模塊

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，即人機交互前后處理模塊 — ABAQUS/CAE 。 ABAQUS 對某些特殊問題還提供了專用模塊來加以解決。

Abaqus/CAE

Abaqus有限元建模、后處理以及過程自動化的完整解決方案

【資料圖】

使用Abaqus/CAE用戶可以快速高效地創(chuàng)建、修改、監(jiān)控、診斷以及可視化Abaqus分析過程。

Abaqus/CAE用戶界面將建模、分析、任務管理和結(jié)果可視化功能集成為一個統(tǒng)一、易于操作環(huán)境之下，不論對于初學者還是有經(jīng)驗的用戶，都非常易學和高效。Abaqus/CAE支持類似CAD一樣的交互式功能，例如基于特征、參數(shù)化建模、交互式和腳本操作、用戶定制界面等。

在Abaqus/CAE中，用戶可以創(chuàng)建幾何模型，也可以導入CAD模型，或者基于幾何生成網(wǎng)格，而這些網(wǎng)格跟CAD模型不再關聯(lián)。CATIA V5、SolidWorks和 Pro/ENGINEER的交互式接口可以保證CAD和CAE裝配模型的一致性，并且可以快速地進行模型更新而不丟失任何用戶定義的分析特征。

Abaqus/CAE開放的用戶定制工具提供了強大的自動化分析流程解決方案，這樣仿真專家可以定制驗證好的工作流程，將仿真知識和經(jīng)驗固化到其中。Abaqus/CAE同樣提供強大的后處理定制功能，使得用戶可以讀取和操作任何Abaqus分析的結(jié)果。

Abaqus/Standard

Abaqus/Standard適合求解靜態(tài)和低速動力學問題，這些問題通常都對應力精度有很高的要求。例如墊片密封問題，輪胎穩(wěn)態(tài)滾動問題，或復合材料機翼裂紋擴展問題。對于單一問題的模擬，可能需要在時域和頻域內(nèi)進行分析。例如在發(fā)動機分析里，首先需要模擬包含復雜墊片力學行為的發(fā)動機缸蓋安裝模擬，接著才是進行包含預應力的模態(tài)分析，或是在頻域內(nèi)的包含預應力的聲固耦合振動分析。Abaqus/CAE支持Abaqus/Standard求解器的所有常用的前后處理功能。

Abaqus/Standard計算結(jié)果可以作為初始狀態(tài)用于后續(xù)的Abaqus/Explicit分析。同樣的，Abaqus/Explicit計算結(jié)果也可以繼續(xù)用于后續(xù)的Abaqus/Standard分析。這種集成的靈活性使得可以將復雜的問題分解，將適合用隱式方法的分析過程用Abaqus/Standard求解，例如靜力學、低速動力學或穩(wěn)態(tài)滾動分析;而將適合用顯式方法的用Abaqus/Explicit求解，例如高速、非線性、瞬態(tài)占主導的問題。

Abaqus/Explicit

Abaqus/Explicit是特別適合于模擬瞬態(tài)動力學為主的問題的有限元產(chǎn)品；能夠高效地求解包括接觸在內(nèi)的非線性問題和許多準靜態(tài)問題。使用方便，可靠性高，計算高效。Abaqus/CAE支持Abaqus/Explicit求解器的所有常用的前后處理功能。

Abaqus/Explicit計算結(jié)果可以作為初始狀態(tài)用于后續(xù)的Abaqus/Standard分析。同樣的，Abaqus/Standard計算結(jié)果也可以繼續(xù)用于后續(xù)的Abaqus/Explicit分析。這種集成的靈活性使得可以將復雜的問題分解，將適合于顯式方法的求解的高速、非線性、瞬態(tài)占主導的問題用Abaqus/Explicit求解;而適合與隱式方法的分析過程用Abaqus/Standard求解，例如靜力學、低速動力學或穩(wěn)態(tài)滾動分析。

Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit 的聯(lián)合仿真(Co-Simulation)

Abaqus 可將整體模型中不同響應形式的兩部分模型分別定義成Standard 和Explicit 形式，在分析過程中兩個求解器之間不斷地相互傳遞數(shù)據(jù)，因此不需過多地簡化模型就可以準確并有效地模擬大規(guī)模的復雜模型。Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit 可以完全在Abaqus/CAE 中完成。應用實例：整車分析中Car Body 和SuspensionConnectors 使用Standard 求解器分析，Wheel 和Tire 使用Explicit 求解器分析。

模塊功能

靜態(tài)應力/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

動態(tài)分析粘彈性/粘塑性響應分析：粘塑性材料結(jié)構(gòu)的響應分析

熱傳導分析：傳導，輻射和對流的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)分析

質(zhì)量擴散分析：靜水壓力造成的質(zhì)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

非線性動態(tài)應力/位移分析：可以模擬各種隨時間變化的大位移、接觸分析等

瞬態(tài)溫度/位移耦合分析：解決力學和熱響應及其耦合問題

準靜態(tài)分析：應用顯式積分方法求解靜態(tài)和沖壓等準靜態(tài)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擬

海洋工程結(jié)構(gòu)分析：

對海洋工程的特殊載荷如流載荷、浮力、慣性力等進行模擬

對海洋工程的特殊結(jié)構(gòu)如錨鏈、管道、電纜等進行模擬

對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/管道相對滑動等進行模擬

水下沖擊分析：對沖擊載荷作用下的水下結(jié)構(gòu)進行分析

柔體多體動力學分析：對機構(gòu)的運動情況進行分析，并和有限元功能結(jié)合進行結(jié)構(gòu)和機械的耦合分析，并可以考慮機構(gòu)運動中的接觸和摩擦

疲勞分析：根據(jù)結(jié)構(gòu)和材料的受載情況統(tǒng)計進行生存力分析和疲勞壽命預估

設計靈敏度分析：對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行靈敏度分析并據(jù)此進行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計

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大并各具特點：

材料模型：定義了多種材料本構(gòu)關系及失效準則模型，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，可以考慮應變對模量的影響

超彈性，可以模擬橡膠類材料的大應變影響

粘彈性，時域和頻域的粘彈性材料模型

塑性

金屬塑性，符合Mises屈服準則的各向同性和遵循Hill準則的各向異性塑性模型

鑄鐵塑性，拉伸為Rankine屈服準則，壓縮為Mises屈服準則

蠕變，考慮時間硬化和應變硬化定律的各向同性和各向異性蠕變模型

擴展的Druker-Prager模型，適合于沙土等粒狀材料的不相關流動的模擬

Capped Drucker-Prager模型，適合于地質(zhì)、隧道挖掘等領域

Cam-Clay模型，適合于粘土類土壤材料的模擬

Mohr-Coulomb模型，這種模型與Capped Druker-Prager模型類似，但可以考慮不光滑小表面情況

泡沫材料模型，可以模擬高度擠壓材料，可應用于消費品包裝、及車輛安全裝置等領域混凝土材料模型，這種模型包含了混凝土彈塑性破壞理論滲透性材料模型，提供了依賴于孔隙比率、飽和度和流速的各向同性和各向異性材料的滲透性模型。

其它材料特性：包括密度、熱膨脹特性、熱傳導率和導電率、比熱、壓電特性、阻尼以及用戶自定義材料特性等

單元庫：ABAQUS包括內(nèi)容豐富的單元庫，單元種類多達562種。包括：實體單元/ 殼單元/薄膜單元/ 梁單元/ 桿單/ 剛體元/連接元/無限元/特種單元(針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或輪胎結(jié)構(gòu)的加強筋單元（*Rebar)/針對海洋工程結(jié)構(gòu)的土壤/管柱連接單元（*Pipe-Soil）/錨鏈單元(*Drag Chain)/專門的墊圈單元和空氣單元等特殊的單元)/用戶通過用戶子程序自定義單元。

載荷、約束及連接：載荷包括均勻體力、不均勻體力、均勻壓力、不均勻壓力、靜水壓力、旋轉(zhuǎn)加速度、離心載荷、彈性基礎，伴隨力效應，集中力和彎矩，溫度和其他場變量，速度和加速度等。除常規(guī)的約束外，還提供線性和非線性的多點約束(MPC)，包括剛性鏈、剛性梁、殼體/固體連接、循環(huán)對稱約束和運動耦合等。 連接強大的接觸對定義與分析功能為管接頭接觸密封分析，鉸鏈連接分析，殼體密封分析等帶來極大的便利。

產(chǎn)品

Abaqus/AMS

Abaqus/Standard的附加分析功能允許用戶使用自動多級子結(jié)構(gòu)特征值求解器(AMS)去計算模態(tài)問題。Abaqus/AMS特征值求解器的計算性能遠超默認的Lanczos求解器，尤其是對于大規(guī)模模型需要提取大量的模態(tài)時。大量的模型測試表明，對于模態(tài)提取問題，AMS求解器要快10-25倍，這取決于模型的復雜程度。

Abaqus/Aqua

Abaqus/Aqua是用于海洋工程的一個附加模塊，可以應用于海洋工程結(jié)構(gòu)領域，能夠完成導管架和立管的結(jié)構(gòu)分析，拖管過程模擬計算以及浮體結(jié)構(gòu)分析計算;可以計算結(jié)構(gòu)浮力、風載荷以及波流載荷作用下的拖曳力和慣性力等環(huán)境載荷。

Abaqus/Design

Abaqus/Design作為Abaqus/Standard的補充附加模塊，主要用于設計靈敏度分析(DSA)。設計靈敏度對于理解設計空間變化以及預測設計改變的影響都非常有用。設計靈敏度可以為再設計和基于梯度的優(yōu)化提供基礎。

Abaqus/Foundation

Abaqus/Foundation提供Abaqus/Standard中的線性靜力學和線性動力學分析功能。當Abaqus/Foundation可用時，Abaqus會自動探測分析是否能夠應用線性攝動分析類型，然后使用Abaqus/Foundation代替Abaqus/Standard進行分析，可以有效地節(jié)省license token使用量。

Abaqus/CFD

Abaqus/CFD為Abaqus提供了計算流體動力學分析功能，Abaqus/CAE支持該求解器的所有的前后處理需求。并行的CFD分析功能可以求解多數(shù)的非線性流體傳熱和流固耦合問題。

Abaqus/CFD可以解決以下不可壓縮流動問題：

層流和湍流：內(nèi)流或外流的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)問題，橫跨的雷諾數(shù)范圍可以很大，分析時幾何可以很復雜。還可以分析由空間變化的分布體力誘發(fā)的流動問題。

熱對流：包括熱傳導和自然對流問題，需要求解能量方程。這類問題包括大范圍普朗特數(shù)的湍流熱傳導。

ALE動網(wǎng)格：Abaqus/CFD對運動方程、熱傳導方程和湍流傳輸方程采用ALE描述進行動網(wǎng)格分析。動網(wǎng)格問題通常包括指定邊界運動，這種邊界條件對于流體流動來說相對獨立，常出現(xiàn)于流體流動或流固耦合問題中。

Abaqus 附加模塊

Abaqus統(tǒng)一有限元產(chǎn)品允許用戶開發(fā)定制應用，并可以將合作伙伴或自主開發(fā)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員安全分析中使用。Abaqus各地區(qū)辦公室開發(fā)了大量基于Abaqus的定制功能，例如印刷電路板模塊(PWB)，纏繞復合材料模塊，金屬覆蓋成型模塊等。SIMULIA也提供Fe-safe用于模擬疲勞問題。

拓撲優(yōu)化(ATOM)

Abaqus 拓撲優(yōu)化模塊(ATOM)具有先進的非線性結(jié)構(gòu)優(yōu)化功能，為產(chǎn)品設計師和工程師提供滿足結(jié)構(gòu)需求和制造工藝的設計，同時提高產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品重量和費用。ATOM能夠使Abaqus用戶對單個部件或者裝配體進行拓撲和外形優(yōu)化，同時考慮材料非線性、接觸非線性和幾何非線性的影響。

分析接口

MoldFlow分析接口

該附加模塊可以將MoldFlow注塑分析的結(jié)果導入到Abaqus中，為后續(xù)的分析考慮材料方向和殘余應力因素的影響。MoldFlow提供制造過程中部件的力學和熱力學材料參數(shù)以及殘余應力結(jié)果信息。力學參數(shù)(包括纖維角度因素的影響)信息由MoldFlow計算，并以沿部件厚度方向積分點位置處的正交各項異性參數(shù)的方式寫出到接口文件中。

MSC.ADAMS分析接口

MSC.ADAMS分析接口可以讓用戶在采用MSC.ADAMS進行多體動力學分析時使用Abaqus模型的剛度信息。MSC.ADAMS分析接口可以將Abaqus模型的剛度矩陣轉(zhuǎn)換為ADAMS/Flex需要的數(shù)據(jù)格式。

MADYMO聯(lián)合仿真

該附加模塊在Abaqus/Explicit中使用，可以在車輛-乘員碰撞安全模擬中使用Abaqus/Explicit和MADYMO進行聯(lián)合仿真。該分析技術(shù)可以直接將Abaqus/Explicit的碰撞分析和MADYMO的乘員分析進行耦合。使用Abaqus/Explicit和MADYMO進行碰撞安全分析的用戶手冊可以通過AOSS下載。

CAD交互式接口

交互式接口能夠?qū)AD模型傳遞到Abaqus/CAE中。這些功能強大的附加模塊僅需鼠標輕輕一點，就可將部件或整個裝配體傳遞到Abaqus/CAE中。用戶可以在CAD軟件中修改幾何模型，使用交互式接口快速更新Abaqus/CAE的有限元模型，而不丟失任何分析特征。這些交互式接口需要在每個CAD軟件中安裝插件使用，然后在Abaqus/CAE中通過CAD連接工具建立相應的連接。

CATIA V5交互式接口

CATIA V5交互式接口可以使用交互式導入將CATIA V5的部件和裝配體傳遞到Abaqus/CAE中。CATIA V5模型中的材料和組定義也可以傳遞到Abaqus/CAE中。除此之外，CATIA V5交互式接口還可以直接導入CATIA V5的.CATPart 和 .CATProduct格式的模型。

Pro/ENGINEER交互式接口

Pro/ENGINEER 交互式接口可以使用交互式導入將Pro/ENGINEER的部件和裝配體傳遞到Abaqus/CAE中。除了交互式導入，Pro/ENGINEER交互式接口也包含了直接導入接口，可以寫出.enf_abq格式的部件和裝配體。.enf_abq格式文件可以接著被導入到Abaqus/CAE中。

Pro/ENGINEER 交互式接口可以使用戶在Abaqus/CAE中修改Pro/ENGINEER模型中的特征參數(shù)，例如孔徑或拉伸長度。修改后的參數(shù)會更新Pro/ENGINEER和Abaqus/CAE中的模型。

SolidWorks交互式接口

SolidWorks交互式接口可以輕松地將Solidworks中的部件或裝配體導入到Abaqus/CAE中，接著用戶可以修改Solidworks中的幾何模型，該接口自動地更新Abaqus/CAE中模型修改且不丟失任何分析特征。當用戶在使用Solidworks不斷更改設計模型而分析工具是基于Abaqus時，SolidWorks交互式接口就顯得非常有用。

復合材料建模模塊(CMA)

基于Abaqus/CAE的復合材料建模模塊(CMA)具有功能強大的復合材料仿真能力和先進的建模技術(shù)，補充和擴展了原有Abaqus/CAE中的復合材料功能，并與Abaqus/CAE完美的融合在一起。復合材料建模模塊(CMA)直接將準確的纖維角度和鋪層厚度傳遞到Abaqus分析中，并且允許快速地查看并修改復合材料模型。該產(chǎn)品也生成制造數(shù)據(jù)以保證分析模型與最終結(jié)構(gòu)匹配，并與Simulayt公司的其他產(chǎn)品無縫集成。