abaqus:工程模拟的有限元軟件-中文百科頻道

模塊

ABAQUS 包括一個豐富的、可模拟任意幾何形狀的單元庫。

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用戶界面，即人機交互前後處理模塊—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，可以分析複雜的固體力學結構力學系統，特别是能夠駕馭非常龐大複雜的問題和模拟高度非線性問題。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拟複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産品在大量的高科技産品研究中都發揮着巨大的作用。

功能

靜态應力/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。

動态分析粘彈性/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，輻射和對流的瞬态或穩态分析。

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。

非線性動态應力/位移分析:可以模拟各種随時間變化的大位移、接觸分析等。

瞬态溫度/位移耦合分析:解決力學和熱響應及其耦合問題。

準靜态分析:應用顯式積分方法求解靜态和沖壓等準靜态問題。

退火成型過程分析:可以對材料退火熱處理過程進行模拟。

海洋工程結構分析:對海洋工程的特殊載荷如流載荷、浮力、慣性力等進行模拟；對海洋工程的特殊結構如錨鍊、管道、電纜等進行模拟；對海洋工程的特殊的連接，如土壤/管柱連接、錨鍊/海床摩擦、管道/管道相對滑動等進行模拟。

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。

對比分析

ABAQUS軟件與ANSYS軟件的對比分析

1．在世界範圍内的知名度

兩種軟件同為國際知名的有限元分析軟件，在世界範圍内具有各自廣泛的用戶群。ANSYS軟件在緻力于線性分析的用戶中具有很好的聲譽，它在計算機資源的利用，用戶界面開發等方面也做出了較大的貢獻。ABAQUS軟件則緻力于更複雜和深入的工程問題，其強大的非線性分析功能在設計和研究的高端用戶群中得到了廣泛的認可。

由于ANSYS産品進入中國市場早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS的界面是當時最好的界面之一，所以在中國，ANSYS軟件在用戶數量和市場推廣度方面要高于ABAQUS。但随着ABAQUS北京辦事處的成立，ABAQUS軟件的用戶數目和市場占有率正在大幅度和穩步提高，并可望在今後的幾年内趕上和超過ANSYS。

2．應用領域

ANSYS軟件注重應用領域的拓展，複蓋流體、電磁場和多物理場耦合等十分廣泛的研究領域。ABAQUS則集中于結構力學和相關領域研究，緻力于解決該領域的深層次實際問題。

3．性價比

ANSYS軟件由于價格政策靈活，具有多種銷售方案，在解決常規的線性及耦合問題時，具有較好的性價比。但在實際工程中，非線性是比線性遠為普遍的自然現象，線性通常隻是非線性的理想化假設。随着研究水平的提高和研究問題的深入，非線性問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确設計的瓶頸。購買ABAQUS軟件可以很好地解決這些問題，縮短研制周期、減少試驗投入，避免重新設計。工欲善其事，必先利其器，使用不恰當或低檔的分析工具進行工作的成本要遠超過使用合适工具的成本。因此，從綜合效益和長遠效益而言，ABAQUS軟件的經濟性也是非常突出的。

4．求解器功能

對于常規的線性問題，兩種軟件都可以較好的解決，在模型規模限制、計算流程、計算時間等方面都較為接近。

ABAQUS軟件在求解非線性問題時具有非常明顯的優勢。其非線性涵蓋材料非線性、幾何非線性和狀态非線性等多個方面。

另外，由于ABAQUS/Standard(通用程序)和ABAQUS/Explicit(顯式積分)同為ABAQUS公司的産品，它們之間的數據傳遞非常方便，可以很容易地考慮預緊力等靜力和動力相結合的計算情況。

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題，其它軟件也收斂的非線性問題，ABAQUS軟件的計算收斂速度較快，并更加容易操作和使用。

5．人機交互界面

ABAQUS/CAE是ABAQUS公司新近開發的軟件運行平台，他汲取了同類軟件和CAD軟件的優點，同時與ABAQUS求解器軟件緊密結合。

與其他有限元軟件的界面程序比，ABAQUS/CAE具有以下的特點：采用CAD方式建模和可視化視窗系統，具有良好的人機交互特性；強大的模型管理和載荷管理手段，為多任務、多工況實際工程問題的建模和仿真提供了方便；鑒于接觸問題在實際工程中的普遍性，單獨設置了連接(interaction)模塊，可以精确地模拟實際工程中存在的多種接觸問題；采用了參數化建模方法，為實際工程結構的參數設計與優化，結構修改提供了有力工具。

6．綜合性能對比

綜合起來，ABAQUS軟件具有：更多的單元種類，單元種類達433種，提供了更多的選擇餘地，并更能深入反映細微的結構現象和現象間的差别。除常規結構外，可以方便地模拟管道、接頭以及纖維加強結構等實際結構的力學行為；更多的材料模型，包括材料的本構關系和失效準則等，僅橡膠材料模型就達16種。

除常規的金屬材料外，還可以有效地模拟複合材料、土壤、塑性材料和高溫蠕變材料等特殊材料；更多的接觸和連接類型，可以是硬接觸或軟接觸，也可以是Hertz接觸（小滑動接觸）或有限滑動接觸，還可以雙面接觸或自接觸。接觸面還可以考慮摩擦和阻尼的情況。上述選擇提供了方便地模拟密封，擠壓，鉸連接等工程實際結構的手段。

ABAQUS的疲勞和斷裂分析功能，概括了多種斷裂失效準則，對分析斷裂力學和裂紋擴展問題非常有效。

7．與其它軟件比較

ABAQUS是非線性計算很強的一個軟件，結構計算方面比ANSYS強但是沒有流體模塊所以不能做流體計算，另外一個非線性很強的軟件是ADINA它同時具備結構和流體分析模塊目前是最好的流固耦合分析軟件。

8．網上學習途徑

網上人數比較多的論壇是百思論壇和機械論壇裡面的ABAQUS區，SIMWE社區現在越來越成為abaqus學習的主流論壇，而CAE學術網是目前設立ABAQUS版塊和類别最多的論壇。