本章将介绍ABAQUS处理多步骤分析的过程和方法，学习利用ABAQUS处理更多复杂的载荷问题。
ABAQUS模拟分析的目标是确定模型对所施加载荷的响应。在某些情况下载荷可能相对简单，然而在另外一些问题中，施加在结构上的载荷可能会相当复杂。对于复杂载荷，ABAQUS允许用户将整个载荷历史划分为若干个分析步，在每个设定的分析步内，ABAQUS计算该模型对一组特殊的载荷和边界条件的响应。
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10.1 分析过程
在ABAQUS中，用户将整个的载荷历史划分为若干个分析步（Step）。每一个分析步是指定的一个时间段，这样便于ABAQUS计算模型对该时间段内指定一组的载荷和边界条件的响应。在每一个分析步中，必须指定响应的类型，称为分析过程式，在同一个问题中不
同的分析步之间可以改变分析式。例如，可以在一个分析步中施加静态恒载荷计算静力响应，如自重载荷；而在其后的分析步中施加地震加速度计算动力响应。
提示：隐式和显式分析均可以包含多个分析步，但是，在同一个分析作业中不能组合隐式和显式分析。
10.1.1 分析过程的分类
ABAQUS将分析过程主要划分为两类：线性摄动（Linearperturbation）和一般性分析（General）。由于ABAQUS对这两种分析程式的加载条件和时间的定义不同，因而对线性摄动和一般性分析做了明确的区分。应区分对待这两种分析的结果。
在常规分析过程即一般分析步中，分析的类型可以是线性的也可以是非线性的。在线性摄动分析步之前的一般性分析步中产生模型的基态，ABAQUS将其用作线性摄动分析步的预变形和预加载状态，因而使得ABAQUS的模拟分析能力比仅仅只有一般分析功能的软件更具有一般性和广泛性。
10.1.2 一般分析步
每个一般分析步都是以前一个一般分析步结束时的变形状态作为起点，因此，模型的状态随着一系列的一般分析步中定义的载荷作用而变化。初始条件所定义的状态是仿真过程中的第一个一般分析步的起始点。所有的一般分析程式中施加的载荷及时间的概念是相同的。
1．一般分析步的时间
在一个模拟分析过程中ABAQUS有两种时间尺度：总体时间和分析步时间。总体时间贯穿于所有一般分析步中，总是在增长，是每一个一般分析步所有时间的总和；每个分析步有各自的时间尺度，称为分析步时间，每一个分析步时间都是从零开始的。随时间变化的载荷和边界条件可以视具体情况选一种时间尺度来定义。
提示：图10-1所示为一个分析过程的时间尺度，它的历史分解为3个分析步，每个200s。
2．一般分析步中指定载荷
在一般分析步中，载荷必须以总量而不是以增量的形式给定。如果一个集中载荷的值在第1个分析步中为1000N，并在第2个一般分析步中增加到4000N，那么在这两个分析步中给出的载荷量值应该是1000N和4000N，而不是1000N和3000N。
在默认情况下，前面各分析步定义的载荷在当前分析步同样有效。当然可以在当前分析步中另外增减载荷以及改变以前所施加的载荷（例如改变载荷的大小或撤去载荷）。如果前面所定义的载荷的幅值是以总体时间尺度定义的，在当前分析步中没有对其进行专门的修改，它
将按照相关的幅值定义继续作用，否则以最后一个一般分析终点的载荷的大小继续作用。
10.1.3 线性摄动分析步
线性摄动分析步的起点称为模型的基态。如果在模拟中的第1个分析步是线性摄动分析步，则基态就是用初始条件所指定的模型的状态；否则，基态就是在线性摄动分析步之前一个一般分析步结束时的模拟的状态。尽管在摄动分析步中结构的响应被定义为线性，但模型在前
一个一般分析步中可以有非线性响应。对于在前面一般分析步中有非线性响应的模型，ABAQUS/Standard应用当前的弹性模量作为摄动分析步的线性刚度。这个模量对于弹—塑性材料是初始弹性模量，对于超弹性材料是切线模量（见图10-2）。ABAQUS Analysis User’sManual中描述了对于其他材料模型应用的弹性模量。
在摄动步中的载荷应该足够小，这样模型的响应将不会过多地偏离切线模量所预测的响应。如果模拟中包括了接触，则在摄动分析步中两个接触面之间的接触状态不发生改变：在基态中闭合的点仍保持闭合，而脱离的点仍保持脱离。
图10-2所示为一般非线性分析步之后的线性摄动分析步，应用切线模量作为其刚度。
1．线性摄动分析步的时间
如果在摄动分析步后跟随另一个一般分析步，那么它应用前一个一般分析步结束时的模型的状态作为它的起点，而不是摄动分析步结束时的模型的状态。来自线性摄动分析步的响应对模拟不产生持久性的影响。因此，在ABAQUS/Standard分析过程的总体时间中并不包含线性摄动分析步的步骤时间。
ABAQUS/Standard将摄动分析步的步骤时间定义成一个非常小的量，因此将它添加到总体时间上时没有任何影响。唯一的例外是模态动态过程。
2．线性摄动分析步中指定载荷
在线性摄动分析步中所给定的载荷和边界条件总是在该分析步内有效。在线性摄动分析步中给定的载荷量值（包括预设的边界条件）总是载荷的增量，而不是载荷的总量值。因此，任何结果变量的值仅作为摄动值输出，不包含在基态中的变量的值。
在ABAQUS/Standard中，以下过程总是采用线性摄动分析步。
l随机响应（random response）。
l响应谱分析（response spectrum）。
l线性特征值屈曲（linear eigenvalue buckling）。
l频率提取（frequency extraction）。
l瞬时模态的动态分析（transient modal dynamics）。
l稳态动力分析（steady-state dynamics）。
静态过程可以是一般过程或是线性摄动过程。
（内容、图片来源：《ABAQUS 2020有限元分析从入门到精通》，侵删）
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