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非线性动力学仿真软件ABAQUS

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Abaqus 概述

  今天,产品仿真已经非常普遍地被工程研发机构所接受,并且他们从不同的公司购买适当的仿真工具去模拟各种的问题。使用多种软件会降低效率并且大幅增加费用。SIMULIA推出了一套完整的仿真分析产品,可以使得用户无论是否有丰富的仿真经验或是否专注于这个领域,都可以密切合作,无缝的共享仿真数据,并且不丢失任何细节信息的验证方案。

  Abaqus统一有限元产品为不论是简单的还是复杂的各个行业的工程问题,都提供了强大且完整的解决方案。在汽车行业,工程师们使用同一个有限元模型和集成的求解器就可以考虑整车问题、振动问题、多体动力学问题、碰撞问题、非线性静力学问题、热固耦合问题和声固耦合问题。行业内领先的公司均正在使用Abaqus统一有限元产品去整合他们的分析流程和分析工具,减少费用并提高效率,以获得更有竞争力的优势。

Abaqus 有限元产品

  不论是你想深入了解一个复杂产品的细节行为,进行设计更新,理解新材料的力学行为,还是模拟制造工艺过程,Abaqus有限元产品都能提供最全面灵活的解决方案去完成上述任务。Abaqus产品提供高精度、可靠、高效的解决方案,用于求解非线性问题、大规模线性动力学应用以及常规的仿真。Abaqus产品集成显式和隐式求解器,这使得用户可以在后续的分析中直接使用上一个仿真分析的结果,用于考虑历史加载的影响,例如加工制造。用户自定义功能,用户界面的定制,这些灵活的手段可以更好地加入用户的想法,使得用户有更多的选择以减少分析时间。

  Abaqus有限元产品采用最新的高性能并行计算环境,允许用户的模型尽可能的复杂,而不用担心计算能力的限制。这样可以使得用户最少的简化模型,从而增加了结果的真实性,也减少了反复修改模型的时间。很多合作伙伴的产品都由于Abaqus产品强大的功能而将其内置或定制专用界面。使用全球最完整强大的有限元产品,去探索产品的真实行为并加速创新吧。

Abaqus/CAE

  Abaqus有限元建模、后处理以及过程自动化的完整解决方案

  使用Abaqus/CAE用户可以快速高效地创建、修改、监控、诊断以及可视化Abaqus分析过程。Abaqus/CAE用户界面将建模、分析、任务管理和结果可视化功能集成为一个统一、易于操作环境之下,不论对于初学者还是有经验的用户,都非常易学和高效。Abaqus/CAE支持类似CAD一样的交互式功能,例如基于特征、参数化建模、交互式和脚本操作、用户定制界面等。

  在Abaqus/CAE中,用户可以创建几何模型,也可以导入CAD模型,或者基于几何生成网格,而这些网格跟CAD模型不再关联。CATIA V5、SolidWorks和 Pro/ENGINEER的交互式接口可以保证CAD和CAE装配模型的一致性,并且可以快速地进行模型更新而不丢失任何用户定义的分析特征。

  Abaqus/CAE开放的用户定制工具提供了强大的自动化分析流程解决方案,这样仿真专家可以定制验证好的工作流程,将仿真知识和经验固化到其中。Abaqus/CAE同样提供强大的后处理定制功能,使得用户可以读取和操作任何Abaqus分析的结果。

Abaqus/Standard

  Abaqus/Standard适合求解静态和低速动力学问题,这些问题通常都对应力精度有很高的要求。例如垫片密封问题,轮胎稳态滚动问题,或复合材料机翼裂纹扩展问题。对于单一问题的模拟,可能需要在时域和频域内进行分析。例如在发动机分析里,首先需要模拟包含复杂垫片力学行为的发动机缸盖安装模拟,接着才是进行包含预应力的模态分析,或是在频域内的包含预应力的声固耦合振动分析。Abaqus/CAE支持Abaqus/Standard求解器的所有常用的前后处理功能。

  Abaqus/Standard计算结果可以作为初始状态用于后续的Abaqus/Explicit分析。同样的,Abaqus/Explicit计算结果也可以继续用于后续的Abaqus/Standard分析。这种集成的灵活性使得可以将复杂的问题分解,将适合用隐式方法的分析过程用Abaqus/Standard求解,例如静力学、低速动力学或稳态滚动分析;而将适合用显式方法的用Abaqus/Explicit求解,例如高速、非线性、瞬态占主导的问题。

发布的产品

Abaqus/AMS

  Abaqus/Standard的附加分析功能允许用户使用自动多级子结构特征值求解器(AMS)去计算模态问题。Abaqus/AMS特征值求解器的计算性能远超默认的Lanczos求解器,尤其是对于大规模模型需要提取大量的模态时。大量的模型测试表明,对于模态提取问题,AMS求解器要快10-25倍,这取决于模型的复杂程度。

Abaqus/Aqua

  Abaqus/Aqua是用于海洋工程的一个附加模块,可以应用于海洋工程结构领域,能够完成导管架和立管的结构分析,拖管过程模拟计算以及浮体结构分析计算;可以计算结构浮力、风载荷以及波流载荷作用下的拖曳力和惯性力等环境载荷。

Abaqus/Design

  Abaqus/Design作为Abaqus/Standard的补充附加模块,主要用于设计灵敏度分析(DSA)。设计灵敏度对于理解设计空间变化以及预测设计改变的影响都非常有用。设计灵敏度可以为再设计和基于梯度的优化提供基础。

Abaqus/Foundation

  Abaqus/Foundation提供Abaqus/Standard中的线性静力学和线性动力学分析功能。当Abaqus/Foundation可用时,Abaqus会自动探测分析是否能够应用线性摄动分析类型,然后使用Abaqus/Foundation代替Abaqus/Standard进行分析,可以有效地节省license token使用量。

Abaqus/Explicit

  Abaqus/Explicit是特别适合于模拟瞬态动力学为主的问题的有限元产品,例如电子产品的跌落、汽车碰撞和穿甲侵彻。Abaqus/Explicit能够高效地求解包括接触在内的非线性问题和许多准静态问题,如金属的滚压成型、吸能装置的低速碰撞。Abaqus/Explicit使用方便,可靠性高,计算高效。Abaqus/CAE支持Abaqus/Explicit求解器的所有常用的前后处理功能。

  Abaqus/Explicit计算结果可以作为初始状态用于后续的Abaqus/Standard分析。同样的,Abaqus/Standard计算结果也可以继续用于后续的Abaqus/Explicit分析。这种集成的灵活性使得可以将复杂的问题分解,将适合于显式方法的求解的高速、非线性、瞬态占主导的问题用Abaqus/Explicit求解;而适合与隐式方法的分析过程用Abaqus/Standard求解,例如静力学、低速动力学或稳态滚动分析。

Abaqus/CFD

  Abaqus/CFD为Abaqus提供了计算流体动力学分析功能,Abaqus/CAE支持该求解器的所有的前后处理需求。并行的CFD分析功能可以求解多数的非线性流体传热和流固耦合问题。

  Abaqus/CFD可以解决以下不可压缩流动问题:

  • 层流和湍流:内流或外流的稳态和瞬态问题,横跨的雷诺数范围可以很大,分析时几何可以很复杂。还可以分析由空间变化的分布体力诱发的流动问题。

  • 热对流:包括热传导和自然对流问题,需要求解能量方程。这类问题包括大范围普朗特数的湍流热传导。

  • ALE动网格:Abaqus/CFD对运动方程、热传导方程和湍流传输方程采用ALE描述进行动网格分析。动网格问题通常包括指定边界运动,这种边界条件对于流体流动来说相对独立,常出现于流体流动或流固耦合问题中。

Abaqus 附加模块

  Abaqus统一有限元产品允许用户开发定制应用,并可以将合作伙伴或自主开发的功能集成到Abaqus中。SIMULIA提供Moldflow、MSC.ADAMS和MADYMO的分析接口。FTSS的碰撞假人模型也可以在碰撞分析和乘员安全分析中使用。Abaqus各地区办公室开发了大量基于Abaqus的定制功能,例如印刷电路板模块(PWB),缠绕复合材料模块,金属覆盖成型模块等。SIMULIA也提供Fe-safe用于模拟疲劳问题。

附加模块

拓扑优化(ATOM)

  Abaqus 拓扑优化模块(ATOM)具有先进的非线性结构优化功能,为产品设计师和工程师提供满足结构需求和制造工艺的设计,同时提高产品性能、降低产品重量和费用。

  ATOM能够使Abaqus用户对单个部件或者装配体进行拓扑和外形优化,同时考虑材料非线性、接触非线性和几何非线性的影响。

  ATOM的优点:

  • 缩短设计周期

  • 减重从而降低费用

  • 通过控制峰值应力以提高产品寿命

  • 降低失效率以提高产品质量

分析接口

MoldFlow分析接口

  该附加模块可以将MoldFlow注塑分析的结果导入到Abaqus中,为后续的分析考虑材料方向和残余应力因素的影响。MoldFlow提供制造过程中部件的力学和热力学材料参数以及残余应力结果信息。力学参数(包括纤维角度因素的影响)信息由MoldFlow计算,并以沿部件厚度方向积分点位置处的正交各项异性参数的方式写出到接口文件中。

MSC.ADAMS分析接口

  MSC.ADAMS分析接口可以让用户在采用MSC.ADAMS进行多体动力学分析时使用Abaqus模型的刚度信息。MSC.ADAMS分析接口可以将Abaqus模型的刚度矩阵转换为ADAMS/Flex需要的数据格式。

MADYMO联合仿真

  该附加模块在Abaqus/Explicit中使用,可以在车辆-乘员碰撞安全模拟中使用Abaqus/Explicit和MADYMO进行联合仿真。该分析技术可以直接将Abaqus/Explicit的碰撞分析和MADYMO的乘员分析进行耦合。使用Abaqus/Explicit和MADYMO进行碰撞安全分析的用户手册可以通过AOSS下载。

CAD交互式接口

  交互式接口能够将CAD模型传递到Abaqus/CAE中。这些功能强大的附加模块仅需鼠标轻轻一点,就可将部件或整个装配体传递到Abaqus/CAE中。用户可以在CAD软件中修改几何模型,使用交互式接口快速更新Abaqus/CAE的有限元模型,而不丢失任何分析特征。这些交互式接口需要在每个CAD软件中安装插件使用,然后在Abaqus/CAE中通过CAD连接工具建立相应的连接。

CATIA V5交互式接口

  CATIA V5交互式接口可以使用交互式导入将CATIA V5的部件和装配体传递到Abaqus/CAE中。CATIA V5模型中的材料和组定义也可以传递到Abaqus/CAE中。除此之外,CATIA V5交互式接口还可以直接导入CATIA V5的.CATPart 和 .CATProduct格式的模型。

  CATIA V5交互式接口有以下几点功能:

  • 自动交互式导入是一个功能强大的工具,这可以使用户快速地从CATIA V5中传递模型到Abaqus/CAE中,而两个软件需要在同一台电脑上同时运行。当CAD模型传递结束后,用户可以继续在CATIA V5中修改CAD设计,然后只需轻点鼠标即可将修改后的模型更新到Abaqus/CAE中。同时用户在Abaqus/CAE中创建的任何特征,例如分区、载荷、边界条件、集合、面等,都会在导入过程中自动重新生成。

  • CATIA V5交互式接口可以使用户在Abaqus/CAE中修改CATIA模型中的特征参数,例如孔径或拉伸长度。修改后的参数会更新CATIA和Abaqus/CAE中的模型。

  • 如果CATIA V5和Abaqus/CAE没有同时运行,或运行在不同的电脑上,用户可以使用手动的交互式导入。使用CATIA V5交互式接口插件,用户可以保存装配体为.eaf格式。用户可以可以将.eaf格式的模型导入到Abaqus/CAE中,或者使用此文件更新Abaqus/CAE在现有的模型。另外,手动交互式导入可以在不同的Windows平台之间运行(例如,32位Windows上的CATIA V5建立的CAD模型,可以通过此功能导入到64位Windows上的Abaqus/CAE中)。

  • 直接导入不是交互式导入,因此也不需要使用CATIA V5交互式导入插件。只要将CATIA V5的几何模型保存为标准的部件或装配体格式文件,就可以直接导入到Abaqus/CAE中。用户将不能使用直接导入功能更新Abaqus/CAE现有模型,但是可以使用此功能在32位和64位Windows平台之间传递几何模型。交互式导入和直接导入为企业或供应商之间模型从CATIA V5导入到Abaqus/CAE中提供了很大的灵活性。

  CATIA V5交互式接口需要Abaqus/CAE 6.8或以上版本,兼容CATIA V5 R18、R19、R20和R21。

Pro/ENGINEER交互式接口

  Pro/ENGINEER 交互式接口可以使用交互式导入将Pro/ENGINEER的部件和装配体传递到Abaqus/CAE中。除了交互式导入,Pro/ENGINEER交互式接口也包含了直接导入接口,可以写出.enf_abq格式的部件和装配体。.enf_abq格式文件可以接着被导入到Abaqus/CAE中。

  Pro/ENGINEER 交互式接口可以使用户在Abaqus/CAE中修改Pro/ENGINEER模型中的特征参数,例如孔径或拉伸长度。修改后的参数会更新Pro/ENGINEER和Abaqus/CAE中的模型。

  Pro/ENGINEER交互式接口有以下几点功能:

  • 自动交互式导入是一个功能强大的工具,这可以使用户快速地从Pro/ENGINEER中传递模型到Abaqus/CAE中,而两个软件需要在同一台电脑上同时运行。当CAD模型传递结束后,用户可以继续在Pro/ENGINEER中修改CAD设计,然后只需轻点鼠标即可将修改后的模型更新到Abaqus/CAE中。同时用户在Abaqus/CAE中创建的任何特征,例如分区、载荷、边界条件、集合、面等,都会在导入过程中自动重新生成。

  • Pro/ENGINEER 交互式接口可以使用户在Abaqus/CAE中修改Pro/ENGINEER模型中的特征参数,例如孔径或拉伸长度。修改后的参数会更新Pro/ENGINEER和Abaqus/CAE中的模型。

  • 如果Pro/ENGINEER和Abaqus/CAE没有同时运行,或运行在不同的电脑上,用户可以使用手动的交互式导入。使用Pro/ENGINEER交互式接口插件,用户可以保存装配体为.eaf格式。用户可以可以将.eaf格式的模型导入到Abaqus/CAE中,或者使用此文件更新Abaqus/CAE在现有的模型。另外,手动交互式导入可以在不同的操作系统平台之间运行(例如, Windows上的Pro/ENGINEER建立的CAD模型,可以通过此功能导入到Linux上的Abaqus/CAE中)。

  • 直接导入接口使用单个文件将Pro/ENGINEER的几何模型导入到Abaqus/CAE中,而不是交互式导入。使用Pro/ENGINEER 交互式插件,用户可以保存.enf_abq格式文件。用户可以使用这种文件格式将几何模型随后导入到Abaqus/CAE中。但是用户不能使用直接导入接口更新Abaqus/CAE中现有的模型,而且不能在不同平台之间传递几何模型。交互式导入和直接导入为企业或供应商之间模型从Pro/ENGINEER导入到Abaqus/CAE中提供了很大的灵活性。

  Pro/ENGINEER 交互式接口需要Abaqus/CAE 6.8及以上版本。

SolidWorks交互式接口

  SolidWorks交互式接口可以轻松地将Solidworks中的部件或装配体导入到Abaqus/CAE中,接着用户可以修改Solidworks中的几何模型,该接口自动地更新Abaqus/CAE中模型修改且不丢失任何分析特征。当用户在使用Solidworks不断更改设计模型而分析工具是基于Abaqus时,SolidWorks交互式接口就显得非常有用。

  SolidWorks交互式接口有以下几点功能:

  • 自动交互式导入是一个功能强大的工具,这可以使用户快速地从SolidWorks中传递模型到Abaqus/CAE中,而两个软件需要在同一台电脑上同时运行。当CAD模型传递结束后,用户可以继续在SolidWorks中修改CAD设计,然后只需轻点鼠标即可将修改后的模型更新到Abaqus/CAE中。同时用户在Abaqus/CAE中创建的任何特征,例如分区、载荷、边界条件、集合、面等,都会在导入过程中自动重新生成。

  • 当SolidWorks和Abaqus/CAE没有同时运行,或运行在不同的电脑上,用户可以使用手动的交互式导入。使用SolidWorks交互式插件,用户可以保存装配体为.eaf格式。用户可以可以将.eaf格式的模型导入到Abaqus/CAE中,或者使用此文件更新Abaqus/CAE在现有的模型。另外,手动交互式导入可以在不同的操作系统平台之间运行(例如, Windows上的SolidWorks建立的CAD模型,可以通过此功能导入到Linux上的Abaqus/CAE中)。

  SolidWorks交互式接口需要Abaqus/CAE 6.8EF及以上版本,且SolidWorks 为2009 SP1及以上版本。

复合材料建模模块(CMA)

  基于Abaqus/CAE的复合材料建模模块(CMA)具有功能强大的复合材料仿真能力和先进的建模技术,补充和扩展了原有Abaqus/CAE中的复合材料功能,并与Abaqus/CAE完美的融合在一起。

  复合材料建模模块(CMA)直接将准确的纤维角度和铺层厚度传递到Abaqus分析中,并且允许快速地查看并修改复合材料模型。该产品也生成制造数据以保证分析模型与最终结构匹配,并与Simulayt公司的其他产品无缝集成。

  复合材料建模模块的优势:

  • 确保在复合材料铺层的制备初始阶段工艺上的可制造性,避免由于错误设计而增加成本

  • 通过提高模型的真实性以及降低模型设置时间来实现快速改进设计

  • 企业中复合材料结构的分析、设计和制造的无缝连接提高整个研制过程的效率


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