有限元分析軟件ABAQUS介紹（一）
數(shù)值模擬方法介紹
一：數(shù)值模擬也叫計算機模擬。
它以電子計算機為手段，通過數(shù)值計算和圖像顯示的方法，達到對工程問題和物理問題乃至自然界各類問題研究的目的，節(jié)約時間、成本。
數(shù)值模擬的基本步驟：
（1）建立數(shù)學模型--基本守恒方程
（2）建立物理問題模型--前處理建模
（3）離散方程--選擇離散方法和格式
（4）求解方程--選擇求解算法
（5）編制、調(diào)試程序
（6）研究結(jié)果--后處理
（7）改進模型或提出指導方案
使用軟件分析的優(yōu)勢
二、有限元軟件的介紹
三種數(shù)值分析方法：有限元方法，有限差分，有限體積方法
有限元分析是對結(jié)構(gòu)力學分析迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計算方法。
有限元分析軟件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四個比較知名比較大的公司。
有限元軟件的對比
ANSYS是商業(yè)化比較早的一個軟件，目前公司收購了很多其他軟件在旗下。
ABAQUS專注結(jié)構(gòu)分析，目前沒有流體模塊。
MSC是比較老（1963）的一款軟件目前更新速度比較慢。
ADINA是在同一體系下開發(fā)有結(jié)構(gòu)、流體、熱分析的一款軟件，功能強大但進入中國時間比較晚市場還沒有完全鋪開。
結(jié)構(gòu)分析能力排名：
ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS
流體分析能力排名：
ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS
耦合分析能力排名：
ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS
性價比排名：
ADINA，ABAQUS、ANSYS、MSC
ANSYS與ABAQUS的對比
應用領(lǐng)域：
1. ANSYS軟件注重應用領(lǐng)域的拓展，目前已覆蓋流體、電磁場和多物理場耦合等十分廣泛的研究領(lǐng)域。
2. ABAQUS則集中于結(jié)構(gòu)力學和相關(guān)領(lǐng)域研究，致力于解決該領(lǐng)域的深層次實際問題。其強大的非線性分析功能在設(shè)計和研究的高端用戶群中得到了廣泛的認可
求解器功能
（1）對于常規(guī)的線性問題，兩種軟件都可以較好的解決，在模型規(guī)模限制、計算流程、計算時間等方面都較為接近。
（2）ABAQUS軟件在求解非線性問題時具有非常明顯的優(yōu)勢。其非線性涵蓋材料非線性、幾何非線性和狀態(tài)非線性等多個方面。
綜合性能對比
1. ANSYS軟件的命令流操作非常方便，對于結(jié)構(gòu) 循環(huán)優(yōu)化方面比較有優(yōu)勢，但目前還只是局限于線性方面，非線性方面功能很差而且基本沒有；
2. ABAQUS軟件則在顯式非線性方面有些特色，但隱式非線性方面比不上ADINA，且不具備流體的功能
3. ADINA軟件則在結(jié)構(gòu)非線性及多物理場耦合方面非常出色，是全球非線性功能最強大的有限元軟件之一，而且具有全球最好的流固耦合分析功能。
ABAQUS有限元分析（二）
軟件分析的基本流程
ABAQUS的組成
ABAQUS分析的主要過程
ABAQUS/CAE
(Complete ABAQUS Environment)
交互式圖形環(huán)境
生成或輸入將要分析模型
模型結(jié)構(gòu)分解并劃分網(wǎng)格
設(shè)置材料屬性、載荷及邊界條件
提交和、監(jiān)視、控制分析作業(yè)
可視化分析結(jié)果
ABAQUS /CAE 用戶界面
1 可以用于建模、管理和監(jiān)控分析過程，并進行結(jié)果的可視化處理。
2 類似CAD，基于部件裝配實體的概念
3 可以從其它系統(tǒng)中導入模型或網(wǎng)格。
求解器
ABAQUS/STANDARD|ABAQUS/EXPLICIT 為用戶提供兩種互補的分析工具。
ABAQUS/STANDARD是一個通用分析模塊，它能求解廣泛領(lǐng)域的線性和非線性問題，包括靜力、動力、構(gòu)件的熱和電響應。
ABAQUS/EXPLICIT采用顯示動力學有限元格式，適用于模擬短暫、瞬時的動態(tài)事件，如沖擊和爆炸問題。
ABAQUS求解器的特點：
可以分析復雜的固體力學結(jié)構(gòu)力學系統(tǒng)，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
Standard隱式算法（穩(wěn)定，費用高）
當每一個求解增量步結(jié)束的時候，隱式的有限元要解一組方程組。
Explicit顯示方法（條件穩(wěn)定，費用低）
并不需要求解方程組，通過動態(tài)方法推進增量計算
ABAQUS主要功能
復雜的固體力學結(jié)構(gòu)力學系統(tǒng)，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
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(zhì)材料
其它工程問題：
熱傳導、質(zhì)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(zhì)分析。
全面介紹ABAQUS有限元分析（三）
ABAQUS熱固耦合分析
ABAQUS/Sandard的熱分析功能：
靜態(tài)的應力/位移分析
粘彈性/蠕變模型
瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)熱傳導分析
熱力耦合（順序或完全耦合）
ABAQUS/Explicit的熱分析功能
帶有或不帶有絕熱升溫效應的顯示動力學響應
完全的熱-固耦合分析
ABAQUS蠕變模型
在載荷作用下，混凝土、軟巖及土都具有某種程度的變形隨時間逐漸增加的特性，即蠕變特性。
ABAQUS/Standard的蠕變模型是與塑性模型聯(lián)系在一起的，可以通過定義蠕變流動勢函數(shù)及相應的曲線點數(shù)據(jù)來給定用戶定義的蠕變模型。
修正的Drucker-Prager模型中定義的蠕變行為只有在進行土的固結(jié)、耦合的熱變形分析時才被激活。
ABAQUS/Standard提供兩種蠕變機理：
（1）粘聚機理，屬于剪切塑性失效型的
（2）固結(jié)機理，它在帽蓋塑性條件下發(fā)生；
蠕變勢函數(shù)決定了蠕變應變率，因此蠕變應變率的計算需要先定義勢函數(shù)。
ABAQUS蠕變模型勢函數(shù)
ABAQUS蠕變模型蠕變律
蠕變模型參數(shù)的選取
蠕變模型參數(shù)通常來源于實驗或者實測資料。
參數(shù)取值合理，則解答的問題準確的可能性高；反之，結(jié)果的準確性就差一些。
可以根據(jù)實驗曲線和數(shù)據(jù)進行擬合確定參數(shù)的取值。
聯(lián)系客服
