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基本介紹

ABAQUS是一套功能強(qiáng)大的工程模擬的有限元軟件,，其解決問(wèn)題的范圍從相對(duì)簡(jiǎn)單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問(wèn)題。ABAQUS包括一個(gè)豐富的,、可模擬任意幾何形狀的單元庫(kù),。并擁有各種類型的材料模型庫(kù)，可以模擬典型工程材料的性能,，其中包括金屬,、橡膠、高分子材料,、復(fù)合材料,、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質(zhì)材料,，作為通用的模擬工具,，ABAQUS除了能解決大量結(jié)構(gòu)（應(yīng)力/位移）問(wèn)題，還可以模擬其他工程領(lǐng)域的許多問(wèn)題,，例如熱傳導(dǎo),、質(zhì)量擴(kuò)散、熱電耦合分析,、聲學(xué)分析,、巖土力學(xué)分析（流體滲透/應(yīng)力耦合分析）及壓電介質(zhì)分析。

模塊

ABAQUS/?ba:kjus/有兩個(gè)主求解器模塊—ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit,。ABAQUS還包含一個(gè)全面支持求解器的圖形用戶界面,，即人機(jī)交互前后處理模塊—ABAQUS/CAE。ABAQUS對(duì)某些特殊問(wèn)題還提供了專用模塊來(lái)加以解決,。

ABAQUS被廣泛地認(rèn)為是功能最強(qiáng)的有限元軟件,，可以分析復(fù)雜的固體力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng),，特別是能夠駕馭非常龐大復(fù)雜的問(wèn)題和模擬高度非線性問(wèn)題。ABAQUS不但可以做單一零件的力學(xué)和多物理場(chǎng)的分析,，同時(shí)還可以做系統(tǒng)級(jí)的分析和研究,。ABAQUS的系統(tǒng)級(jí)分析的特點(diǎn)相對(duì)于其他的分析軟件來(lái)說(shuō)是獨(dú)一無(wú)二的。由于ABAQUS優(yōu)秀的分析能力和模擬復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性使得ABAQUS被各國(guó)的工業(yè)和研究中所廣泛的采用,。ABAQUS產(chǎn)品在大量的高科技產(chǎn)品研究中都發(fā)揮著巨大的作用,。

塑性

金屬塑性，符合Mises屈服準(zhǔn)則的各向同性和遵循Hill準(zhǔn)則的各向異性塑性模型

鑄鐵塑性,，拉伸為Rankine屈服準(zhǔn)則,，壓縮為Mises屈服準(zhǔn)則

蠕變，考慮時(shí)間硬化和應(yīng)變硬化定律的各向同性和各向異性蠕變模型

擴(kuò)展的Druker-Prager模型,，適合于沙土等粒狀材料的不相關(guān)流動(dòng)的模擬

Capped Drucker-Prager模型,，適合于地質(zhì)、隧道挖掘等領(lǐng)域

Cam-Clay模型,，適合于粘土類土壤材料的模擬

Mohr-Coulomb模型,，這種模型與Capped Druker-Prager模型類似，但可以考慮不光滑小表面情況

泡沫材料模型,，可以模擬高度擠壓材料,，可應(yīng)用于消費(fèi)品包裝、及車輛安全裝置等領(lǐng)域混凝土材料模型,，這種模型包含了混凝土彈塑性破壞理論滲透性材料模型,，提供了依賴于孔隙比率、飽和度和流速的各向同性和各向異性材料的滲透性模型,。

其它材料特性：

包括密度,、熱膨脹特性、熱傳導(dǎo)率和導(dǎo)電率,、比熱,、壓電特性、阻尼以及用戶自定義材料特性等

單元庫(kù)：ABAQUS包括內(nèi)容豐富的單元庫(kù),，單元種類多達(dá)562種,。它們可以分為8個(gè)大類，稱為單元族,，包括：

—實(shí)體單元

—?dú)卧?/p>

—薄膜單元

—梁?jiǎn)卧?/p>

—桿單元

—?jiǎng)傮w元

—連接元

—無(wú)限元還包括其中針對(duì)特殊問(wèn)題構(gòu)建的特種單元如針對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或輪胎結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)筋單元（*Rebar）,、針對(duì)海洋工程結(jié)構(gòu)的土壤/管柱連接單元（*Pipe-Soil）和錨鏈單元(*Drag Chain)，還有專門的墊圈單元和空氣單元等特殊的單元等,，這些單元對(duì)解決各行業(yè)領(lǐng)域的具體問(wèn)題非常有效,。

另外，用戶還可以通過(guò)用戶子程序自定義單元種類。

對(duì)ABAQUS進(jìn)行二次開發(fā)也極為方便,，ABAQUS支持FORTRAN或VC++來(lái)二次開發(fā),。

載荷、約束及連接：

載荷

載荷包括均勻體力,、不均勻體力,、均勻壓力、不均勻壓力,、靜水壓力、旋轉(zhuǎn)加速度,、離心載荷,、彈性基礎(chǔ)，伴隨力效應(yīng),，集中力和彎矩,，溫度和其他場(chǎng)變量，速度和加速度等,。

約束

除常規(guī)的約束外,，還提供線性和非線性的多點(diǎn)約束(MPC)，包括剛性鏈,、剛性梁,、殼體/固體連接、循環(huán)對(duì)稱約束和運(yùn)動(dòng)耦合等,。連接強(qiáng)大的接觸對(duì)定義與分析功能為管接頭接觸密封分析,，鉸鏈連接分析，殼體密封分析等帶來(lái)極大的便利,。

對(duì)比分析

ABAQUS軟件與ANSYS軟件的對(duì)比分析

1．在世界范圍內(nèi)的知名度：

兩種軟件同為國(guó)際知名的有限元分析軟件,，在世界范圍內(nèi)具有各自廣泛的用戶群。ANSYS軟件在致力于線性分析的用戶中具有很好的聲譽(yù),，它在計(jì)算機(jī)資源的利用,，用戶界面開發(fā)等方面也做出了較大的貢獻(xiàn)。ABAQUS軟件則致力于更復(fù)雜和深入的工程問(wèn)題,，其強(qiáng)大的非線性分析功能在設(shè)計(jì)和研究的高端用戶群中得到了廣泛的認(rèn)可,。

由于ANSYS產(chǎn)品進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS的界面是當(dāng)時(shí)最好的界面之一,，所以在中國(guó),，ANSYS軟件在用戶數(shù)量和市場(chǎng)推廣度方面要高于ABAQUS。但隨著ABAQUS北京辦事處的成立,，ABAQUS軟件的用戶數(shù)目和市場(chǎng)占有率正在大幅度和穩(wěn)步提高,，并可望在今后的幾年內(nèi)趕上和超過(guò)ANSYS。

2．應(yīng)用領(lǐng)域：

ANSYS軟件注重應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，覆蓋流體,、電磁場(chǎng)和多物理場(chǎng)耦合等十分廣泛的研究領(lǐng)域,。ABAQUS則集中于結(jié)構(gòu)力學(xué)和相關(guān)領(lǐng)域研究，致力于解決該領(lǐng)域的深層次實(shí)際問(wèn)題,。

3．性價(jià)比

ANSYS軟件由于價(jià)格政策靈活,，具有多種銷售方案，在解決常規(guī)的線性及耦合問(wèn)題時(shí),，具有較好的性價(jià)比,。但在實(shí)際工程中，非線性是比線性遠(yuǎn)為普遍的自然現(xiàn)象,，線性通常只是非線性的理想化假設(shè),。隨著研究水平的提高和研究問(wèn)題的深入，非線性問(wèn)題必然成為工程師和研究人員面臨的課題,，并成為制約深入研究和精確設(shè)計(jì)的瓶頸,。購(gòu)買ABAQUS軟件可以很好地解決這些問(wèn)題，縮短研制周期,、減少試驗(yàn)投入,，避免重新設(shè)計(jì)。工欲善其事,，必先利其器,，使用不恰當(dāng)或低檔的分析工具進(jìn)行工作的成本要遠(yuǎn)超過(guò)使用合適工具的成本。因此,，從綜合效益和長(zhǎng)遠(yuǎn)效益而言,，ABAQUS軟件的經(jīng)濟(jì)性也是非常突出的。

4．求解器功能

對(duì)于常規(guī)的線性問(wèn)題,，兩種軟件都可以較好的解決,，在模型規(guī)模限制、計(jì)算流程,、計(jì)算時(shí)間等方面都較為接近,。

ABAQUS軟件在求解非線性問(wèn)題時(shí)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。其非線性涵蓋材料非線性,、幾何非線性和狀態(tài)非線性等多個(gè)方面,。

另外，由于ABAQUS/Standard(通用程序)和ABAQUS/Explicit(顯式積分)同為ABAQUS公司的產(chǎn)品,，它們之間的數(shù)據(jù)傳遞非常方便,，可以很容易地考慮預(yù)緊力等靜力和動(dòng)力相結(jié)合的計(jì)算情況。

ABAQUS軟件的求解器是智能化的求解器,，可以解決其它軟件不收斂的非線性問(wèn)題,，其它軟件也收斂的非線性問(wèn)題，ABAQUS軟件的計(jì)算收斂速度較快，并更加容易操作和使用,。

5．人機(jī)交互界面

ABAQUS/CAE是ABAQUS公司新近開發(fā)的軟件運(yùn)行平臺(tái),，他汲取了同類軟件和CAD軟件的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)與ABAQUS求解器軟件緊密結(jié)合,。

與其他有限元軟件的界面程序比,，ABAQUS/CAE具有以下的特點(diǎn)：

l 采用CAD方式建模和可視化視窗系統(tǒng)，具有良好的人機(jī)交互特性,。

l 強(qiáng)大的模型管理和載荷管理手段,，為多任務(wù)、多工況實(shí)際工程問(wèn)題的建模和仿真提供了方便,。

l 鑒于接觸問(wèn)題在實(shí)際工程中的普遍性,，單獨(dú)設(shè)置了連接(interaction)模塊，可以精確地模擬實(shí)際工程中存在的多種接觸問(wèn)題,。

l 采用了參數(shù)化建模方法，為實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化,，結(jié)構(gòu)修改提供了有力工具,。

6．綜合性能對(duì)比

綜合起來(lái)，ABAQUS軟件具有：

l 更多的單元種類,，單元種類達(dá)433種,，提供了更多的選擇余地，并更能深入反映細(xì)微的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象和現(xiàn)象間的差別,。除常規(guī)結(jié)構(gòu)外,，可以方便地模擬管道、接頭以及纖維加強(qiáng)結(jié)構(gòu)等實(shí)際結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為

l 更多的材料模型,，包括材料的本構(gòu)關(guān)系和失效準(zhǔn)則等,，僅橡膠材料模型就達(dá)16種。除常規(guī)的金屬材料外,，還可以有效地模擬復(fù)合材料,、土壤、塑性材料和高溫蠕變材料等特殊材料

l 更多的接觸和連接類型,，可以是硬接觸或軟接觸,，也可以是Hertz接觸（小滑動(dòng)接觸）或有限滑動(dòng)接觸，還可以雙面接觸或自接觸,。接觸面還可以考慮摩擦和阻尼的情況,。上述選擇提供了方便地模擬密封，擠壓,，鉸連接等工程實(shí)際結(jié)構(gòu)的手段,。

l ABAQUS的疲勞和斷裂分析功能，概括了多種斷裂失效準(zhǔn)則，對(duì)分析斷裂力學(xué)和裂紋擴(kuò)展問(wèn)題非常有效,。

7．網(wǎng)上學(xué)習(xí)途徑

網(wǎng)上人數(shù)比較多的論壇是百思論壇和機(jī)械論壇里面的ABAQUS區(qū),，SIMWE社區(qū)越來(lái)越成為abaqus學(xué)習(xí)的主流論壇，而CAE學(xué)術(shù)網(wǎng)是設(shè)立ABAQUS版塊和類別最多的論壇,。

應(yīng)用

沖壓成型應(yīng)用

1.模擬加工過(guò)程中的成本節(jié)約加工成形技術(shù)是制造工業(yè)中的一種重要的技術(shù),。

當(dāng)前，制造行業(yè)加工工藝正朝著高技術(shù)的方向發(fā)展,，越來(lái)越多的公司在產(chǎn)品研發(fā)和制造過(guò)程中開始注重仿真技術(shù)的應(yīng) 用,。

采用ABAQUS進(jìn)行仿真模擬的目的是節(jié)約開發(fā)成本、加快研發(fā)速度和提高產(chǎn)品質(zhì)量,。ABAQUS可以針對(duì)不同操作系統(tǒng)（如Unix,，Linux和Windows等）進(jìn)行單機(jī)或多機(jī)并行運(yùn)算，節(jié)省更多運(yùn)算時(shí)間,。

下面以ABAQUS某汽車用戶的車門設(shè)計(jì)為例,，說(shuō)明ABAQUS在沖壓成型有限元模擬中的應(yīng)用。

某型號(hào)汽車車門的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程其中主要設(shè)計(jì)及加工成本如下：

1.軟質(zhì)模具的設(shè)計(jì)和加工成本為20萬(wàn)美元,；

2.初期生產(chǎn)并修改模具的周期一般不低于12周,；

3.硬質(zhì)模具的設(shè)計(jì)修改和加工成本為75萬(wàn)美元,；

4.最后產(chǎn)品試生產(chǎn)、模具方案的定型,、修正生產(chǎn)流程直至正式生產(chǎn)的周期一般為8~9個(gè)月,。

其中，硬質(zhì)模具的設(shè)計(jì)費(fèi)用包含在前期軟質(zhì)模具設(shè)計(jì)費(fèi)用之中,，后期只計(jì)算修改模具設(shè)計(jì)的費(fèi)用,。

采用ABAQUS進(jìn)行數(shù)字仿真之后。

修改設(shè)計(jì)流程之后,，主要設(shè)計(jì)和加工成本如下：

1.軟質(zhì)模具的設(shè)計(jì)和加工成本為10萬(wàn)美元,；

2.初期生產(chǎn)并修改模具的周期縮短為4周；

3.硬質(zhì)模具的設(shè)計(jì)修改和加工成本為25萬(wàn)美元,；

4.最后產(chǎn)品試生產(chǎn),、模具方案的定型、試生產(chǎn),、修正生產(chǎn)流程直至正式生產(chǎn)的周期一般為3.5~4個(gè)月,。

經(jīng)過(guò)以上計(jì)算可以明確看出，僅車門的設(shè)計(jì)費(fèi)用就節(jié)約了2/3,，而設(shè)計(jì)周期則縮短為原來(lái)的1/3,。

1.模擬加工成形過(guò)程中的難點(diǎn)

加工成形過(guò)程的數(shù)值模擬受到材料非線性、幾何非線性和邊界非線性的綜合影響,，直接計(jì)算的難度非常大,。從力學(xué)本質(zhì)來(lái)看，很多的成形過(guò)程可以簡(jiǎn)化為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程,，對(duì)該過(guò)程的有限元模擬通常有兩種方法：靜力隱式方法和動(dòng)力顯式方法,。根據(jù)動(dòng)力松弛法的原理，動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)解和靜力解是一致的,。所以本文所涉及的算例均采用顯式動(dòng)力學(xué)的方法,，即使用ABAQUS/EXPLICIT求解器模塊，對(duì)不同的加工成形過(guò)程進(jìn)行模擬,。

算例表明,，ABAQUS在處理加工成形中可以得到令人滿意的結(jié)果。

1.實(shí)際應(yīng)用

2.1.普通油箱的沖壓成形本實(shí)例模擬油箱的沖壓成型過(guò)程,?？紤]到在沖壓成型過(guò)程中，油箱結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,，本文通過(guò)模擬圖3左下所示的結(jié)構(gòu),，對(duì)其進(jìn)行模擬分析，達(dá)到分析整個(gè)油箱成型的目的,。首先,，通過(guò)ABAQUS/CAE完成成形的全過(guò)程,，模擬結(jié)果跟實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程相吻合。

3.2.鈦合金板材的沖壓成型ABAQUS模擬過(guò)程

4.3.蒙拉成形蒙拉成型的ABAQUS模擬,。

5.4.橡皮囊成形及鈑金成形

6.5.彎管成形彎管成形

7.6.圓錐管成形圓錐管

8.結(jié)論

以上實(shí)例的模擬都是在ABAQUS平臺(tái)下進(jìn)行的,。結(jié)果表明，采用ABAQUS處理加工成型過(guò)程中所涉及到的非線性力學(xué)問(wèn)題,，能夠得到比較令人滿意的結(jié)果,。此外，ABAQUS還提供了種類豐富的用戶子程序接口,，用戶可以根據(jù)需要編寫特殊的本構(gòu)關(guān)系曲線,、復(fù)雜的載荷和邊界條件以及靈活多樣的用戶單元等，這些功能在研究領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域中都取得了廣泛地應(yīng)用,。

應(yīng)用

是功能最強(qiáng)的非線性分析軟件,，可應(yīng)用在以下領(lǐng)域：建筑、勘查,、地質(zhì),、水利、交通,、電力,、測(cè)繪、國(guó)土,、環(huán)境,、林業(yè)等方面。

產(chǎn)品

不論是你想深入了解一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品的細(xì)節(jié)行為,，進(jìn)行設(shè)計(jì)更新,，理解新材料的力學(xué)行為，還是模擬制造工藝過(guò)程,，Abaqus有限元產(chǎn)品都能提供最全面靈活的解決方案去完成上述任務(wù)。Abaqus產(chǎn)品提供高精度,、可靠,、高效的解決方案，用于求解非線性問(wèn)題,、大規(guī)模線性動(dòng)力學(xué)應(yīng)用以及常規(guī)的仿真,。Abaqus產(chǎn)品集成顯式和隱式求解器，這使得用戶可以在后續(xù)的分析中直接使用上一個(gè)仿真分析的結(jié)果,，用于考慮歷史加載的影響,，例如加工制造。用戶自定義功能,，用戶界面的定制,，這些靈活的手段可以更好地加入用戶的想法,，使得用戶有更多的選擇以減少分析時(shí)間。

Abaqus有限元產(chǎn)品采用最新的高性能并行計(jì)算環(huán)境,，允許用戶的模型盡可能的復(fù)雜,，而不用擔(dān)心計(jì)算能力的限制。這樣可以使得用戶最少的簡(jiǎn)化模型,，從而增加了結(jié)果的真實(shí)性,，也減少了反復(fù)修改模型的時(shí)間。很多合作伙伴的產(chǎn)品都由于Abaqus產(chǎn)品強(qiáng)大的功能而將其內(nèi)置或定制專用界面,。使用全球最完整強(qiáng)大的有限元產(chǎn)品,，去探索產(chǎn)品的真實(shí)行為并加速創(chuàng)新吧。

Abaqus/CAE

Abaqus有限元建模,、后處理以及過(guò)程自動(dòng)化的完整解決方案

使用Abaqus/CAE用戶可以快速高效地創(chuàng)建,、修改、監(jiān)控,、診斷以及可視化Abaqus分析過(guò)程,。Abaqus/CAE用戶界面將建模、分析,、任務(wù)管理和結(jié)果可視化功能集成為一個(gè)統(tǒng)一,、易于操作環(huán)境之下，不論對(duì)于初學(xué)者還是有經(jīng)驗(yàn)的用戶,，都非常易學(xué)和高效,。Abaqus/CAE支持類似CAD一樣的交互式功能，例如基于特征,、參數(shù)化建模,、交互式和腳本操作、用戶定制界面等,。

在Abaqus/CAE中,，用戶可以創(chuàng)建幾何模型，也可以導(dǎo)入CAD模型,，或者基于幾何生成網(wǎng)格,，而這些網(wǎng)格跟CAD模型不再關(guān)聯(lián)。CATIA V5,、SolidWorks和Pro/ENGINEER的交互式接口可以保證CAD和CAE裝配模型的一致性,，并且可以快速地進(jìn)行模型更新而不丟失任何用戶定義的分析特征。

Abaqus/CAE開放的用戶定制工具提供了強(qiáng)大的自動(dòng)化分析流程解決方案,，這樣仿真專家可以定制驗(yàn)證好的工作流程,，將仿真知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)固化到其中。Abaqus/CAE同樣提供強(qiáng)大的后處理定制功能,，使得用戶可以讀取和操作任何Abaqus分析的結(jié)果,。

Abaqus/Standard

Abaqus/Standard適合求解靜態(tài)和低速動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,，這些問(wèn)題通常都對(duì)應(yīng)力精度有很高的要求。例如墊片密封問(wèn)題,，輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)問(wèn)題,，或復(fù)合材料機(jī)翼裂紋擴(kuò)展問(wèn)題。對(duì)于單一問(wèn)題的模擬,，可能需要在時(shí)域和頻域內(nèi)進(jìn)行分析,。例如在發(fā)動(dòng)機(jī)分析里，首先需要模擬包含復(fù)雜墊片力學(xué)行為的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋安裝模擬,，接著才是進(jìn)行包含預(yù)應(yīng)力的模態(tài)分析,，或是在頻域內(nèi)的包含預(yù)應(yīng)力的聲固耦合振動(dòng)分析。Abaqus/CAE支持Abaqus/Standard求解器的所有常用的前后處理功能,。

Abaqus/Standard計(jì)算結(jié)果可以作為初始狀態(tài)用于后續(xù)的Abaqus/Explicit分析,。同樣的，Abaqus/Explicit計(jì)算結(jié)果也可以繼續(xù)用于后續(xù)的Abaqus/Standard分析,。這種集成的靈活性使得可以將復(fù)雜的問(wèn)題分解,，將適合用隱式方法的分析過(guò)程用Abaqus/Standard求解，例如靜力學(xué),、低速動(dòng)力學(xué)或穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)分析;而將適合用顯式方法的用Abaqus/Explicit求解,，例如高速、非線性,、瞬態(tài)占主導(dǎo)的問(wèn)題,。

發(fā)布的產(chǎn)品

Abaqus/AMS

Abaqus/Standard的附加分析功能允許用戶使用自動(dòng)多級(jí)子結(jié)構(gòu)特征值求解器(AMS)去計(jì)算模態(tài)問(wèn)題,。Abaqus/AMS特征值求解器的計(jì)算性能遠(yuǎn)超默認(rèn)的Lanczos求解器,，尤其是對(duì)于大規(guī)模模型需要提取大量的模態(tài)時(shí),。大量的模型測(cè)試表明,，對(duì)于模態(tài)提取問(wèn)題，AMS求解器要快10-25倍,，這取決于模型的復(fù)雜程度,。

Abaqus/Aqua

Abaqus/Aqua是用于海洋工程的一個(gè)附加模塊,，可以應(yīng)用于海洋工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,，能夠完成導(dǎo)管架和立管的結(jié)構(gòu)分析,，拖管過(guò)程模擬計(jì)算以及浮體結(jié)構(gòu)分析計(jì)算;可以計(jì)算結(jié)構(gòu)浮力、風(fēng)載荷以及波流載荷作用下的拖曳力和慣性力等環(huán)境載荷,。

Abaqus/Design

Abaqus/Design作為Abaqus/Standard的補(bǔ)充附加模塊，主要用于設(shè)計(jì)靈敏度分析(DSA),。設(shè)計(jì)靈敏度對(duì)于理解設(shè)計(jì)空間變化以及預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)改變的影響都非常有用,。設(shè)計(jì)靈敏度可以為再設(shè)計(jì)和基于梯度的優(yōu)化提供基礎(chǔ)。

Abaqus/Foundation

Abaqus/Foundation提供Abaqus/Standard中的線性靜力學(xué)和線性動(dòng)力學(xué)分析功能,。當(dāng)Abaqus/Foundation可用時(shí),，Abaqus會(huì)自動(dòng)探測(cè)分析是否能夠應(yīng)用線性攝動(dòng)分析類型,，然后使用Abaqus/Foundation代替Abaqus/Standard進(jìn)行分析，可以有效地節(jié)省license token使用量,。

Abaqus/Explicit

Abaqus/Explicit是特別適合于模擬瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)為主的問(wèn)題的有限元產(chǎn)品,，例如電子產(chǎn)品的跌落、汽車碰撞和穿甲侵徹,。Abaqus/Explicit能夠高效地求解包括接觸在內(nèi)的非線性問(wèn)題和許多準(zhǔn)靜態(tài)問(wèn)題,，如金屬的滾壓成型、吸能裝置的低速碰撞,。Abaqus/Explicit使用方便,，可靠性高，計(jì)算高效,。Abaqus/CAE支持Abaqus/Explicit求解器的所有常用的前后處理功能,。

Abaqus/Explicit計(jì)算結(jié)果可以作為初始狀態(tài)用于后續(xù)的Abaqus/Standard分析。同樣的,，Abaqus/Standard計(jì)算結(jié)果也可以繼續(xù)用于后續(xù)的Abaqus/Explicit分析,。這種集成的靈活性使得可以將復(fù)雜的問(wèn)題分解，將適合于顯式方法的求解的高速,、非線性,、瞬態(tài)占主導(dǎo)的問(wèn)題用Abaqus/Explicit求解;而適合與隱式方法的分析過(guò)程用Abaqus/Standard求解，例如靜力學(xué),、低速動(dòng)力學(xué)或穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)分析,。

Abaqus/CFD

Abaqus/CFD為Abaqus提供了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析功能，Abaqus/CAE支持該求解器的所有的前后處理需求,。并行的CFD分析功能可以求解多數(shù)的非線性流體傳熱和流固耦合問(wèn)題,。

Abaqus/CFD可以解決以下不可壓縮流動(dòng)問(wèn)題：

層流和湍流：內(nèi)流或外流的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)問(wèn)題，橫跨的雷諾數(shù)范圍可以很大,，分析時(shí)幾何可以很復(fù)雜,。還可以分析由空間變化的分布體力誘發(fā)的流動(dòng)問(wèn)題。

熱對(duì)流：包括熱傳導(dǎo)和自然對(duì)流問(wèn)題,，需要求解能量方程,。這類問(wèn)題包括大范圍普朗特?cái)?shù)的湍流熱傳導(dǎo)。

ALE動(dòng)網(wǎng)格：Abaqus/CFD對(duì)運(yùn)動(dòng)方程,、熱傳導(dǎo)方程和湍流傳輸方程采用ALE描述進(jìn)行動(dòng)網(wǎng)格分析,。動(dòng)網(wǎng)格問(wèn)題通常包括指定邊界運(yùn)動(dòng)，這種邊界條件對(duì)于流體流動(dòng)來(lái)說(shuō)相對(duì)獨(dú)立,，常出現(xiàn)于流體流動(dòng)或流固耦合問(wèn)題中,。

Abaqus附加模塊

Abaqus統(tǒng)一有限元產(chǎn)品允許用戶開發(fā)定制應(yīng)用，并可以將合作伙伴或自主開發(fā)的功能集成到Abaqus中。SIMULIA提供Moldflow,、MSC.ADAMS和MADYMO的分析接口,。FTSS的碰撞假人模型也可以在碰撞分析和乘員安全分析中使用。Abaqus各地區(qū)辦公室開發(fā)了大量基于Abaqus的定制功能,，例如印刷電路板模塊(PWB),，纏繞復(fù)合材料模塊，金屬覆蓋成型模塊等,。SIMULIA也提供Fe-safe用于模擬疲勞問(wèn)題,。

拓?fù)鋬?yōu)化(ATOM)

Abaqus拓?fù)鋬?yōu)化模塊(ATOM)具有先進(jìn)的非線性結(jié)構(gòu)優(yōu)化功能，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和工程師提供滿足結(jié)構(gòu)需求和制造工藝的設(shè)計(jì),，同時(shí)提高產(chǎn)品性能,、降低產(chǎn)品重量和費(fèi)用。

ATOM能夠使Abaqus用戶對(duì)單個(gè)部件或者裝配體進(jìn)行拓?fù)浜屯庑蝺?yōu)化,，同時(shí)考慮材料非線性,、接觸非線性和幾何非線性的影響。

ATOM的優(yōu)點(diǎn)：

縮短設(shè)計(jì)周期

減重從而降低費(fèi)用

通過(guò)控制峰值應(yīng)力以提高產(chǎn)品壽命

降低失效率以提高產(chǎn)品質(zhì)量

分析接口

MoldFlow分析接口

該附加模塊可以將MoldFlow注塑分析的結(jié)果導(dǎo)入到Abaqus中,，為后續(xù)的分析考慮材料方向和殘余應(yīng)力因素的影響,。MoldFlow提供制造過(guò)程中部件的力學(xué)和熱力學(xué)材料參數(shù)以及殘余應(yīng)力結(jié)果信息。力學(xué)參數(shù)(包括纖維角度因素的影響)信息由MoldFlow計(jì)算,，并以沿部件厚度方向積分點(diǎn)位置處的正交各項(xiàng)異性參數(shù)的方式寫出到接口文件中,。

MSC.ADAMS分析接口

MSC.ADAMS分析接口可以讓用戶在采用MSC.ADAMS進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)分析時(shí)使用Abaqus模型的剛度信息。MSC.ADAMS分析接口可以將Abaqus模型的剛度矩陣轉(zhuǎn)換為ADAMS/Flex需要的數(shù)據(jù)格式,。

MADYMO聯(lián)合仿真

該附加模塊在Abaqus/Explicit中使用,，可以在車輛-乘員碰撞安全模擬中使用Abaqus/Explicit和MADYMO進(jìn)行聯(lián)合仿真。該分析技術(shù)可以直接將Abaqus/Explicit的碰撞分析和MADYMO的乘員分析進(jìn)行耦合,。使用Abaqus/Explicit和MADYMO進(jìn)行碰撞安全分析的用戶手冊(cè)可以通過(guò)AOSS下載,。

CAD交互式接口

交互式接口能夠?qū)AD模型傳遞到Abaqus/CAE中。這些功能強(qiáng)大的附加模塊僅需鼠標(biāo)輕輕一點(diǎn),，就可將部件或整個(gè)裝配體傳遞到Abaqus/CAE中,。用戶可以在CAD軟件中修改幾何模型，使用交互式接口快速更新Abaqus/CAE的有限元模型,，而不丟失任何分析特征,。這些交互式接口需要在每個(gè)CAD軟件中安裝插件使用，然后在Abaqus/CAE中通過(guò)CAD連接工具建立相應(yīng)的連接,。

CATIA V5交互式接口

CATIA V5交互式接口可以使用交互式導(dǎo)入將CATIA V5的部件和裝配體傳遞到Abaqus/CAE中,。CATIA V5模型中的材料和組定義也可以傳遞到Abaqus/CAE中。除此之外,，CATIA V5交互式接口還可以直接導(dǎo)入CATIA V5的.CATPart和.CATProduct格式的模型,。

CATIA V5交互式接口有以下幾點(diǎn)功能：

自動(dòng)交互式導(dǎo)入是一個(gè)功能強(qiáng)大的工具,，這可以使用戶快速地從CATIA V5中傳遞模型到Abaqus/CAE中，而兩個(gè)軟件需要在同一臺(tái)電腦上同時(shí)運(yùn)行,。當(dāng)CAD模型傳遞結(jié)束后，用戶可以繼續(xù)在CATIA V5中修改CAD設(shè)計(jì),，然后只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)即可將修改后的模型更新到Abaqus/CAE中,。同時(shí)用戶在Abaqus/CAE中創(chuàng)建的任何特征，例如分區(qū),、載荷,、邊界條件、集合,、面等,，都會(huì)在導(dǎo)入過(guò)程中自動(dòng)重新生成。

CATIA V5交互式接口可以使用戶在Abaqus/CAE中修改CATIA模型中的特征參數(shù),，例如孔徑或拉伸長(zhǎng)度,。修改后的參數(shù)會(huì)更新CATIA和Abaqus/CAE中的模型。

如果CATIA V5和Abaqus/CAE沒(méi)有同時(shí)運(yùn)行,，或運(yùn)行在不同的電腦上,，用戶可以使用手動(dòng)的交互式導(dǎo)入。使用CATIA V5交互式接口插件,，用戶可以保存裝配體為.eaf格式,。用戶可以可以將.eaf格式的模型導(dǎo)入到Abaqus/CAE中，或者使用此文件更新Abaqus/CAE在現(xiàn)有的模型,。另外,，手動(dòng)交互式導(dǎo)入可以在不同的Windows平臺(tái)之間運(yùn)行(例如，32位Windows上的CATIA V5建立的CAD模型,，可以通過(guò)此功能導(dǎo)入到64位Windows上的Abaqus/CAE中),。

直接導(dǎo)入不是交互式導(dǎo)入，因此也不需要使用CATIA V5交互式導(dǎo)入插件,。只要將CATIA V5的幾何模型保存為標(biāo)準(zhǔn)的部件或裝配體格式文件,，就可以直接導(dǎo)入到Abaqus/CAE中。用戶將不能使用直接導(dǎo)入功能更新Abaqus/CAE現(xiàn)有模型,，但是可以使用此功能在32位和64位Windows平臺(tái)之間傳遞幾何模型,。交互式導(dǎo)入和直接導(dǎo)入為企業(yè)或供應(yīng)商之間模型從CATIA V5導(dǎo)入到Abaqus/CAE中提供了很大的靈活性。

CATIA V5交互式接口需要Abaqus/CAE 6.8或以上版本,，兼容CATIA V5 R18,、R19、R20和R21,。

Pro/ENGINEER交互式接口

Pro/ENGINEER 交互式接口可以使用交互式導(dǎo)入將Pro/ENGINEER的部件和裝配體傳遞到Abaqus/CAE中,。除了交互式導(dǎo)入,，Pro/ENGINEER交互式接口也包含了直接導(dǎo)入接口，可以寫出.enf_abq格式的部件和裝配體,。.enf_abq格式文件可以接著被導(dǎo)入到Abaqus/CAE中,。

Pro/ENGINEER交互式接口可以使用戶在Abaqus/CAE中修改Pro/ENGINEER模型中的特征參數(shù)，例如孔徑或拉伸長(zhǎng)度,。修改后的參數(shù)會(huì)更新Pro/ENGINEER和Abaqus/CAE中的模型,。

Pro/ENGINEER交互式接口有以下幾點(diǎn)功能：

自動(dòng)交互式導(dǎo)入是一個(gè)功能強(qiáng)大的工具，這可以使用戶快速地從Pro/ENGINEER中傳遞模型到Abaqus/CAE中,，而兩個(gè)軟件需要在同一臺(tái)電腦上同時(shí)運(yùn)行,。當(dāng)CAD模型傳遞結(jié)束后，用戶可以繼續(xù)在Pro/ENGINEER中修改CAD設(shè)計(jì),，然后只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)即可將修改后的模型更新到Abaqus/CAE中,。同時(shí)用戶在Abaqus/CAE中創(chuàng)建的任何特征，例如分區(qū),、載荷,、邊界條件、集合,、面等,，都會(huì)在導(dǎo)入過(guò)程中自動(dòng)重新生成。

Pro/ENGINEER交互式接口可以使用戶在Abaqus/CAE中修改Pro/ENGINEER模型中的特征參數(shù),，例如孔徑或拉伸長(zhǎng)度,。修改后的參數(shù)會(huì)更新Pro/ENGINEER和Abaqus/CAE中的模型。

如果Pro/ENGINEER和Abaqus/CAE沒(méi)有同時(shí)運(yùn)行,，或運(yùn)行在不同的電腦上,，用戶可以使用手動(dòng)的交互式導(dǎo)入。使用Pro/ENGINEER交互式接口插件,，用戶可以保存裝配體為.eaf格式,。用戶可以可以將.eaf格式的模型導(dǎo)入到Abaqus/CAE中，或者使用此文件更新Abaqus/CAE在現(xiàn)有的模型,。另外,，手動(dòng)交互式導(dǎo)入可以在不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)之間運(yùn)行(例如， Windows上的Pro/ENGINEER建立的CAD模型,，可以通過(guò)此功能導(dǎo)入到Linux上的Abaqus/CAE中),。

直接導(dǎo)入接口使用單個(gè)文件將Pro/ENGINEER的幾何模型導(dǎo)入到Abaqus/CAE中，而不是交互式導(dǎo)入,。使用Pro/ENGINEER 交互式插件,，用戶可以保存.enf_abq格式文件。用戶可以使用這種文件格式將幾何模型隨后導(dǎo)入到Abaqus/CAE中,。但是用戶不能使用直接導(dǎo)入接口更新Abaqus/CAE中現(xiàn)有的模型,，而且不能在不同平臺(tái)之間傳遞幾何模型,。交互式導(dǎo)入和直接導(dǎo)入為企業(yè)或供應(yīng)商之間模型從Pro/ENGINEER導(dǎo)入到Abaqus/CAE中提供了很大的靈活性。

Pro/ENGINEER交互式接口需要Abaqus/CAE 6.8及以上版本,。

SolidWorks交互式接口

SolidWorks交互式接口可以輕松地將Solidworks中的部件或裝配體導(dǎo)入到Abaqus/CAE中,，接著用戶可以修改Solidworks中的幾何模型，該接口自動(dòng)地更新Abaqus/CAE中模型修改且不丟失任何分析特征,。當(dāng)用戶在使用Solidworks不斷更改設(shè)計(jì)模型而分析工具是基于Abaqus時(shí),，SolidWorks交互式接口就顯得非常有用。

SolidWorks交互式接口有以下幾點(diǎn)功能：

自動(dòng)交互式導(dǎo)入是一個(gè)功能強(qiáng)大的工具,，這可以使用戶快速地從SolidWorks中傳遞模型到Abaqus/CAE中，而兩個(gè)軟件需要在同一臺(tái)電腦上同時(shí)運(yùn)行,。當(dāng)CAD模型傳遞結(jié)束后,，用戶可以繼續(xù)在SolidWorks中修改CAD設(shè)計(jì)，然后只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)即可將修改后的模型更新到Abaqus/CAE中,。同時(shí)用戶在Abaqus/CAE中創(chuàng)建的任何特征,，例如分區(qū)、載荷,、邊界條件,、集合、面等,，都會(huì)在導(dǎo)入過(guò)程中自動(dòng)重新生成,。

當(dāng)SolidWorks和Abaqus/CAE沒(méi)有同時(shí)運(yùn)行，或運(yùn)行在不同的電腦上,，用戶可以使用手動(dòng)的交互式導(dǎo)入,。使用SolidWorks交互式插件，用戶可以保存裝配體為.eaf格式,。用戶可以可以將.eaf格式的模型導(dǎo)入到Abaqus/CAE中,，或者使用此文件更新Abaqus/CAE在現(xiàn)有的模型。另外,，手動(dòng)交互式導(dǎo)入可以在不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)之間運(yùn)行(例如,，Windows上的SolidWorks建立的CAD模型，可以通過(guò)此功能導(dǎo)入到Linux上的Abaqus/CAE中),。

SolidWorks交互式接口需要Abaqus/CAE 6.8EF及以上版本,，且SolidWorks為2009 SP1及以上版本。

復(fù)合材料建模模塊(CMA)

基于Abaqus/CAE的復(fù)合材料建模模塊(CMA)具有功能強(qiáng)大的復(fù)合材料仿真能力和先進(jìn)的建模技術(shù),，補(bǔ)充和擴(kuò)展了原有Abaqus/CAE中的復(fù)合材料功能,，并與Abaqus/CAE完美的融合在一起。

復(fù)合材料建模模塊(CMA)直接將準(zhǔn)確的纖維角度和鋪層厚度傳遞到Abaqus分析中,，并且允許快速地查看并修改復(fù)合材料模型,。該產(chǎn)品也生成制造數(shù)據(jù)以保證分析模型與最終結(jié)構(gòu)匹配,，并與Simulayt公司的其他產(chǎn)品無(wú)縫集成。

復(fù)合材料建模模塊的優(yōu)勢(shì)：

確保在復(fù)合材料鋪層的制備初始階段工藝上的可制造性,，避免由于錯(cuò)誤設(shè)計(jì)而增加成本

通過(guò)提高模型的真實(shí)性以及降低模型設(shè)置時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)快速改進(jìn)設(shè)計(jì)

企業(yè)中復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的分析,、設(shè)計(jì)和制造的無(wú)縫連接提高整個(gè)研制過(guò)程的效率

碰撞假人模型和防護(hù)柵欄模型

碰撞假人和防護(hù)柵欄模型是用戶碰撞和乘員安全分析的附加產(chǎn)品。這些模型在Abaqus/Explicit中使用,。以下模型可用：

前碰假人模型：

Hybrid III 5th

Hybrid III 50th

Hybrid III 95th

Hybrid III 5th Ballast

Hybrid III 50th Ballast

Hybrid III 95th Ballast

側(cè)碰假人模型：

SID Iis

SID IIs Floating Rib Guide (FRG)

SID IIs SBL D

EuroSID II

EuroSID II Rib Extension (RE)

World SID 50

后碰假人模型：

BioRID II

防護(hù)柵欄模型：

IIHS側(cè)碰防護(hù)柵欄

EEVC補(bǔ)償前碰防護(hù)柵欄

NHTSA 側(cè)碰和后碰防護(hù)柵欄

2000高級(jí)側(cè)碰防護(hù)柵欄

頭部模型：

EMHF

腿部模型：

FLEX PLI GTR

行人頭部模型：

EEVC行人頭部模型(成年人,、青年人、小孩)

CZone

該功能基于Abaqus,，為能量耗散復(fù)合材料結(jié)構(gòu)提供先進(jìn)的碰撞分析功能,。

CZone是基于Abaqus/Explicit的附加模塊，提供

特色功能

靜態(tài)應(yīng)力/位移分析：包括線性,，材料和幾何非線性,，以及結(jié)構(gòu)斷裂分析等

動(dòng)態(tài)分析粘彈性/粘塑性響應(yīng)分析：粘塑性材料結(jié)構(gòu)的響應(yīng)分析

熱傳導(dǎo)分析：傳導(dǎo)，輻射和對(duì)流的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)分析

質(zhì)量擴(kuò)散分析：靜水壓力造成的質(zhì)量擴(kuò)散和滲流分析等

耦合分析：熱/力耦合,，熱/電耦合,，壓/電耦合，流/力耦合,，聲/力耦合等

非線性動(dòng)態(tài)應(yīng)力/位移分析：可以模擬各種隨時(shí)間變化的大位移,、接觸分析等

瞬態(tài)溫度/位移耦合分析：解決力學(xué)和熱響應(yīng)及其耦合問(wèn)題

準(zhǔn)靜態(tài)分析：應(yīng)用顯式積分方法求解靜態(tài)和沖壓等準(zhǔn)靜態(tài)問(wèn)題

退火成型過(guò)程分析：可以對(duì)材料退火熱處理過(guò)程進(jìn)行模擬

海洋工程結(jié)構(gòu)分析：

對(duì)海洋工程的特殊載荷如流載荷、浮力,、慣性力等進(jìn)行模擬

對(duì)海洋工程的特殊結(jié)構(gòu)如錨鏈,、管道、電纜等進(jìn)行模擬

對(duì)海洋工程的特殊的連接,，如土壤/管柱連接,、錨鏈/海床摩擦、管道/管道相對(duì)滑動(dòng)等進(jìn)行模擬

水下沖擊分析：

對(duì)沖擊載荷作用下的水下結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析

柔體多體動(dòng)力學(xué)分析：對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析,，并和有限元功能結(jié)合進(jìn)行結(jié)構(gòu)和機(jī)械的耦合分析,，并可以考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中的接觸和摩擦

疲勞分析：根據(jù)結(jié)構(gòu)和材料的受載情況統(tǒng)計(jì)進(jìn)行生存力分析和疲勞壽命預(yù)估

設(shè)計(jì)靈敏度分析：對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析并據(jù)此進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

軟件除具有上述常規(guī)和特殊的分析功能外，在材料模型,，單元,，載荷、約束及連接等方面也功能強(qiáng)大并各具特點(diǎn)：

材料模型：定義了多種材料本構(gòu)關(guān)系及失效準(zhǔn)則模型,，包括：

彈性：線彈性,，可以定義材料的模量、泊松比等彈性特性

正交各向異性,，具有多種典型失效理論,，用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析

多孔結(jié)構(gòu)彈性，用于模擬土壤和可擠壓泡沫的彈性行為

亞彈性,，可以考慮應(yīng)變對(duì)模量的影響

超彈性,，可以模擬橡膠類材料的大應(yīng)變影響

粘彈性,，時(shí)域和頻域的粘彈性材料模型

Abaqus

基本介紹

模塊

塑性

對(duì)比分析

最新發(fā)布

應(yīng)用

應(yīng)用

產(chǎn)品

Abaqus/CAE

Abaqus/Standard

特色功能