Abaqus模塊
Abaqus/CAE模塊
1.快速地創建高質量的模型;熟悉現代 CAD 系統的用戶欣賞基于特征的、參數化建模方法所帶來的高效率和機動性。 ABAQUS/CAE 是唯一提供這種幾何建模方法的有限元前處理程序。用戶能夠創建參數化幾何體如:拉伸、旋轉、掃略、倒角和放樣。同時也能夠由各種流行的 CAD 系統導入幾何體,并運用上述建模方法進行進一步編輯。
2.全面支持 ABAQUS 的分析功能;ABAQUS/CAE 支持廣泛的 ABAQUS 分析功能并且為初學者和經驗豐富的用戶提供人機交互的使用環境。熟悉的 ABAQUS 分析概念,如分析步、接觸、約束和預設條件等,能夠通過操作簡便的界面得以實現。 ABAQUS/CAE 還提供了完全的后處理和可視化功能,即使最大規模的 ABAQUS 分析結果也可以高速、高質量地進行繪圖。
3.混合建模方法的使用;在實際的分析過程中,幾何體和網格體往往共同存在于模型中, ABAQUS/CAE 通過混合建模方法能夠非常容易的處理這種情況。用戶可以處理基于幾何體的數據,同時也可以處理導入的純的節點和單元數據,這些數據沒有任何幾何拓撲關系。接觸、載荷以及邊界條件能夠施加在幾何體上或者直接施加在單元的節點、邊或面上。這種允許幾何體與網格體混合使用的建模環境,為用戶分析特定問題提供了最佳的靈活性。
4.流程化和自動化處理;ABAQUS/CAE 建立在一個開放的可拓展的平臺之上,這使得用戶可以對成熟的工作流程進行二次開發。從基本的宏功能和重放文件到完全集成的企業級應用, ABAQUS/CAE 提供了一個豐富的工具包來自動化處理各種任務和流程,并容易將 ABAQUS 的有限元分析功能向更廣闊的用戶群推廣。
Standard模塊
1.解決各種實際問題;ABAQUS/Standard 為工程師和分析專家提供強有力的工具來解決許多工程問題:從線性靜態、動態分析到復雜的非線性耦合物理場分析。結合使用 ABAQUS/Standard 與 ABAQUS/Explicit ,利用兩者的隱式和顯式求解技術,可以讓更多實際問題獲得求解。
2.精確、可靠的分析;分析一項工程問題所使用工具的質量,極大地影響該問題求解的可靠性和質量。我們對 ABAQUS/Standard 的每一個版本,在所有支持的計算機平臺上,都進行一整套完整的測試;包括 13,000 次的回歸測試以及對許多客戶模型的測試。此外, ABAQUS/Standard 有最好的行業技術支持和完備的手冊做后盾,用戶完全可以放心的使用該產品。
3.開發高效求解技術;對于絕大多數復雜問題的求解來說,高效可靠的求解過程是非常重要的。 ABAQUS/Standard 提供并行的稀疏矩陣求解器。該求解器對各種大規模計算問題都能十分可靠地快速求解。不僅如此,ABAQUS/Standard 還包含許多新穎的求解技巧來提高求解速度。
4.改進現有工作流程;業內領先的 ABAQUS/Standard 分析能力,結合與現有前后處理器的兼容能力,使 ABAQUS 常常成為用戶的唯一選擇:用戶可以把他們所有的有限元分析需求全部集成在 ABAQUS 中進行求解。 ABAQUS/Standard 不僅可以在現有的工作流程中方便的使用,還可以借助它強大的功能顯著的改進現有的工作流程。
Explicit模塊
1.求解復雜的非線性問題;ABAQUS/Explicit 是求解復雜非線性動力學問題和準靜態問題的理想程序,特別是用于模擬沖擊和其它高度不連續事件。 ABAQUS/Explicit 不但支持應力 / 位移分析而且還支持完全耦合的瞬態溫度-位移分析、聲固耦合分析。ABAQUS/Explicit 與 ABAQUS/Standard 有機的結合,使求解能力更加強大和靈活。任意的拉格朗日 —歐拉 (ALE) 自適應網格功能可以有效地模擬大變形非線性問題,例如金屬成形。
2.使用的可靠性;ABAQUS/Explicit 的開發有著嚴格的質量監控,它是同類軟件中唯一同時達到了 ISO9001 和美國國家標準協會 / 美國機械工程師協會( ANSI/ASME )頒布的核工業質量保證程序 NQA-1 規范要求的軟件。為了保證在工業生產中使用該產品的可靠性和高質量, ABAQUS/Explicit 的每一個版本都經過了一系列廣泛的測試,包括超過 3500 個回歸測試和許多對用戶模型的測試。
3.精確、可靠的分析;分析一項工程問題所使用工具的質量,極大地影響該問題求解的可靠性和質量。 ABAQUS/Explicit 恰當地運用力學知識和算法,能使問題得到有效的、精確的解答。這就保證了相同的問題在不同的計算機平臺上或者當計算機的處理器個數不同時都能得到相同的結果。此外, ABAQUS/Explicit 擁有最好的工業技術支持和最完備的用戶指南,使您在使用該軟件時信心十足。
4.開發高效求解技術;ABAQUS/Explicit 為用戶提供了高效模擬各類問題的技術。在各種的處理器上 ABAQUS/Explicit 顯示出強大的并行處理能力。 ABAQUS/Explicit 擁有全面的處理接觸問題的功能,能夠模擬模型里許多部件之間復雜的接觸和相互作用并且顯著地削減運算時間。其它功能,如質量縮放和重啟動,使 ABAQUS/Explicit 成為有效地模擬復雜問題的工具。
ABAQUS具有極其強大的分析功能,簡要介紹包括如下方面:
◆ 靜態應力/位移分析
包括線性,材料和幾何非線性,以及結構斷裂分析等
◆ 動態分析
包括結構固有頻率的提取,瞬態響應分析,穩態響應分析,以及隨機響應分析等
◆ 粘彈性/粘塑性響應分析
粘彈性/粘塑性材料結構的響應分析
◆ 熱傳導分析
傳導,輻射和對流的瞬態或穩態分析
◆ 質量擴散分析
靜水壓力造成的質量擴散和滲流分析等
◆ 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
◆ 非線性動態應力/位移分析
可以模擬各種隨時間變化的大位移、接觸分析等
◆ 瞬態溫度/位移耦合分析
解決力學和熱響應及其耦合問題
◆ 準靜態分析
應用顯式積分方法求解靜態和沖壓等準靜態問題
◆ 退火成型過程分析
可以對材料退火熱處理過程進行模擬
◆ 海洋工程結構分析
對海洋工程的特殊載荷如流載荷、浮力、慣性力等進行模擬
對海洋工程的特殊結構如錨鏈、管道、電纜等進行模擬
對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/管道相對滑動等進行模擬
◆ 水下沖擊分析
對沖擊載荷作用下的水下結構進行分析
◆ 柔體多體動力學分析
對機構的運動情況進行分析,并和有限元功能結合進行結構和機械的耦合分析,并可以考慮機構運動中的接觸和摩擦
◆ 疲勞分析
根據結構和材料的受載情況統計進行生存力分析和疲勞壽命預估
◆ 設計靈敏度分析
對結構參數進行靈敏度分析并據此進行結構的優化設計
ABAQUS軟件除具有上述常規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大并各具特點:
◆ 材料模型
定義了多種材料本構關系及失效準則模型,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,用于復合材料結構分析
多孔結構彈性,用于模擬土壤和可擠壓泡沫的彈性行為
亞彈性,可以考慮應變對模量的影響
超彈性,可以模擬橡膠類材料的大應變影響
粘彈性,時域和頻域的粘彈性材料模型
— 塑性:
金屬塑性,符合Mises屈服準則的各向同性和遵循Hill準則的各向異性塑性模型
鑄鐵塑性,拉伸為Rankine屈服準則,壓縮為Mises屈服準則
蠕變,考慮時間硬化和應變硬化定律的各向同性和各向異性蠕變模型
擴展的Druker-Prager模型,適合于沙土等粒狀材料的不相關流動的模擬
Capped Drucker-Prager模型,適合于地質、隧道挖掘等領域
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,可應用于消費品包裝、及車輛安全裝置等領域
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、熱傳導率和導電率、比熱、壓電特性、阻尼以及用戶自定義材料特性等
◆ 單元庫
ABAQUS包括內容豐富的單元庫,單元種類多達562種。它們可以分為8個大類,稱為單元族,包括:
— 實體單元
— 殼單元
— 薄膜單元
— 梁單元
— 桿單元
— 剛體元
— 連接元
— 無限元
ABAQUS還包括其中針對特殊問題構建的特種單元如針對鋼筋混凝土結構或輪胎結構的加強筋單(*Rebar)、針對海洋工程結構的土壤/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,這些單元對解決各行業領域的具體問題非常有效。另外,用戶還可以通過用戶子程序自定義單元種類。對ABAQUS進行二次開發也極為方便,ABAQUS支持FORTRAN或VC++來二次開發。
◆ 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、旋轉加速度、離心載荷、彈性基礎,伴隨力效應,集中力和彎矩,溫度和其他場變量,速度和加速度等。
— 約束
除常規的約束外,還提供線性和非線性的多點約束(MPC),包括剛性鏈、剛性梁、殼體/固體連接、循環對稱約束和運動耦合等。
— 連接
ABAQUS強大的接觸對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極大的便利。