEST”等于“Yes”时，用户可以点击Loadcase Setup Aissistant中的New > Nonlinear Loadcase来新建非线性分析步或分析步下的Step。

当用户从ANSA中导出应用*MANIFEST关键字的Abaqus求解文件时，ANSA将按照如图5所示的Includes结构对输出仿真求解文件，这种Includes结构与Abaqus Manual所要求的 Includes结构形式（图6）相一致。

图5 ANSA中输出的应用*MANIFEST关键字的Includes文件结构示意图

图6 Abaqus Manual 对应用*MANIFEST关键字的独立非线性工况要求的Includes文件结构[1]

综上，通过ANSA中的Abaqus *MANIFEST关键字卡片，结合Loadcase Setup Aissistant，可以快速、清晰地搭建Abaqus 独立非线性分析步，提高仿真建模前处理的效率。

作者 | 何强

BETA CAE 工程师