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本文主要是利用abaqus/standard linear perturbation进行桁架结构的线性静力分析，要点包括：
1. Abaqus中桁架结构的创建；
2. Abaqus中模型树的使用；
3. Abaqus中桁架单元的使用；
4. Abaqus中后处理：
a) 单元和节点编号、约束条件、桁架实际形状显示；
b) 变形与未变形图共同显示；
c) 输出结果报告
一、模型信息介绍
图 桁架结构模型信息
模型案例来自于abaqus帮助文档。
具体的分析步骤如下：
创建part>绘制草图>创建材料，属性>属性赋予part>创建装配体实例>网格划分>创建分析步>编辑输出变量>创建载荷和边界条件>创建任务>提交计算>后处理。
其中，在创建任务之前的部分又称为模型的前处理。分析步骤中并不需要完全严格按照顺序执行，某些步骤可以调换顺序。
er、Abaqus分析步骤
本次在abaqus中采用的单位制为m，kg，s。
首先在abaqus中指定工作目录，File>Set Work Directory，选择文件存储路径。
图 选择工作目录
本案例在模型树中进行操作。在模型树中双击parts，进入Creat Part模块，名称改为Truss，Modeling Space选择2D Planar，Type选择可变形体，Base Feature 选择Wire，Approximate size选择4。点击Continue。
图 创建Truss Part
在菜单栏选择Add>Line>Rectangle，创建任意一个矩形。Edit>Delete，Scope选择Constrains，按住shift键选择4个直角，按鼠标中键或点击Done确定，删除直角约束。保存文件为overhead_hoist.cae。
图 选择4个直角约束删除
在菜单栏中选择Add>Dimension，按照模型尺寸信息标注。Add>Constrains，选择水平约束，约束最上方横线。同时按下图所示，添加中间两条线，利用Split功能切分底部横线，同时对底部横线施加水平及相等约束。
图 完成桁架草图绘制
至此，完成草图创建。连续点击鼠标中键确认，退出草图绘制模块。可以看到，名为Truss的part已经创建完成。
接下来，创建材料与属性。在模型树中鼠标左键双击material，按照模型材料参数创建名为Steel的材料。点击OK。
图 创建材料
同样的，在模型树中双击Sections，创建名为Section-Truss的属性，类型选择Beam下面的Truss。点击Continue，在Edit Section中选择刚刚创建的Steel材料，并且为Truss单元指定截面积。这里是因为对于杆单元来说，只考虑轴力和轴向位移，截面形状不影响轴向应力，所以指定一个截面积即可。在指定截面积的时候可以采取公式计算，这里按照python语言格式，用“**”代表平方。
图 创建属性
图 赋予属性材料及截面积
创建完材料和属性后，需要将属性赋予结构。在模型树中Part模块下面选择Section Assignment，在界面中选择整个桁架，并创建一个名为Truss-all的set集。
图 为桁架结构赋予属性
确定后选择创建的Section-Truss属性，桁架结构颜色发生变化，由白色变为青色，表明属性已经赋予。
接下来创建装配体中的实例。在模型中Assembly下双击Instances，选择唯一的Truss部件，实例类型为Dependent，表明网格划分在part上。点击OK。视图中桁架结构变为蓝色，表明已经完成装配体中实例的创建。
图 创建装配体实例
接下来进行part的网格划分。在Parts中Truss下面，双击Mesh，此时Mesh后面显示为Empty。进入网格划分模块，选择菜单上Seed>Part，将基本尺寸定为2，因为我们将每个杆只用一个单元划分，所以这里基本尺寸要大于其长度。点击OK。
图 网格基本尺寸
点击菜单Mesh>Element Type，选择我们前面创建的Truss-all集合，选择linear，Truss下的T2D2单元(2节点线性2Dtruss单元)。点击OK。
图 选择T2D2单元
点击菜单栏下的Mesh>Part，点击Yes，完成桁架结构网格划分，桁架结构颜色发生改变。
接下来创建分析步。在模型树中双击Steps，创建一个名为Apply load的分析步，位于初始分析步Initial之后。分析类型选择Linear perturbation下的Static,Linear perturbation。点击Continue，弹出Edit Step模块，在Description中添加工况描述，该描述后面会出现在后处理界面中。同时可以看到在linear perturbation分析步中，几何非线性是默认关闭的，因为linear perturbation只支持线性分析。
图 创建线性摄动分析步
接下来是设置输出值。Abaqus会有一些默认输出值，在本例中我们不去改动，按照默认输出即可。
接下来创建载荷。在模型树中双击Loads，在Creat Load中重命名为Force，选择Mechanical下面的集中力选项。点击Continue，选择底部中点，并创建名为Center的集合。鼠标中键确定，并在弹出的Edit load对话框中将CF2设置为-250000，点击OK。
图 选择底部中点
图 创建-250kN的力
创建边界条件。首先是左侧全约束，在模型树中双击BC，命名为Fix，选择Mechnical下的第一项。点击Continue，选择底部左侧点，并命名set为Left，在弹出的对话框中选择Encastre全约束。
图 创建左侧全约束
图 选择左侧点并创建名为Left的集合
同样的，创建右侧的y向位移约束。双击BC，重命名为Roller，选择Mechanical下的位移/旋转约束，点击Continue，选择底部最右侧节点并创建名为Right的集合，选择约束为U2=0，点击OK。
至此，完成模型前处理。接下来在模型树中的Analysis模块，双击Jobs，创建名为Truss的Job。点击Continue，在弹出的Edit Job模块中可以添加描述，该描述也会出现在后处理界面中。点击OK，完成Job创建。
图 创建Job
图 编辑Job
在模型树中Jobs下面出现新创建的名为Truss的Job，右击选择Submit，提交分析作业。可以右击Truss选择monitor，查看分析情况。
图 monitor信息
点击Dismiss退出monitor，在Job里的Truss处右击选择Results，进入后处理模块。
三、Abaqus后处理
1. 单元和节点编号、约束条件、桁架实际形状显示
在菜单栏中Option>Common，进入Common Plot Options，在Labels模块可以勾选单元和节点编号显示，点击Apply即可看到。
图 勾选单元和节点标签显示
图 单元和节点显示效果
在菜单栏View>ODB Display Options中，选择Entity Display，勾选Show boundary conditions，点击Apply即可显示边界条件。
图 显示边界条件
图 边界条件显示效果
同样的，在ODB Display Options中选择General模块，勾选Render beam profiles，点击Apply，即可将梁结构实体化。
图 显示梁实际形状
图 梁实际情况显示效果
2. 变形与未变形图共同显示
在菜单栏点击Plot>Deformed Shape，视图显示变形图。然后点击Plot>Allow Multiple Plot States，允许视图叠加，然后点击Plot>Undeformed Shape，绘制未变形图。
在菜单栏点击Options>Superimpose，在弹出的对话框中选择Color & Stytle，选择线型为虚线，点击Apply，即可得到下图所示叠加图形。
图 变形前后显示
3. 输出结果报告
首先看下桁架结构的应力和位移结果。在菜单栏选择Plot>Contours>On Deformed Shape，可得桁架结构的Mises应力如下图所示。
图 桁架结构的Mises应力云图
为了更好的看出应力方向，可以选择菜单栏下Plot>Symbol>On Deformed Shape，显示出应力的正负，如下图所示，可以通过颜色、长度和箭头方向来直观的显示应力大小和方向。
图 显示拉压情况的Mises应力。
在菜单栏下方结果选择框处，选择变量U，分别选择U2和U1即可得到桁架结构在Y向和X向的位移结果。
图 显示y向位移
图 显示x向位移
下面来将结果输出为文本文件。
在菜单栏中点击Report>Field Output，Position选择Integration Point，勾选S11，在Setup中File下输入最后结果存储的文件，是.rpt格式文件，默认为续写到文件中。取消勾选Data下的Column totals，点击Apply。打开生成的.rpt文件，可以看到每个单元对于的拉压应力都已经输出到文本文件中。最大值为294.04Mpa。
图 输出S11结果文件
接着输出支反力信息。还是在刚刚打开的Report Field Output对话框中，在Variable模块下，Position选择Unique Nodal，勾选RF下的RF1和RF2，同时在Setup模块中勾选Data下的Column totals，点击Apply。可以看到，在原先的输出文件里面多了支反力的信息。各个节点处X向支反力为0，在3号节点和5号节点处各有125kN沿Y轴向上的支反力。分别对应于左侧全约束点和右侧竖向约束点。同时支反力的合力为250kN，沿着Y轴竖直向上，与外载荷-250kN相互平衡，可以证明结果的正确性。
图 输出支反力结果文件
同样的，要输出节点的位移可以在Variable模块下，取消勾选RF1和RF2，勾选上U1和U2，在Setup处取消勾选Data下的Column totals，点击Apply，打开结果文件可以得到下图结果。其中，3号和5号节点即桁架结构左右固定点，其U2皆是一个极小值，可视为0。最大位移出现在4号节点，即桁架结构底部中心点，最大Y向位移为4.67mm。
图 输出节点位移结果
四、补充知识点
1. Abaqus可以使用线性摄动分析步来进行结构的静态线性分析，其Step time非常小，在多步分析中对总时间的影响可以忽略不记；
2. Abaqus中可以更改背景，若希望把背景颜色改为白色，可以在后处理菜单栏中选择View>Graphic Options，将Viewport Background改为Solid，颜色选择白色即可；
3. Abaqus中可根据需要修改图例、界面显示信息等，具体可在菜单栏Viewport>Viewport Annotation Options中修改。
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