前 言：SIMULIA公司與Abaqus軟件
達索SIMULIA公司(原Abaqus公司)是世界知名的計算機仿真行業(yè)的軟件公司，成立于1978年，其主要業(yè)務(wù)為對非線性有限元分析軟件Abaqus進行開發(fā)、維護及售后服務(wù)。
2005年5月，前Abaqus軟件公司與世界知名的在產(chǎn)品生命周期管理軟件方面擁有先進技術(shù)的法國達索集團合并，共同開發(fā)新一代的模擬真實世界的仿真技術(shù)平臺SIMULIA。SIMULIA不斷吸取最新的分析理論和計算機技術(shù)，領(lǐng)導著全世界非線性有限元技術(shù)和仿真數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的發(fā)展。
目前產(chǎn)品線包括統(tǒng)一的有限元技術(shù)(Unified FEA)、多物理場分析技術(shù)(Multiphysics)和仿真生命周期管理平臺(Simulation Lifecycle Management)三部分內(nèi)容。Abaqus軟件已成為國際上最先進的大型通用非線性有限元分析軟件，被全球工業(yè)界廣泛接受！
達索SIMULIA公司的總部位于美國羅德島州普羅維登斯市布朗大學旁，在總部的450多名雇員中有200多人具有工程或計算機的博士學位，100多人具有碩士學位。被公認為世界上最大且最優(yōu)秀的非線性力學和計算機輔助工程（CAE）研究團體。全球有650多雇員，在北美、歐洲、亞太地區(qū)有40多個分公司或代表處，在美國、法國、印度、中國等地建有6個研發(fā)中心。
軟件試用和技術(shù)咨詢，請關(guān)注本公司微信FEAltdcae（服務(wù)號）和FEAltd（訂閱號），歡迎來信abaqus@fealtd.com.cn
1.ABAQUS模塊架構(gòu)
如以上模塊架構(gòu)圖所示，Abaqus有兩個主求解器模塊—Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit。Abaqus還包含一個全面支持求解器的圖形界面，即人機交互前后處理模塊—Abauqs/CAE。Abaqus對某些特殊問題還提供了專用模塊如Abaqus/Design、Abaqus/Aqua、Abaqus/Foundation、Fe-safe等來加以解決。
2 .Abaqus模塊特點分析
前處理后處理
人機交互前后處理模塊：Abauqs/CAE
Abaqus/CAE是Abaqus有限元分析的前后處理模塊，也是建模、分析和仿真的人機交互平臺。該模塊根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何圖形生成網(wǎng)格，將材料和截面的特性被分配到網(wǎng)格上，并施加載荷和邊界條件。該模塊可以進一步將生成的模型投入到后臺的分析模塊運行，對運行情況進行監(jiān)測，并對計算結(jié)果進行后處理。Abaqus/CAE的后處理支持Abaqus分析模塊的所有功能，并且對計算結(jié)果的描述和解釋提供了范圍很廣的選擇，除了通常的云圖，等值線和動畫顯示之外，還可以用列表，曲線等其他常用工具的來完成工程顯示。該模塊的許多獨特功能與特點，例如CAD建模方式、參數(shù)化建模、適應設(shè)計者要求的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等極大的方便了Abaqus的使用者。
Abaqus/CAE使您能夠快速有效的創(chuàng)建、編輯、監(jiān)控、診斷和后處理先進的Abaqus分析。它將建模、分析、工作管理以及結(jié)果顯示集成于一個一致的、使用方便的環(huán)境中、這使得初學者易于學習而經(jīng)驗豐富的用戶工作效率會更高。
特點
1.參數(shù)式建模
Abaqus/CAE在創(chuàng)建各部件時采用基于特征的參數(shù)化建模工具。Abaqus/CAE以一系列特征、如拉伸、切除和放樣等形式存儲各部件，允許特征被編輯、刪除、取消、回復和重建。
2.幾何模型的導入和修補
用戶使用工業(yè)標準格式可以從各種CAD系統(tǒng)導入幾何模型；還可以用專用轉(zhuǎn)換器從流行的CAD系統(tǒng)中直接導入模型。幾何體也能從Abaqus/CAE中導出。
3.草圖繪制和陣列
在Abaqus/CAE里，創(chuàng)建幾何體是從草圖繪制器開始的。草圖繪制工具包括尺寸標定和陣列等功能。
4.裝配
用戶通過控制部件進行約束定位來建立裝配件。一個部件能夠被多次創(chuàng)建出實例，可以使用大量的約束來對各個裝配構(gòu)件正確的定位。
5.網(wǎng)格劃分工具
Abaqus/CAE提供了復雜的分網(wǎng)工具、用戶能夠精確地創(chuàng)建各種一維、二維和三維網(wǎng)格。
求解
無與倫比的求解模塊：Abaqus/Standard & Abaqus/Explicit
Abaqus/Standard（通用程序）
Abaqus/Standard是一個通用分析模塊，它能夠求解廣泛的線性和非線性問題，包括結(jié)構(gòu)的靜態(tài)、動態(tài)、熱和電反應等。對于通常同時發(fā)生作用的幾何、材料和接觸非線形采用自動控制技術(shù)處理。Abaqus擁有CAE工業(yè)領(lǐng)域最為廣泛的材料模型，它可以模擬絕大部分工程材料的線形和非線形行為，而且任何一種材料都可以和任何一種單元或復合材料的層一起用于任何合適的分析類型。
Abaqus/standard使各種線形和非線性工程模擬能夠有效、精確、可靠的實現(xiàn)。廣泛的分析能力、優(yōu)越的性能、完備的用戶指南、高質(zhì)量一流的技術(shù)支持使得Abaqus/Standard成為分析許多工程問題的有效工具。此外許多常見的建模前后處理軟件都支持Abaqus。
Abaqus/Standard提供各類型的分析程序，從常見的線性問題分析到復雜多步非線性問題都能高效、可靠的解決。
Abaqus/Standard可以模擬大量的物理現(xiàn)象，例如除了應力/位移分析之外還有：熱傳導，質(zhì)量擴散和聲學現(xiàn)象。不同物理現(xiàn)象間的相互作用，如熱固耦合，熱電耦合，壓電耦合和多種介質(zhì)的流固耦合，聲固耦合等分析也能夠進行模擬。對于以上或其它非線性分析，Abaqus/Standard會自動調(diào)整收斂準則和時間步長來確保解的精確性。
Abaqus/Explicit（顯示分析）
Abaqus/Explicit是利用對事件變化的顯示積分求解動態(tài)有限元方程。該模塊適合于分析向沖擊和爆炸這樣短暫、瞬時的動態(tài)事件，對高度非線性問題也非常有效，包括模擬加工成形過程中改變接觸條件的問題。以上兩種分析模塊輸入文件的基本格式是相同的，他們的輸出是相似的。
Abaqus/Explicit(顯式積分)為模擬廣泛的動力學問題和準靜態(tài)問題提供精確、強大和高效的有限元求解技術(shù)。Abaqus/Explicit適用于模擬高度非線性動力學和準靜態(tài)分析（可以考慮絕熱效應）、完全耦合瞬態(tài)-位移分析、聲固耦合分析；還可以進行退火過程模擬，從而適用于多步驟成型模擬。
Abaqus/Explicit特別適用于分析瞬態(tài)動力學問題，例如：手機和其他電子產(chǎn)品的跌落時跌落實驗，彈道沖擊和汽車子系統(tǒng)的沖擊等�；诒砻娴牧黧w空腔可用于模擬填充了流體或氣體的結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)變形與內(nèi)部液體或氣體壓力的耦合分析，如安全氣囊展開分析。
Abaqus/Explicit高效處理接觸問題和其它非線性的能力使其成為求解許多非線性準靜態(tài)問題的有效工具，如制造過程（如高溫金屬軋制和扳金沖壓）和能量吸收裝置緩慢擠壓過程的模擬。
Abaqus/Explicit中的自適應網(wǎng)格功能使之能夠模擬大量的材料發(fā)生嚴重變形的問題，例如金屬成型的問題。聲學功能提供瞬態(tài)聲固耦合分析，例如潛水艇在沖擊載荷作用下的響應分析以及沖擊載荷在水下傳播。聲學分析的功能與模擬氣泡載荷、流體的空化和有無海床對液體表面的影響等功能有機結(jié)合。
將Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit兼容并包
由于它們各自的優(yōu)點，Abaqus/Explicit和Abaqus/Standard引領(lǐng)著高級非線性模擬技術(shù)的發(fā)展。Abaqus/Explicit和Abaqus/Standard可以互相結(jié)合并同于同一問題分析，為求解提供了無以匹敵的力量和機動性。需要集成兩種求解器的進行有限元分析的例子是常見的。
Abaqus/CFD（流體分析）
Abaqus V6.10版本新增求解器。
特點
1.分析特性
Abaqus/CAE允許Abaqus的分析特性定義在幾何模型上，也能直接運用于導入的網(wǎng)格，使得用戶最大限度的靈活處理同時包括幾何體和網(wǎng)格體的混合模型。
2.集合
集合包括針對幾何體的幾何集和針對導入網(wǎng)格體的節(jié)點集和單元集。當創(chuàng)建分析工作時，任何與一個幾何集相關(guān)的節(jié)點和單元將包括在對應的節(jié)點集和單元集中。
3.材料
能夠為Abaqus的各種材料模型創(chuàng)建數(shù)據(jù)，并提供工具幫助你確定實驗數(shù)據(jù)的精度。
4.單元
使用Abaqus/CAE能夠為部件的區(qū)域指定相應的單元類型，并支持Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit里面的全部單元類型，包括定義高級選項，如自適應網(wǎng)格和單元算法選項。
5.剖面
剖面管理器允許對梁截面進行創(chuàng)建、修改、復制、重命名和刪除操作
6.蒙皮
三維部件的表面或二維部件的邊，能用殼單元或者薄膜單元來覆蓋，這些單元與下層的實體單元共節(jié)點。
7.分析步驟
根據(jù)需要，用戶可將全部的加載歷史分割成多步，有相應的分析類型、載荷、邊界條件、接觸等與之對應。
8.接觸
接觸模塊允許在部件實例之間定義相互作用的關(guān)系以及約束。通過直觀的界面操作可以定義各種接觸方式：如面面接觸、自接觸等，并定義機械接觸或熱接觸的接觸性質(zhì)。約束有許多形式一體、顯示體、耦合和捆綁連接等。連接單元、界面熱輻射、對流換熱條件和彈性地基也都可以在該模塊中定義。
9.預設(shè)條件
施于模型上初始條件、加載過程和邊界條件均可在載荷模塊中定義，并在CAE中顯示。
拓展
其它模塊1.Abaqus/Design
Abaqus/Design是一個可選擇的附加產(chǎn)品，用于設(shè)計靈敏度（DSA）。設(shè)計靈敏度用于預測設(shè)計發(fā)生變化時對結(jié)構(gòu)響應產(chǎn)生的變化。
2.Abaqus/Aqua
Abaqus/Aqua是另一個可選擇的附加產(chǎn)品，是用于海洋工程。它包括海洋平臺和立管分析，J管道拉伸模擬，基座彎曲計算和漂浮結(jié)構(gòu)研究。穩(wěn)態(tài)水流和波浪效果模擬可以實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)加拉，漂浮和流體慣性加載，對于在流體表面以上的結(jié)構(gòu)還可以實現(xiàn)風力加載。
3.Abaqus/Foundation
Abaqus/Foundation提供Abaqus/Standard中線形靜態(tài)和動態(tài)分析的功能，價格也大大降低。
4.Fe-safe
Fe-safe模塊的一系列功能可以附加在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit上應用。他的目的是通過疲勞分析預測部件和系統(tǒng)壽命。
5.CAD模型接口——CATIA V4，CATIA V5，I-DEAS，Parasolid，Pro/E
該模塊是Abaqus/CAE和當前流行的CAD軟件之間的接口，可以直接導入各CAD模型并進行自動和手工的幾何體修補工作。
6.Abaqus Interface for MOLDFLOW（MOLDFLOW接口）
Abaqus和注塑模擬軟件MOLDFLOW之間的接口，可以基于MOLDFLOW分析得到的注塑成型后的材料性質(zhì)和殘余應力進行有限元分析。
3總結(jié)Abaqus是一套功能強大的工程模擬的有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復雜的非線性問題。Abaqus包括一個豐富的、可模擬任意幾何形狀的單元庫。并擁有各種類型的材料模型庫，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)（應力/位移）問題，還可以模擬其他工程領(lǐng)域的許多問題，例如熱傳導、質(zhì)量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析及壓電解質(zhì)分析。
Abaqus
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