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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材料,作為通用的模擬工具, ABAQUS 除了能解決大量結構(應力 / 位移)問題,還可以模擬其他工程領域的許多問題,例如熱傳導、質量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析(流體滲透 / 應力耦合分析)及壓電介質分析。

基本信息

  • 中文名:ABAQUS
  • 作用:工程模擬分析
  • 類型:通用有限元分析軟件
模塊

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ABAQUS

有兩個主求解器模塊— ABAQUS/Standard 和 ABA

QUS/Explicit。ABAQUS 還包含一個全面支持求解器的圖形用戶界面,即人機交互前后處理模塊 — ABAQUS/CAE 。 ABAQUS 對某些特殊問題還提供了專用模塊來加以解決。

ABAQUS 被廣泛地認為是功能最強的有限元軟件,可以分析復雜的固體力學結構力學系統,特別是能夠駕馭非常龐大復雜的問題和模擬高度非線性問題。 ABAQUS 不但可以做單一零件的力學和多物理場的分析,同時還可以做系統級的分析和研究。 ABAQUS 的系統級分析的特點相對于其他的分析軟件來說是獨一無二的。由于 ABAQUS 優秀的分析能力和模擬復雜系統的可靠性使得 ABAQUS 被各國的工業和研究中所廣泛的采用。 ABAQUS 產品在大量的高科技產品研究中都發揮著巨大的作用。

功能

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

動態分析粘彈性/粘塑性響應分析: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

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 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元(*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。

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