軟體介紹與操作

本研究所採用之泛用型有限元素分析軟體乃由美國公司ABAQUS 所發 展出來，其乃是一套功能強大之有限元素分析方法之工程分析軟體，其可 解決由簡單之線性分析至極富挑戰性之非線性分析等各種問題，亦全球在 工程界被認定是功能多樣化與分析結果最可靠之分析軟體。ABAQUS 分析 軟體最主要有兩個分析模組為：通用分析模組 (ABAQUS/Standard) 、顯式 分析模組 (ABAQUS/Explicit) ，與一個前後處理模組 (ABAQUS/CAE) 共 同 組 成 ， 而 本 研 究 乃 利 用 ABAQUS/CAE 執 行 分 析 前 後 處 理 與 ABAQUS/Standard 此模組進行模型分析，將只介紹前後處理模組與通用分 析模組。

ABAQUS/CAE

ABAQUS/CAE (Complete ABAQUS Environment) 乃 ABAQUS 之互動

式圖形環境界面，其包括了模型建模、互動式提交作業和監控運算過程以 及結果評估 (及後處理) 等能力。於前處理項目，透過建立或匯入所要分析 架構之幾何形狀，並將其分割成若干區域設置其各材料屬性及邊界條件與 載重，爾後產生網格與分析工作項目建立等，待分析項目已完成，則利用 視覺化 (Visualization) 模組用以顯示分析之結果。ABAQUS/CAE 本身是由 10 個功能模組 (Module) 所組成，如圖 3.1 所示，以下茲針對此 10 個模組 敘述之。

圖3.1 斜撐構材含接合板之分析模型

 部 件 [Part] ： 為 建 立 各 個 獨 立 部 件 之 功 能 模 組 ， 可 直 接 利 用 ABAQUS/CAE 環境下之圖形建立工具建置部件，亦可由所支援之圖形軟 體導入部件之幾何形狀。

 性質 [Property]：是各部件之材料屬性與尺寸設置之模組，在此模組建 立模型之材料性質，例如：材料之彈性、塑性、多彈性…等，偶爾賦予 部件上。

 組裝 [Assembly]：若當一個模型較複雜時，於 Part 模組下建立各獨立 部件，再於 Assembly 模組下進行組裝。一個模型檔可建立許多部件，而 組裝完之模型只有一個，亦是欲執行分析之模型。

 分析步 [Step]：用以產生和構成分析步驟之模組，同時有結果輸出 (Output) 細節之設定，並定義分析之類型。

 交互作用 [Interaction]：為設定於模型中各部件或各區域之間於熱學與 力學上的交互作用，亦有束制及接觸之設置。

 負載 [Load]：於此模組下乃設定分析模型之欲加載之各式載重型式、

邊界條件與對稱條件。

 網格 [Mesh]：為建立模型之有限元網格分割之工具，並於此模組下設 定模型之元素類型，以及分析模組之選定。

 作業 [Job]：當定義完模型之各項性質後，利用此模組建立分析工作，

亦有監控模式可觀看分析過程。

 視覺化 [Visualization]：是為後處理之介面，提供分析完成後之有限元 素模型及分析結果的圖形顯示，以及結果之文字輸出，即時的曲線繪製 顯示。

 草圖 [Sketch]：應用此模組建立 2-D 圖形，定義平面部件、梁或剖面，

再利用拉伸、旋轉等方式形成 3-D 部件。

ABAQUS/Standard

一個完整的分析過程乃由三個明確步驟所構成：前處理、模擬計算及 後處理。前處理乃由 ABAQUS/CAE 下執行，亦有上文敘述之，接下來的分 析 模 擬 計 算 乃 由 ABAQUS/Standard 分 析 模 組 來 計 算 與 求 解 。 ABAQUS/Standard 亦 是 一 隱 性 數 值 的 分 析 模 組 ， 其 採 用 牛 頓 - 拉 法 森 (Newton-Raphson Method) 之疊代-增量法則進行求解，而此作法亦會造成運 算過程因進行大量疊代計算，若為一較複雜之非線性模型則會花費較多時 間進行運算。其應用之範圍包括靜力、動力、構件的熱和電耦合等線性與 非線性問題。