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，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對(duì)某些特殊問(wèn)題還提供了專(zhuān)用模塊來(lái)加以解決。

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本教程操作環(huán)境：windows7系統(tǒng)、Dell G3電腦。

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(lèi)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。

ABAQUS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(hù)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(zhuān)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。

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(lèi)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

擴(kuò)展知識(shí)：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(hù)群。ANSYS軟件在致力于線性分析的用戶(hù)中具有很好的聲譽(yù)，它在計(jì)算機(jī)資源的利用，用戶(hù)界面開(kāi)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(hù)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(hù)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(hù)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?xún)r(jià)比

ANSYS軟件由于價(jià)格政策靈活，具有多種銷(xiāo)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?xún)r(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(mǎi)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(kāi)發(fā)的軟件運(yùn)行平臺(tái)，他汲取了同類(lèi)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：

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