练习1：实体梁挠度
本案例使用ABAQUS模拟实体梁三点弯曲，对比线性分析与考虑几何非线性效应分析。
问题描述
一根梁两端固定，中心受集中力作用，确定梁挠度；梁长300mm，横截面50mmX50mm。
材料信息
Aluminum；杨氏模量70GPa；泊松比0.3.
工作目录
右击Abaqus快捷图标，起始位置填入工作目录路径（如图1所示），设定一次。
选择File > Set Work Directory设定工作目录，每次做分析前都设定（如图2所示）。
模型数据库
单击Open，从工作目录选择BeamFixed.cae并打开，若用高版本打开低版本数据文件，会提示如下，直接单击Yes。
数据库导入，图形区域显示几何体绿色，表示已经赋予属性（ABAQUS默认）。下图为一个Part两个区域（分割几何实现），xRP为参考点（Reference Point）。
几何分割常见的原因
几何体统一建模，不同区块要使用不同的材料与截面性质；不同区块可以划分不同密度的网格以更好达到疏密有别；分区改变几何的拓扑关系，实现规则六面体网格划分更易；处理边界条件，如大面分割出小面以实现近似局部加载。分析步模组
创建分析步
假定载荷加载慢到足以忽略惯性效应，因此选择Static, General分析程序，切换至Step模组。
创建载荷步，选择Static, General并且Continue，载荷步编辑对话框。图2，默认几何非线性效应关闭，红色框提示“设定影响后续分析步”。因此设定选项时应注意，必要时在当前分析步抑制前一个分析步的设定。
假定受载梁分析过程中几何改变很小，线性分析将提供精确结果（前提：假设合理），用户需要自己判断假设的合理性，故几何非线性默认关闭即可。单击OK完成分析步定义。
有时希望抑制或激活某分析步，有时要在某分析步打开几何非线性，有时要在某分析步改变外载荷...类似很多问题都可以从分析步管理器执行。
上图是抑制或激活分析步（鼠标单击），绿色√分析步激活，红色×抑制分析步；单击NLgeom可管理几何非线性效应是否在该分析步中考虑。
定义载荷
对参考点（xRP）应用集中载荷，参考点耦合至梁跨中的边上，详细步骤：
切换至Load模组
定义集中载荷。注意Initial载荷步无法施加Load，该分析步常用于加边界条件。这里需切换至Step-1分析步
全局坐标系下，竖直方向（-Y）施加集中力-500000，其余方向为0。
注意图3红框部分，全局坐标系下，CF2：-500000，CF1和CF3建议设置为0。设置为零可保证CF3是竖直向下加载，空着对于复杂结构可能没有办法保证。
截图中设置的载荷大小为-50000；建议尝试CF2：-50000的情况去分析，会给你意想不到的惊喜；CF2：-500000为正确值，CF2：-50000为惊喜值（会给你另外一个角度）。
施加对象为参考点：xRP，建议切换线框显式，有助于选择和确认加载是否正确（是否按照你的意愿施加）。
定义边界
在Load模组下，点击Create Boundary Condition。
边界条件在.cae档里面已经定义，感兴趣可观察下图查看定义过程。
网格模组
切换至Mesh模组，注意网格划分与单元分配处在同一模组下。前面内容提到，定义载荷和定义边界条件也是处于同一模组之下。
有一定基础的人看到上图可能会想到，弯曲为主的问题中单元个数可能比较重要，有书籍提到弯曲方向需要四层单元。这里可使用Query information查看已定义好的单元类型。
上图显示使用的单元是二次插值的六面体，类型为C3D20R（二次插值减积分），因此不用担心沙漏模式。
分析模组
切换至Job模组，新建分析任务，可以是基于Model，也可以是基于外部已经有的.inp文件。
【Write Inp】，生成.inp文件，提交求解器计算；【Data Check】，在正式分析前，比较复杂的问题推荐使用ABAQUS执行数据核查；【Submit】，提交分析任务；【Monitor】，点击该选项可查看分析中输出内容，常用于调试；【Result】，查看分析结果。问题比较简单，这里直接提交。
提示如下，表示计算结束并成功。（这并不意味着分析问题的成功）
可视化模组
切换至Visualization模组
若点击了【Result】选项，此处会自己切换并且打开.odb文件。设定U（总体位移）作为场输出变量（空间上的量，一般是全局结果）
图形呈如下结果，图示为全局坐标系下，整体位移分布（整体位移云图）。变形分布符合预期（三点弯曲），云图左上白色框内的彩虹条指示不同的颜色代表不同大小的位移量。
因为对全局最大位移量感兴趣，这里让软件自己显示最大值以及位置。【Apply】选项可让你在不关闭当前设置窗口的情况下预览设置效果，若对自己的设置不太确定，可以用该选项进行预览以决定是否使用当前设置。【OK】直接应用该设置选项。
有时看到分析结果可能会怀疑：“当前条件（边界与载荷）会产生这么剧烈形变的结果吗？”。若对分析结果有所怀疑，可查看软件自己对形变的缩放。下图显示【Deformation Scale Factor】缩放约9倍，形变缩放通常是由于载荷条件比较有限，分析结果若不从视觉上缩放，可能没法很好展示载荷产生的效果。（形变太小，不缩放看不出来）
设置为【Uniform】的值为1，正常显示（是多大形变就显示多大）。若设置为0等同于Undeformed选项。图为正常显示状态下变形与未变形图。
分析表明，梁跨中挠度约为33mm，近梁长度的11%。在分析步里默认几何非线性效应不考虑，此分析为线性。而结果发现挠度的量相当可观，假设不会发生大形变可能是不合适的。为验证，需执行一次几何非线性分析。
若两个分析模型整体上十分相似，只是局部条件不一样，推荐将当前模型复制一份，后在复制出的模型里直接修改想要的。既保留原始版本，也以最小的代价作出了修改。
单击树形栏Model下的FixedBeam右击，选择【Copy Model 】，且命名要合适（有意义的名字），如图所示：
依前面对几何非线性控制的选项，打开几何非线性，且设定初始增量为0.1，其余选项保持不变。
其它保持不变，基于复制修改的模型新建分析任务（复制出来且修改的模型是红框里面的）
对比结果
新建一窗口，后窗口横排。单击窗口边缘（序号1），选择线性分析结果为该窗要显示的内容（序号2），从输出变量选择U为要查看的类别，重复前面的内容设置右侧展示非线性分析的结果。
图显示最大挠度位置一致，在梁的跨中。线性分析，最大挠度约33mm；考虑几何非线性效应，最大挠度约22.4mm。线性分析与考虑非线性效应的分析结果相差约32%，可谓较大，表明线性分析对于此条件下的梁不合适，考虑几何非线性分析可能获得更实际的结果
随着载荷的施加，梁结构发生变化（形状），它的刚度也发生了变化，即梁结构刚度是载荷的函数关系。这种形变导致结构刚度发生变化考虑进几何非线性分析中，因此两种分析结果是有较大差异。若施加载荷为-50000，则几何非线性效应不显著，可自行尝试。
查看Monitor
查看该选项，打开非线性的Monitor如图所示：
经六个增量步完成全载荷施加，第一个增量步用10%的整体载荷，第二个10%，第三个15%，第四个22.5%，第五个33.75%，最后一个8.75%的整体载荷。第一个增量步加10%整体载荷，经3次平衡迭代收敛，其它对应查看【Equil Iter】列。
模型文件下载：
https://cloud.189.cn/t/neERzmvA7bMv (访问码:3kdk)
结构受载的响应可能是工程师最关心的问题，尤其是想要在某个方面做到极致的时候。非线性效应在很多复杂的问题里又不足以简化掉，无论对于何种求解器、经验丰富的专家可能都是一种挑战。非线性分析系列将会运用ABAQUS对常见的非线性效应进行一个梳理，力求做到心中有数。至于软件本身的后处理、对应的背景知识以及材料模型将会做专题。