技术前沿：Abaqus有限元分析软件初探

Abaqus 是适用于解决从简单（线性）到高度复杂工程问题（多物理场非线性）的一套具有全面仿真计算能力的有限元软件。Abaqus 前处理模块包括丰富的单元、材料模型类型，可以高精度地实现包括金属、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的工程仿真计算。在多物理场计算方面，Abaqus 不仅能求解结构（应力 / 位移）问题，还可以高精度求解热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、电磁分析、岩土力学分析及压电介质分析。

我们深知高效、创新是企业的核心竞争力。Abaqus 不仅具有出色的仿真计算能力，由于其基于 Python 开发GUI 操作环境并提供了全面的 API，通过 Python 或者 C++ 能够使其无论在 Windows 还是在 Linux 工作环境下都具有无限的扩展能力。众所周知 Python 是目前发展最快的高级脚本语言，不仅简单易学而且拥有海量的开源科学计算工具包，我们的客户，无论小规模公司还是国际型大公司，都可以通过 Python 根据公司需要进行从工具性开发到系统级开发以提高工程仿真计算效率，几乎零成本的强化用户的工程仿真以及科学计算能力。Abaqus 出色的可扩展性深刻诠释了达索在生产效率对于客户重要性这方面的认识。

Abaqus 有两个求解器——Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit，两个求解器之间可以传递数据，以及统一的人机交互前后处理模块——Abaqus/CAE

Abaqus/CAE

Abaqus/CAE 是人机交互前后处理器，能将建模、分析、工作管理以及结果显示集成于一个统一的界面中，使得初学者易于学习，而经验丰富的用户工作效率会更高。

无与伦比的 Abaqus 求解器

Abaqus/Standard

Abaqus/Standard 是通用求解器，能够求解各种类型的工程问题，从简单的线性问题到复杂的多物理场非线性问题，都能高效、高精度的求解。例如除应力 / 位移分析之外还有：热传导，质量扩散和声学现象，以及热固耦合、热电耦合、电磁耦合，压电耦合和声固耦合、专门的焊点及焊点失效、振动等分析类型也能够进行模拟。对于以上或其他非线性分析，Abaqus/Standard 会自动调整收敛性准则和时间步长来确保解的精确性。

Abaqus/Explicit

Abaqus/Explicit（显式积分）是能够高效、精确模拟广泛的动力学问题和准静态问题的强大的有限元求解器。Abaqus/Explicit 可以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，及冲压成型的回弹分析。Abaqus/Explicit 适用于分析瞬态动力学问题，例如，手机和其他电子产品跌落时跌落实验，弹道冲击，汽车系统和新能源汽车电池包的冲击及跌落分析等。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他非线性的能力，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（如高温金属轧制和钣金冲压）和能量吸收装置缓慢挤压过程的模拟。

Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit 的联合仿真(Co-Simulation)

Abaqus 可将整体模型中不同响应形式的两部分模型分别定义成 Standard 和 Explicit 形式，在分析过程中两个求解器之间不断地相互传递数据，因此不需过多地简化模型就可以准确并有效地模拟大规模的复杂模型。Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit 可以完全在 Abaqus/CAE 中完成。应用实例：整车分析中 Car Body 和 SuspensionConnectors 使用 Standard 求解器分析，Wheel 和 Tire 使用 Explicit 求解器分析。

Abaqus/ATOM包括优化方法：拓扑优化、形状优化、钣金件厚度优化、钣金件加强筋优化。都支持接触、几何非线性和材料非线性。一般通过 5-50 次设计循环将获得满意结果，优化后的几何模型还可以通过 Abaqus/CAE 导出为 STL 文件或者 INP 文件，供设计使用。

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 中线性静态和动态分析的功能，价格也大大降低。

CAD 模型接口—CATIA V4，CATIA V5，I-DEAS，Parasolid，Pro/E

该模块是 Abaqus/CAE 和当前主流 CAD 软件之间的接口，可以直接导入各 CAD 软件的几何模型并进行自动和手工的几何体修补工作。

Abaqus Interface for MSC.ADAMS（ADAMS 接口）

Abaqus 和 ADAMS/Flex 软件的接口，可以导入 ADAMS 模型中的部件进行有限元分析并将结果返回 ADAMS。Abaqus Interface for MOLDFLOW( 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广泛应用于各个工业领域，ABAQUS软件在电子工业中广泛应用于电子封装、手机和家用电器的跌落分析等领域，在土木工程中广泛用于岩土工程、道路、桥梁和高层建筑物结构分析等领域。作为 工程 软件 之一， ABAQUS 软件 以其 强大 的 有限 元 分析 功能 和 CAE 功能， 被 广泛 运用于 机械制造、 土木工程、 隧道桥梁、 水利水工、 汽车制造、 船舶工业、 航空航天、核工业、 石油化工、 生物医学、军用、民用 等领域。

ABAQUS是知名的有限元分析软件， 在世界范围内具有广泛的用户群，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。国内主要的用户有中航工业、中国航天、长城汽车、东风本田、长安汽车、西南交大、暨南大学、南方科技大学、华为、中移动等。

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