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Abaqus

软件概述

Abaqus是一款全面的有限元分析软件,适用于解决从简单线性到高度复杂的多物理场非线性工程问题。它包含广泛的单元类型和材料模型,能够高精度模拟金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等多种工程材料。Abaqus在多物理场分析方面表现出色,能够精确求解结构力学、热传导及辐射、质量扩散、热电力耦合、声学、电磁力、岩土力学、压电效应和电化学等与力学相关的多种问题。

Abaqus以其出色的非线性求解能力而闻名,这使得它在处理复杂工程问题时表现出色。Abaqus能够精确模拟这些非线性行为,包括材料的塑性变形、断裂、接触问题以及复杂的边界条件等。Abaqus软件包含有统一的前后处理界面--Abaqus/CAE,以及常用到的求解器--Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit,这些不同的求解器之间可以传递数据,以实现显隐式的联合仿真分析。目前2025版本均支持GPU加速,可进一步提高了仿真计算的速度。

支持导入多种CAD文件格式,如stp、igs、prt等,确保与主流设计软件的无缝对接。此外,它还能导入Auto CAD的DXF草图,强化了其在工程设计中的实用性。Abaqus的GUI基于Python开发,提供丰富的二次开发接口,可支持在Windows和Linux下通过Python或C++进行定制化扩展。目前2025版本已升级至Python3,提升了用户的开发体验,用户可利用各类丰富的外部Python库,进一步的提高仿真作业效率。

功能介绍

前后处理

  • 模型导入
  • 网格划分
  • 装配与连接
  • 后处理
  • 几何建模
  • 载荷与边界条件
  • 任务管理和监控
  • 用户界面定制

结构分析

  • 静态、准静态
  • 跌落和碰撞分析
  • 橡胶和轮胎分析
  • 粘弹性/粘塑性材料分析
  • 振动、模态分析
  • 复合材料失效和断裂分析
  • 后注塑结构分析
  • 用户子程序
  • 高度非线性分析
  • 成型过程分析
  • 屈曲和失稳分析
  • 设计灵敏度分析
  • 接触分析
  • 显式——隐式联合分析
  • 循环载荷分析
  • 疲劳和耐久性分析
  • 柔性多体动力学分析
  • 焊点、垫片、螺栓连接分析
  • 子结构和子模型分析
  • 海洋工程结构分析
  • 爆炸和冲击分析

流固耦合分析

  • 静流体分析
  • 流体晃动分
  • 水下爆炸分析
  • 渗流分析
  • 湿模态分析
  • Abaqus/FSI
  • 气动弹性分析

热分析

  • 稳态热传导分析
  • 瞬态热传导分析
  • 对流散热分析
  • 热辐射分析
  • 热应力分析
  • 绝热分析
  • 热结触分析
  • 摩擦生热分析
  • 热疲劳分析
  • 完全热—固耦合
  • 顺序热—固耦合
  • 热—电耦合

流固耦合分析

  • 声场分析
  • 声—固耦合分析
  • 湿应力分析
  • 压电分析
  • 质量扩散
模块介绍

Abaqus有两个主求解器模块—Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit。Abaqus还包含一个全面支持求解器的图形界面,即人机交互前后处理模块—Abauqs/CAE。Abaqus对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。

Abaqus/Standard

Abaqus/Standard是一款多功能的通用求解器,擅长处理从简单线性问题到复杂的多物理场非线性问题。它能够求解包括结构静力学、线性动力学、蠕变、热传导及辐射、质量扩散、声学等在内的各类问题,还能模拟热固、热电、电磁力、压电、声音等多物理场耦合问题。因此,它被用来模拟一系列实际工程问题,例如结构承载工况下大变形、强度及寿命问题、高低温湿环境下开裂失效问题,模态分析及线性振动响应问题,材料周期载荷工况下的疲劳问题,压电现象,电化学反应等。在进行非线性分析时,Abaqus/Standard能够自动调整收敛性标准和时间步长,确保求解结果的准确性。这种全面的能力使得Abaqus/Standard成为解决广泛工程问题的理想选择,特别是其求解三大非线性问题时的体验,在业内获得了用户们的广泛好评。

 

Abaqus/Explicit

Abaqus/Explicit是一款显式积分求解器,擅长模拟广泛的非线性动力学问题,在工程实践中也常用来分析准静态问题。它能进行完全耦合的瞬态--位移分析、声固耦合分析,以及电池充放电和热失控分析、退火过程分析和冲压成型分析等。 Abaqus/Explicit适用于分析瞬态动力学问题,被广泛应用于交通汽车、消费电子、航天航空、医疗器械等行业中。特别是针对冲击跌落这类瞬态动力学过程中包括有强非线性行为时,Abaqus/Explicit不仅可以提供众多的非线性材料模型,还可以做出高效且准确的计算。这些优点使其成为解决非线性瞬态问题及准静态问题的理想工具。制造过程中的高温金属轧制和钣金冲压、螺钉锁附、装配变形、缓慢挤压等工艺过程也均适合用Abaqus/Explicit进行模拟分析。

Abaqus/CAE

Abaqus/CAE使您能够快速有效的创建、编辑、监控、诊断和后处理Abaqus分析。Abaqus/CAE将建模、分析、工作管理以及结果显示集成于一个一致的、使用方便的环境中、这使得初学者易于学习而经验丰富的用户工作效率会更高。

其他模块

Abaqus/CFD:

CFD流体求解器,可用于纯流体及流固耦合分析,含有层流及湍流模型。所有的操作在同一前处理界面无缝实现,无需中间接口。可以解决诸如电子产品发热并通过空气对流进行换热分析,同时获得结构热应力。

Abaqus for CATIA V5

Abaqus for CATIA V5产品为用户提供了完全集成在CATIA V5的使用环境中,采用功能强大的Abaqus求解器进行非线性有限元分析的功能。

Abaqus/Design

Abaqus/zesign是一个可选择的附加产品,用于设计灵敏度(DSA)。设计灵敏度用于预测设计发生变化时对结构响应产生的变化。

Abaqus/Aqua

Abaqus/Aqua是另一个可选择的附加产品,用于海洋工程。它包括海洋平台和立管分析,J管道拉伸模拟,基座弯曲计算和漂浮结构研究。稳态水流和波浪效果模拟可以实现对结构加拉,漂浮和流体惯性加载,对于在流体表面以上的结构还可以实现风力加载。

Abaqus/Foundation

Abaqus/Foundation提供Abaqus/Standard中线形静态和动态分析的功能,价格也大大降低。

CAD模型接口

该模块是Abaqus/CAE和当前流行的CAD软件之间的接口,可以直接导入各CAD模型并进行自动和手工的几何体修补工作。

Abaqus Interface for MSC.ADAMS(ADAMS接口)

Abaqus和ADAMS/Flex软件的接口,可以导入ADAMS模型中的部件进行有限元分析并将结果返回ADAMS。

Abaqus Interface for MOLDFLOW(MOLDFLOW接口)

Abaqus和注塑模拟软件MOLDFLOW之间的接口,可以基于MOLDFLOW分析得到的注塑成型后的材料性质和残余应力进行有限元分析。

典型用户

Abaqus软件在世界范围内有着庞大的用户群,他们横跨汽车、航空航天、船舶、钢铁、石油化工、建筑和电力电子等众多领域。

在国际上,多数大的工业企业和研究机构,都是ABAQUS的用户。如:

通用(GM)汽车公司、德国大众(VW)公司、波音(Boing)公司、Newport News 公司、摩托罗拉(Motorola)公司、英国钢铁(British Steel PLC)公司、英特尔(Intel)公司、壳牌(Shell)石油公司、阿特金斯(ATKINS)公司、诺基亚公司、NNC公司

在国内,越来越多的工业企业和研究机构正接受和使用ABAQUS。如:

宝钢股份有限公司、泛亚汽车技术中心、一汽集团技术中心、航空第一研究院、中国运载火箭设计院、中国船级社、中国水利科学院、中科院岩土所、长江科学院岩基所、上海现代建筑设计集团

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