Introduction Au Logiciel ABAQUS [PDF]

Zitiervorschau

Introduction à ABAQUS

Introduction au logiciel ABAQUS Mécatro 2 - ENSIBS

Stéphane Bochard (d'après une présentation de Mickaël ABBAS de l'UTC)

EN TRAVAUX ! Version du 18/09/2012

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Introduction à ABAQUS • Plan

• Introduction • Descriptif des possibilités du logiciel exemple Abaqus/CAE

• Structure du logiciel exemple script inp

• Modularité et analyses complexes • Exemples • Conclusion

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités

ABAQUS est un code de calcul par la méthode des éléments finis créé en 1978 Deux grands codes: • ABAQUS/Standard: résolution par un algorithme statique implicite • ABAQUS/Explicit: résolution par un algorithme dynamique explicite Version utilisée : 6.8-3 Versions disponibles : 6.6 → 6.11

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction

Pré-processeur

• généralités

Fichier .inp

ABAQUS

ABAQUS

Standard

Explicit Fichiers .odb, .fil, .fin, .res

Post-processeur Version du 18/09/2012

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités • commandes

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ABAQUS fonctionne sous Linux (et Windows) depuis un terminal : $ mkdir Abaqus_mes_fichers $ cd Abaqus_mes_fichers $ abaqus cae Lance ABAQUS/CAE en interactif $ abaqus job=toto Lance l'analyse du job toto.inp $ abaqus viewer Lance le post-processeur $ gedit poutre.inp & $ tail -10f toto.msg $ rm job.* 5

Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités

L'aide est accessible depuis l'UBS à l'adresse :

http://abaqus-doc.univ-ubs.fr:2080

• commandes

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités

ABAQUS ne gère pas les unités : c'est à l'utilisateur d'utiliser un système d'unités cohérent.

• commandes • unités

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif

Description succincte des possibilités d’ABAQUS: • Analyses • Éléments • Non-linéarités

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse

Domaines physiques: • Mécanique • Thermique • Électrique (piézo et thermique) • Problèmes couplés Problèmes: • Statique et dynamique • Linéaires et non linéaires Dynamique des corps rigides: depuis version 6.1

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif

Un très large choix d’éléments (plus de 100)

• Types analyse • Éléments

Possibilités de programmer de nouveaux éléments (en FORTRAN, sur ABAQUS/Standard) Version du 18/09/2012

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

Types de non-linéarités: • Matériaux • Géométriques • Contact Algorithmes robustes et paramétrables (NewtonRaphson standard à pas adaptatifs et méthode RIKS)

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

Non-linéarités matérielles • Hyper-élasticité • Plasticité • Visco-plasticité • Endommagement • Non-isotrope (y compris laminates = composites) Possibilités de programmer de nouvelles lois de comportement (en FORTRAN)

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

Non-linéarités géométriques • Grandes déformations • Grands déplacements • Grandes rotations • Instabilités (bifurcations, points-limites) Possibilités de remaillage automatique (type r) sur ABAQUS/Explicit

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

Non-linéarités de contact • Grands déplacements • Contact 2D et 3D • Rigide/Rigide, Rigide/Déformable, Déform./Déform. • Lois de frottement diverses et complexes Possibilités de programmer de nouvelles lois d’interaction (en FORTRAN)

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples

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• Exemple de la poutre encastrée • Exemple d’utilisation d’un script et de CAE

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp • CAE

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CRÉATION PAR CAE

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples

Modèle de la poutre encastrée

5

• Modèle

200

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1200

50

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE

Outils du module

Choix du module

Zone d'affichage Arborescence du modèle

Ctrl + alt + bouton gauche = rotation ●

Ctrl + alt + bouton centre = déplace ●

messages

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●

Ctrl + alt + bouton droit = zoom

●

Rotation molette centre = zoom

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE

1.

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3.

2.

PART création de la géométrie

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE

3.

1.

2.

= section (épaisseur)

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PROPERTY matériau et section

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE

Version du 18/09/2012

1.

2.

ASSEMBLY instance et assemblage

21

Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE

1.

3.

2. 4.

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STEP Nlgeom et incrémentation

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE

2.

3.

1.

Version du 18/09/2012

LOAD chargement et CL

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE

Version du 18/09/2012

1.

2.

MESH maillage

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE

1.

Version du 18/09/2012

2.

3.

JOB lancer et suivre le calcul

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE

Version du 18/09/2012

1.

2.

VISUALIZATION post-traitement

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités

CAO externe

Pre Processing cae

Abaqus/CAE

éditeur inp dat Printed output

res

Analysis

Abaqus/Standard Abaqus/Explicit

Restart file

odb rpt

sta

Post Processing ps Postscript

fichier ascii Version du 18/09/2012

Message file

Status file

Abaqus/Viewer

Report file

msg

fichier binaire 27

Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Conclusion

ABAQUS est: • Puissant • Évolutif • Modulaire

Questions particulières ?

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • CAE • Fichier .inp

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CRÉATION PAR script INP

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure

Description de la structure d’ABAQUS: • Structure et fonctionnement du logiciel • Syntaxe du fichier d’entrée • Fichiers produits par ABAQUS

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

Méthodes pour générer un fichier d’entrée (.inp): • À la main (fichier texte) • Avec ABAQUS/CAE • Avec un logiciel annexe (I-DEAS, NASTRAN,…)

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

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Syntaxe du fichier d’entrée ** ** Poincon-1 ** *Node 1,4.,-3.123 2,2.61507,-3.123 *Element, type=R2D2 1, 1, 2

Commentaire Commande Données

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

* HEADING …

Définition du modèle

… * STEP … * END STEP * STEP

Définition de l’analyse

… * END STEP Version du 18/09/2012

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

Définition du modèle 1/ Géométrie: nœuds, éléments et surfaces * NODE * ELEMENT * NSET * ELSET …

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*Node 1034, -0.114164, -0.609972 1035, -0.100693, -0.468336 *Element, type=CPS4R 866, 1039, 1040, 1070, 1069 867, 1040, 1041, 1071, 1070 *Nset, nset=ToronF-1._G2, generate 1034, 1088, 1 *Elset, elset=ToronF-1._G2, generate 866, 909, 1 34

Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

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Définition du modèle 2/ Lois de comportement * MATERIAL *Material, name=Cuivre *Density * DENSITY 8.9e-09, * ELASTIC *Elastic 130000., 0.29 * PLASTIC *Plastic 166., 0. * FRICTION 254., 0.275 …

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

Définition du modèle 3/ Attribution des propriétés élémentaires * SOLID SECTION *Solid Section, elset=Connecteur, * BEAM SECTION material=Cuivre 3.4, * SHELL SECTION * SPRING * MASS * DASHPOT …

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

Définition du modèle 4/ Conditions limites * BOUNDARY * CLOAD * DLOAD * AMPLITUDE * CONTACT …

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*Amplitude, name=Amplitude1, smooth=0.25, def=smooth step 0., 0., 0.0002, 1. *Boundary, amplitude=Amplitude1 NdPoincon, 1, 1 NdPoincon, 2, 2, -3.9 NdPoincon, 6, 6

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

Définition de l’analyse 1/ Type analyse * STATIC * DYNAMIC …

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*STEP *STATIC 0.1,1 *END STEP

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

Définition de l’analyse 2/ Analyse non linéaire * Géométrique non-linéaire

*STEP,NLGEOM

* Analyse non-linéaire *STATIC 0.1 , 1. , 0.001

,

1.

Pas de temps max. Pas de temps min. Période du « STEP » Pas de temps initial

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée

Définition de l’analyse 3/ Sorties * NODE PRINT * EL PRINT * NODE FILE * OUTPUT …

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*Output, field, op=NEW, number intervals=20, time marks=NO *Node Output U, V, A, RF *Element Output S, PE, PEEQ *Output, history, op=NEW, time interval=1e-05 *Energy Output, elset=Cable_Connecteur ALLAE, ALLCD, ALLVD, ALLIE, ALLKE, ALLPD, ALLSE *FILE OUTPUT,number interval=20 *Node file U,RF

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers

Fichiers .inp, .res

Pré-processeur ABAQUS Fichiers .dat, .res, .odb, .log, .fil Calcul ABAQUS

Fichiers .dat, .res, .odb, .log, .fil, .msg, .sta Version du 18/09/2012

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • 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

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers

Fichier .dat (ASCII-Compatibilité descendante) *NODE PRINT *EL PRINT *MODAL PRINT *CONTACT PRINT Utilisé pour le débogage des fichiers d’entrée Post-processeur extérieur

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers

Fichier .res (BINAIRE-Pas de compatibilité) *RESTART Utilisé dans l’analyse multi-étapes Pré-processeur ABAQUS (reprises) Post-processeur ABAQUS/Post

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers

Fichier .odb (BINAIRE-Pas de compatibilité) *NODE OUTPUT *EL OUTPUT *OUTPUT, FIELD *OUTPUT, HISTORY Possibilité de traitement par un script+ABAQUS/CAE Post-processeur ABAQUS/Viewer Post-processeur ABAQUS/CAE Post-processeur Catia

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples

Modèle de la poutre encastrée

1200 5

• Modèle

50

200 3

1 I

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5 II

7 III

9 IV

11 V

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp

* HEADING Exemple de poutre cantilever * NODE 1, 0., 0. 11, 200., 0. * NGEN,NSET=BEAMS 1, 11, 2 * ELEMENT, TYPE=B21 1, 1, 3 * ELGEN, ELSET=BEAMS 1,5,2,1 * BEAM SECTION,SECTION=RECT,ELSET=BEAMS, MATERIAL=MAT1 50., 5.

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp

* MATERIAL,NAME=MAT1 * ELASTIC 2.E5, .3 * PLASTIC 200, 0.0 250, 0.05 300, 0.10 * BOUNDARY 1, 1, 6

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp

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* RESTART,WRITE,FREQ=3 * STEP,NLGEOM,INC=500 Application de la force concentrée * STATIC .01, 1., .001, 1. * CLOAD 11, 2, -1200

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp

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* NODE PRINT, FREQ=1 U, RF * EL PRINT, FREQ=1 S, E

Fichier .dat

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp

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* NODE FILE,FREQ=1 U, RF * EL FILE,FREQ=1 S, E

Fichier .fil

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp

* OUTPUT, FIELD, FREQUENCY=10 * ELEMENT OUTPUT, VARIABLE=PRESELECT * NODE OUTPUT, VARIABLE=PRESELECT * OUTPUT, HISTORY, FREQUENCY=1 * NODE OUTPUT,NSET=BEAMS U, RF * END STEP

Fichier .odb

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité

La modularité d’ABAQUS: • Génération automatique de modèle • L’analyse multi-étapes • Utilisation de Python et de CAE

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité

Automatisation et modularisation des modèles • Utiliser les commandes *INCLUDE et *INPUT • Utiliser Python et la commande *PARAMETER • Utiliser Python en conjonction avec CAE

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • 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 N’est pas utilisable pour toutes les commandes

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include

• Commande INCLUDE *INCLUDE, INPUT=/mod/Acier.mat Fichier: /mod/Acier.mat *Material, name=Acier *Density 7.8E-09, *Elastic 210000., 0.30

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • 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

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python • Python/CAE

Environnement extérieur Fichiers .py PYTHON

ABAQUS/CAE

Fichiers .odb

Fichiers .inp

Calcul ABAQUS

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python • PythonCAE • Reprises

L’analyse multi-étapes: • Correspond à une réalité physique • Simplifie et structure l’analyse

Commandes de base: • STEP, END STEP • RESTART

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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python • Parameter • Python/CAE • Reprises

Exemple: *STEP *STATIC 0.1,1 *CLOAD 1,1,10 2,2,20

30

*STEP *STATIC 0.1,1 *CLOAD,OP=NEW 2,2,10 3,1,30

2

20 10

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*STEP *STATIC 0.1,1 *CLOAD,OP=MOD 2,2,30 3,1,20

3 1

60