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1
Présentation du logiciel ABAQUS Principes et
fonctionnement
Mickaël ABBAS Université de Technologie de
Compiègne Laboratoire Roberval / UMR
UTC-CNRS B.P. 20529, 60205 Compiègne Cedex, FRANCE
2

• Plan

• Introduction
• Descriptif des possibilités du logiciel
• Structure du logiciel
• Modularité et analyses complexes
• Exemples
• Conclusion

3

• Plan

• Introduction

4

• Plan
• Introduction

ABAQUS est un code de calcul EF créé en 1978

• Deux grands solveurs
• ABAQUS/Standard algorithme implicite
• ABAQUS/Explicit algorithme  dynamique 
  explicite

Dernière version 6.3 (2003) Version 6.4 en
décembre 2003 A lIUP, Licences
 enseignement  Nb de nuds et déléments lt 10000
5

• Plan
• Introduction

Jusquà v5.8, ABAQUS nétait pas un logiciel de
CAO
Les modèles devaient être prêts à lemploi
ABAQUS attend une géométrie discrétisée (nuds
et éléments)
Depuis v6.3, gt ABAQUS/CAE
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• Plan
• Introduction

• Description succincte des possibilités dABAQUS
• Analyses
• Éléments
• Non-linéarités

• Descriptif

7

• Domaines physiques
• Mécanique
• Thermique
• Électrique (piézo et thermique)
• Problèmes couplés

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Types analyse

• Problèmes
• Statique et dynamique
• Linéaires et non linéaires

Dynamique des corps rigides depuis v6.1
8

• Catégories déléments
• Milieu continu (2D et 3D)
• Poutres, plaques, coques
• Éléments spéciaux (ressorts, masses,)

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Types analyse
• Éléments

• Géométries
• Approximations linéaires et quadratiques
• Triangles, quadrangles, hexaèdres, tétraèdres,
  briques

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• Formulations
• Intégration réduite et complète
• Formulation hybride
• Contrôles des modes  hourglass 
• Modes incompatibles

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Types analyse
• Éléments

Un très large choix déléments (gt 100)
Beaucoup moins déléments disponibles sur
ABAQUS/Explicit
Possibilités de programmer de nouveaux éléments
(en ForTran, sur ABAQUS/Standard)
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• Types de non-linéarités
• Matériaux
• Géométriques
• Contact

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Types analyse
• Éléments
• Non-linéarités

Algorithmes robustes et paramétrables
(Newton-Raphson standard à pas adaptatif et
méthode RIKS)
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Non-linéarités matérielles

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Types analyse
• Éléments
• Non-linéarités

• Hyper-élasticité
• Plasticité
• Visco-plasticité
• Endommagement

Possibilités de programmer de nouvelles lois de
comportement (en ForTran)
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Non-linéarités géométriques

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Types analyse
• Éléments
• Non-linéarités

• Grandes déformations
• Grands déplacements
• Grandes rotations
• Instabilités (bifurcations, points-limites)

Possibilités de remaillage automatique (type r)
sur ABAQUS/Explicit
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Non-linéarités de contact

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Types analyse
• Éléments
• Non-linéarités

• Grands déplacements
• Contact 2D et 3D
• Rigide/Rigide, Rigide/Déformable,
  Déformable/Déformable
• Lois de frottement diverses et complexes

Possibilités de programmer de nouvelles lois
dinteraction (en ForTran)
14

• Plan
• Introduction
• Descriptif

• Description de la structure dABAQUS
• Structure et fonctionnement de logiciel
• Syntaxe du fichier dentrée (.inp)
• Fichiers générés par ABAQUS

• Structure

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• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités

Pré-processeur
Fichier .inp
ABAQUS Explicit
ABAQUS Standard
Fichiers .odb, .fil, .fin, .res
Post-processeur
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• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités

Post
Post-processeur (fichiers .res)
Viewer
Post-processeur (fichiers .odb)
Environnement de calcul intégré (fichiers .cae,
.odb, .inp, .igs)
CAE
DSA
Optimisation, analyse de sensibilité
Aqua
Problèmes off-shore
Safe
Problèmes de fatigue
Cat
Interface avec Catia 4
Adams
Interface avec ADAMS
CMold
Interface avec C-MOLD
Moldflow
Interface avec Moldflow
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• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

• Méthodes pour générer un fichier dentrée (.inp)
• Avec un éditeur (fichier texte) ou par programme
• Avec ABAQUS/CAE
• Avec un logiciel annexe (I-DEAS, NASTRAN,)

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• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

Syntaxe du fichier dentrée
Poincon-1 NODE 1,4., -3.1 2,2.6,
-3.1 ELEMENT, TYPER2D2 1, 1, 2
Commentaire
Commande
Données
19

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

HEADING STEP END STEP STEP END
STEP
Définition du modèle
Définition de lanalyse
20

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

Définition du modèle
1/ Géométrie nuds, éléments et surfaces
NODE 1034, -0.11, -0.60 1035,
-0.10, -0.46 ELEMENT, TYPECPS4 866, 1039,
1040, 1070, 1069 867, 1040, 1041, 1071,
1070 NSET, NSETtoron, GENERATE 1034, 1088,
1 ELSET, ELSETeTor, GENERATE 866, 909, 1
NODE ELEMENT NSET ELSET
21

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

Définition du modèle
2/ Lois de comportement
MATERIAL ELASTIC PLASTIC DENSITY
FRICTION
MATERIAL, NAMECu DENSITY 8.9e-09 ELASTIC,
TYPEISOTROPIC 130000., 0.29 PLASTIC 166.,
0. 254., 0.275
22

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

Définition du modèle
3/ Attribution des propriétés élémentaires
SOLID SECTION BEAM SECTION SHELL SECTION
SPRING MASS DASHPOT
SOLID SECTION, ELSETeTor, MATERIALCu
23

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

Définition du modèle
4/ Conditions aux limites
BOUNDARY CLOAD DLOAD AMPLITUDE CONTACT
AMPLITUDE, NAMEa1, SMOOTH0.25, DEFSMOOTH
STEP 0., 0., 0.0002, 1. BOUNDARY,
AMPLITUDEa1 NdP, 1, 1 NdP, 2, 2, -3.9 NdP, 6, 6
24

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

Définition de lanalyse
1/ Type analyse
STATIC DYNAMIC
STEP STATIC 0.1,1 END STEP
25

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

Définition de lanalyse
2/ Analyse non linéaire
Géométrique non-linéaire
STEP,NLGEOM
Analyse non-linéaire
STATIC 0.1 , 1. , 0.001
, 0.25
Pas de temps max.
Pas de temps min.
Durée du  STEP 
Pas de temps initial
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• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée

Définition de lanalyse
3/ Sorties
Output, field, opNEW, number intervals20, time
marksNO Node Output U, V, A, RF Element
Output S, PE, PEEQ Output, history, opNEW, time
interval1e-05 Energy Output, elsetCable_Connect
eur ALLAE, ALLCD, ALLVD, ALLIE, ALLKE, ALLPD,
ALLSE FILE OUTPUT,number interval20 Node
file U,RF
NODE PRINT EL PRINT NODE FILE OUTPUT
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Fichiers .inp, .res

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée
• Les autres fichiers

Pré-processeur ABAQUS
Fichiers .dat, .res, .odb, .log, .fil
Calcul ABAQUS
Fichiers .dat, .res, .odb, .log, .fil, .msg, .sta
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• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée
• 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
29

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée
• Les autres fichiers

Fichier .dat (ASCII-Compatibilité descendante)
NODE PRINT EL PRINT MODAL PRINT CONTACT PRINT
Utilisé pour le déboggage des fichiers dentrée
Post-processeur extérieur
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• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Généralités
• Le fichier dentrée
• Les autres fichiers

Fichier .odb (BINAIRE-Pas de compatibilité)
NODE OUTPUT EL OUTPUT OUTPUT, FIELD OUTPUT,
HISTORY
Possibilité de traitement par un scriptABAQUS/CAE
Post-processeur ABAQUS/Viewer Post-processeur
ABAQUS/CAE Post-processeur Catia
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• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure

• La modularité dABAQUS
• Génération automatique de modèle
• Lanalyse multi-étapes
• Utilisation de Python et de CAE

• Modularité

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• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Modularité

Automatiser et modulariser les modèles

• Utiliser les commandes INCLUDE et INPUT
• Utiliser Python et la commande PARAMETER
• Utiliser Python en conjonction avec CAE

33

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Input Include

• Commande INPUT

NODE, INPUT/mod/noeuds1.num ELEMENT, TYPE
CPS4R, INPUT/mod/elem1.num
Fichier /mod/noeuds1.num
1034, -0.114164, -0.609972 1035,
-0.100693, -0.468336
Fichier /mod/elem1.num
866, 1039, 1040, 1070, 1069 867, 1040, 1041,
1071, 1070
Nest pas utilisable pour toutes les commandes
34

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Input Include

• Commande INCLUDE

INCLUDE, INPUT/mod/Acier.mat
Fichier /mod/Acier.mat
MATERIAL, NAMEacierE355 DENSITY 7.8e-09 ELASTI
C, TYPEISOTROPIC 214000., 0.288
35

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Input Include
• Python

• Le langage de script Python est
• Gratuit et libre (www.python.org)
• Modulaire (librairies de toutes sortes)
• Structuré et à logique  objet 

Les commentaires sont indiqués par Python est
sensible à la casse
36

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Input Include
• Python
• Parameter

Le module ABAQUS/Design permet de faire des
études paramétriques.
Paramètres définis par la commande ltPARAMETERgt
PARAMETER width 2.5 height width 2
Paramètres introduits dans le fichier .inp
BEAM SECTION, SECTIONRECT,ELSETname,MATERIALna
me ltwidthgt,ltheightgt
37

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Input Include
• Python
• Parameter

Les variations des paramètres sont écrits dans un
fichier script Python .psf.
Définition dune étude paramétrique
aStudy parStudy(par"thick")
Variations des paramètres
aStudy.define(CONTINUOUS,par"thick",domain(10.0,
20.0)) aStudy.sample(NUMBER,par"thick",number5)
Génération des fichiers dentrée
aStudy.generate(template"shell")
Génère un fichier shell.var
38

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Input Include
• Python
• Parameter

Lancement des calculs
Directement dans le script .psf
aStudy.execute()
Par linterpréteur de commande ABAQUS
abaqus jobjob-name inputinput-file-script
Noms dans le fichier .var
39

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Input Include
• Python
• Parameter
• Python/CAE

40

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Input Include
• Python
• Parameter
• PythonCAE
• Reprises

• Lanalyse multi-étapes
• Correspond à une réalité physique
• Simplifie et structure lanalyse

• Commandes de base
• STEP, END STEP
• RESTART

41
Exemple

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Input Include
• Python
• Parameter
• Python/CAE
• Reprises

42

• Plan
• Introduction
• Descriptif
• Structure
• Modularité

• Exemple de la poutre encastrée
• Exemple dutilisation dun script et de CAE

• Exemples

43

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Exemples

Poutre encastrée
1/ Générer le fichier dentrée à la main 2/
Générer le fichier dentrée par CAE
44

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Exemples
• Modèle

Modèle de la poutre encastrée
45

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Exemples
• Modèle
• Fichier .inp

HEADING Exemple de poutre cantilever NODE 1,
0., 0. 11, 200., 0. NGEN,NSETbeam 1, 11, 2
ELEMENT, TYPEB21 1, 1, 3 ELGEN,
ELSETbeam 1,5,2,1 BEAM SECTION,SECTIONRECT,ELS
ETbeam, MATERIALsteel 50., 5.
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• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Exemples
• Modèle
• Fichier .inp

MATERIAL,NAMEsteel ELASTIC 200000., .29
PLASTIC 200, 0.0 250, 0.05 300, 0.10
BOUNDARY 1, 1, 6
47

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Exemples
• Modèle
• Fichier .inp

RESTART,WRITE,FREQ3 STEP,NLGEOM,INC500 Appli
cation de la force concentrée STATIC .01, 1.,
.001, 1. CLOAD 11, 2, -1200
48

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Exemples
• Modèle
• Fichier .inp

NODE PRINT, FREQ1 U, RF EL PRINT, FREQ1 S, E
Fichier .dat
49

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Exemples
• Modèle
• Fichier .inp

NODE FILE,FREQ1 U, RF EL FILE,FREQ1 S, E
Fichier .fil
50

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Exemples
• Modèle
• Fichier .inp

OUTPUT, FIELD, FREQUENCY10 ELEMENT OUTPUT,
VARIABLEPRESELECT NODE OUTPUT,
VARIABLEPRESELECT OUTPUT, HISTORY,
FREQUENCY1 NODE OUTPUT,NSETn_beam U, RF END
STEP
Fichier .odb
51

• Plan
• Introduction
• Structure
• Modularité
• Exemples
• Modèle
• Fichier .inp
• CAE

CRÉATION PAR CAE