ABAQUS 模块简介大全

ABAQUS 模块简介大全

ABAQUS 模 块 简 介
ABAQUS有两个主分析模块——ABAQUS/Standard 和ABAQUS/Explicit，ABAQUS也包含一个具
有交互作用的图形模块——ABAQUS/CAE,他提供了ABAQUS图形界面的交互作用工具。
ABAQUS/CAE（前后处理）
ABAQUS/CAE是ABAQUS有限元分析的前后处理模块，也是建模、分析和仿真的人机交互平台。
该模块根据结构的几何图形生成网格，将材料和截面的特性被分配到网格上，并施加载荷和边界条件。
该模块可以进一步将生成的模型投入到后台的分析模块运行，对运行情况进行监测，并对计算结果进行
后处理。ABAQUS/CAE的后处理支持ABAQUS分析模块的所有功能，并且对计算结果的描述和解释提
供了范围很广的选择，除了通常的云图，等值线和动画显示之外，还可以用列表，曲线等其他常用工具
的来完成工程显示。该模块的许多独特功能与特点，例如CAD建模方式、参数化建模、适应设计者要求
的数据管理系统等极大的方便了ABAQUS的使用者。
ABAQUS/Standard（通用程序）
ABAQUS/Standard是一个通用分析模块，它能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构的静态、
动态、热和电反应等。对于通常同时发生作用的几何、材料和接触非线形采用自动控制技术处理。ABAQUS
拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型，它可以模拟绝大部分工程材料的线形和非线形行为，而且任何
一种材料都可以和任何一种单元或复合材料的层一起用于任何合适的分析类型。
ABAQUS/Explicit（显示分析）
ABAQUS/Explicit是利用对事件变化的显示积分求解动态有限元方程。该模块适合于分析向冲击和爆
炸这样短暂、瞬时的动态事件，对高度非线性问题也非常有效，包括模拟加工成形过程中改变接触条件
的问题。以上两种分析模块输入文件的基本格式是相同的，他们的输出是相似的。
Abaqus 产品介绍
Abaqus 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多
复杂的非线性问题。Abaqus 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模
型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、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地质材料。作为通用的模拟工具，Abaqus 除了能解决大量结构（应
力/位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分
析、岩土力学分析及压电解质分析。
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/CAE
Abaqus/CAE 使您能够快速有效的创建、编辑、监控、诊断和后处理先进的Abaqus分析。Abaqus/CAE
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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。

参数式建模
Abaqus/CAE 在创建各部件时采用基于特征的参数化建模工具。Abaqus/CAE 以一系列特征、如拉伸、
切除和放样等形式存储各部件，允许特征被编辑、删除、取消、回复和重建。
几何模型的导入和修补
用户使用工业标准格式可以从各种CAD 系统导入几何模型；还可以用专用转换器从流行的CAD 系
统中直接导入模型。几何体也能从Abaqus/CAE 中导出。
草图绘制和阵列
在 Abaqus/CAE 里，创建几何体是从草图绘制器开始的。草图绘制工具包括尺寸标定和阵列等功能。
装配
用户通过控制部件进行约束定位来建立装配件。一个部件能够被多次创建出实例，可以使用大量的
约束来对各个装配构件正确的定位。

网格划分工具
Abaqus/CAE 提供了复杂的分网工具、用户能够精确地创建各种一维、二维和三维网格。

无与伦比的Abaqus求解器
分析特性
Abaqus/CAE 允许Abaqus 的分析特性定义在几何模型上，也能直接运用于导入的网格，使得用户最
大限度的灵活处理同时包括几何体和网格体的混合模型。

集合
集合包括针对几何体的几何集和针对导入网格体的节点集和单元集。当创建分析工作时，任何与一
个几何集相关的节点和单元将包括在对应的节点集和单元集中。
材料
能够为Abaqus 的各种材料模型创建数据，并提供工具帮助你确定实验数据的精度。

曲线拟合功能
单元
使用Abaqus/CAE 能够为部件的区域指定相应的单元类型，并支持Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit
里面的全部单元类型，包括定义高级选项，如自适应网格和单元算法选项。
剖面
剖面管理器允许对梁截面进行创建、修改、复制、重命名和删除操作
蒙皮
三维部件的表面或二维部件的边，能用壳单元或者薄膜单元来覆盖，这些单元与下层的实体单元共
节点。
分析步骤
根据需要，用户可将全部的加载历史分割成多步，有相应的分析类型、载荷、边界条件、接触等与
之对应。
接触
接触模块允许在部件实例之间定义相互作用的关系以及约束。通过直观的界面操作可以定义各种接
触方式：如面面接触、自接触等，并定义机械接触或热接触的接触性质。约束有许多形式一体、显示体、
耦合和捆绑连接等。连接单元、界面热辐射、对流换热条件和弹性地基也都可以在该模块中定义。
预设条件
施于模型上初始条件、加载过程和边界条件均可在载荷模块中定义，并在CAE 中显示。
强大的诊断、可视化和用户自定义功能
Ø 工作的提交和监测
Ø 对大型模型的管理
Ø 结果的可视化
Ø 用户自定制
Abaqus/Standard
Abaqus/standard使各种线形和非线性工程模拟能够有效、精确、可靠的实现。广泛的
分析能力、优越的性能、完备的用户指南、高质量一流的技术支持使得Abaqus/Standard成为分析许多工
程问题的有效工具。此外许多常见的建模前后处理软件都支持Abaqus。
Abaqus/Standard提供各类型的分析程序，从常见的线性问题分析到复杂多步非线性问
题都能高效、可靠的解决。

Abaqus/Standard可以模拟大量的物理现象，例如除了应力/位移分析之外还有：热传导，
质量扩散和声学现象。不同物理现象间的相互作用，如热固耦合，热电耦合，压电耦合和多种介质的流
固耦合，声固耦合等分析也能够进行模拟。对于以上或其它非线性分析，Abaqus/Standard 会自动调整收
敛准则和时间步长来确保解的精确性。

Abaqus/Explicit
Abaqus/Explicit(显式积分)为模拟广泛的动力学问题和准静态问题提供精确、强大和高效的有限元求
解技术。Abaqus/Explicit 适用于模拟高度非线性动力学和准静态分析（可以考虑绝热效应）、完全耦合瞬
态-位移分析、声固耦合分析；还可以进行退火过程模拟，从而适用于多步骤成型模拟。
Abaqus/Explicit特别适用于分析瞬态动力学问题，例如：手机和其他电子产品的跌落时跌落实验，弹
道冲击和汽车子系统的冲击等。基于表面的流体空腔可用于模拟填充了流体或气体的结构，包括结构变
形与内部液体或气体压力的耦合分析，如安全气囊展开分析。
Abaqus/Explicit 高效处理接触问题和其它非线性的能力使其成为求解许多非线性准静态问题的有效
工具，如制造过程（如高温金属轧制和扳金冲压）和能量吸收装置缓慢挤压过程的模拟。

Abaqus/Explicit中的自适应网格功能使之能够模拟大量的材料发生严重变形的问题，例如金属成型的
问题。声学功能提供瞬态声固耦合分析，例如潜水艇在冲击载荷作用下的响应分析以及冲击载荷在水下
传播。声学分析的功能与模拟气泡载荷、流体的空化和有无海床对液体表面的影响等功能有机结合。
将 Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit 兼容并包
由于它们各自的优点，Abaqus/Explicit 和Abaqus/Standard 引领着高级非线性模拟技术的发展。
Abaqus/Explicit 和Abaqus/Standard 可以互相结合并同于同一问题分析，为求解提供了无以匹敌的力量和
机动性。需要集成两种求解器的进行有限元分析的例子是常见的。

 其他模块
Abaqus/Design
Abaqus/Design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，是用于海洋工程。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。
Fe-safe
Fe-safe模块的一系列功能可以附加在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit上应用。他的目的是通
过疲劳分析预测部件和系统寿命。
CAD模型接口——CATIA V4，CATIA V5，I-DEAS，Parasolid，Pro/E
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 forMOLDFLOW（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。

ABAQUS产品技术参数
前后处理器模块——ABAQUS/CAE
几何体建模——Geometry
Geometry Creation Tools（几何体生成工具）
2-D Sketcher（二维草图）
Sketch Tools and Options（草图工具和选项）
Geometry Import/Export（几何体导入和导出）
Geometry Repair Tools（几何体修补工具）
Mesh Edit（网格编辑）
模型装配——Assembly
Instance Tools（实例工具）
Sets and Surfaces（集合和表面）
Display Groups（显式组）
Merge/Cut Tools（合并/剪切操作）
定义材料性质——Properties
Material Models（材料模型）
General（一般性质）
Elasticity（弹性性质）
Electrical properties
Mass diffusion
Plasticity（塑性性质）
Pore fluid properties
Thermal properties（热性质）
Gasket（垫片）
Acoustic medium
Equation of state (EOS) materials（状态方程）
User materials（用户自定义材料）
Hyperelastic material evaluation（超弹性材料评估）
Sections（截面性质）
Solid（实体） homogeneous, generalized plane strain
Shell（壳）homogeneous, composite（复合材料壳单元）,membrane, surface (rebar layers)
Beam（梁） beam, truss
Point（点） mass, rotary inertia, damping, capacitance
Gasket（垫片）
Beam section profiles（梁截面形状）
Skin（蒙皮）

Orientations（材料方向）
分析流程功能——Analysis
General, Linear and Nonlinear Analyses（通用，线性和非线性分析）
Static stress/displacement analysis（静力分析）
Viscoelastic/viscoplastic response（粘弹/粘塑响应）
Dynamic stress/displacement analysis（动力分析）
Heat transfer analysis（热传导分析）
Mass diffusion analysis
Acoustic analysis
Coupled problems（耦合问题）
– Thermo-mechanical（热固）
– Thermo-electrical（热电）
– Piezoelectric（压电）
– Pore fluid flow-mechanical（孔隙流动）
– Thermo-mechanical mass diffusion（热-固-质量扩散）
– Shock and acoustic-structural（冲击和声固耦合）
Linear Perturbation Analyses（线性摄动分析）
• Static stress/displacement analysis
– Linear static stress/displacement analysis
– Eigenvalue buckling estimates
• Dynamic stress/displacement analysis
– Natural frequency extraction（自振频率提取）
– Complex eigenvalue extraction（复频率提取）
– Transient response via modal superposition
– Steady-state response to harmonic loading
– Response spectrum analysis（响应谱分析）
– Random response analysis（随机响应分析）
Analysis Controls（分析控制）
Output Requests（输出请求）
定义约束和接触——Constraints and Interactions
Contact（接触）
General contact (ABAQUS/Explicit)（通用接触）
Surface-to-surface contact（面面接触）
Self-contact（自接触）
Contact Properties（接触性质）
Constraints（约束）
Thermal（热）
Loads（载荷）
Mechanical（机械）
Bolt load（螺栓预紧力）
Thermal（热）
Acoustic（声场）

Fluid（流体）
Electrical（电）
Mass diffusion（质量扩散）
Fields（场）
Multiple load cases（多工况）
Connectors（连接单元）
Boundary Conditions（边界条件）
Nodal（节点位移）
Velocity（速度）
Acceleration（加速度）
Velocity/angular velocity（角速度）
Submodel（子模型）
Pore pressure（孔压）
Electric potential（电势）
Temperatures（温度）
网格划分——Meshing
Mesh Seeding（网格种子）
Structured Meshing（结构化分网）
Surface Meshing（表面分网）
Solid Meshing（实体分网）
Virtual Topology（虚拟拓扑）
单元库——Element Library
Beam（梁单元）
Truss（杆单元）
Connector（连接单元）
Shell（壳单元）
Membrane（薄膜单元）
Continuum（实体单元）
Elbow（弯管单元）
Gasket（垫片单元）
Pipe（管道单元）
后处理——Visualization
Model plotting（模型图）
Deformed, contour, vector/tensor, path, tickmark, overlay, material orientations, X–Y
plots（变形图，云图、矢量/张量图、材料方向图、X-Y曲线图等）
Animations（动画）
Stress linearization（应力线性化）
Tabular data reports（数据报表）
Probe/query tools（查询工具）
Diagnostics visualization（结果诊断）

过程自动化——Process Automation
Python scripting（Python脚本）
GUI toolkit（用户界面工具包）
Macro manager（宏管理器）

隐式求解器模块——ABAQUS/STANDARD
分析类型——Analysis Types
General, Linear and Nonlinear Analyses（通用，线性和非线性分析）
Static stress/displacement analysis（静力分析）
Direct cyclic analysis（直接载荷循环分析）
Viscoelastic/viscoplastic response（粘弹性和粘塑性）
Dynamic stress/displacement analysis（动力学分析）
Steady-state transport analysis（稳态传输分析）
Heat transfer analysis（热传导分析）
Mass diffusion analysis（质量扩散分析）
Acoustic analysis（声场分析）
Coupled analysis（耦合分析）
Linear Perturbation Analyses（线性摄动分析）
分析和建模技术——Analysis and Modeling Techniques
求解技术——Solution Techniques
材料定义——Material Definitions
Elastic Mechanical Properties（弹性机械性质）
Inelastic Mechanical Properties（非弹性机械性质）
Additional Material Properties（其他材料性质）
单元库——Element Library
Continuum（实体单元）
Membranes（薄膜单元）
Beams（梁单元）
Pipes（管道单元）
Elbows（弯管单元）
Frame Elements（框架单元）
Trusses（杆单元）

Gasket Elements（垫片单元）
Inertial Elements（惯性单元）
Rigid Elements（刚体单元）
Capacitance Elements（热容单元）
Connector Elements（连接单元）
Springs, Dashpots, Flexible Joints（弹簧，阻尼器，柔性接头）
Distributed Coupling（分布耦合）
Special-Purpose Elements（特殊用途单元）
User-Defined Elements（用户自定义单元）
预设条件——Prescribed Conditions
约束和接触——Constraints and Interactions
Kinematic Constraints（自由度约束）
Surface-Based Contact Modeling（基于表面的接触建模）
Element-Based Contact Modeling（基于单元的接触建模）
Cavity Radiation（空腔辐射）
用户子程序——User Subroutines
显式求解器模块——ABAQUS/EXPLICIT
分析类型——Analysis Types
非线性显示动力学分析
分析和建模技术——Analysis and Modeling Techniques
材料定义——Material Definitions
Elastic Mechanical Properties（弹性机械性质）
Inelastic Mechanical Properties（非弹性机械性质）
Additional Material Properties（其他材料性质）
单元库——Element Library
Continuum（实体单元）
Structural（结构单元）
Inertial Elements（惯性单元）
Rigid Elements（刚体单元）

Capacitance Elements（热容单元）
Connector Elements（连接单元）
Springs, Dashpots（弹簧和阻尼器）
预设条件——Prescribed Conditions
约束和接触——Constraints and Interactions
Kinematic Constraints（自由度约束）
Contact Modeling（接触建模）

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