Abaqus求解器性能-与其他软件比较
交互池和变形器怎么卸载求解器性能 比其他通用有限元软件更多的单元种类，单元种类达 562 种，提供了更 多的选择余地，并更能深入反映细微的结构现象和现象间的差别。除常 规结构外，可以方便地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的 力学行为 隐式和显式求解器无缝集成，同为 ABAQUS 公司的产品，单元类型和命 名一致，用户可以很方面的进行两种求解方法的转化和联合运算。 更多的接触和连接类型， 可以是硬接触或软接触， 也可以是 Hertz 接触 （小 滑动接触）或有限滑动接触，还可以双面接触或自接触。接触面还可以 考虑摩擦和阻尼的情况。上述选择提供了方便地模拟密封，挤压，铰连 接等工程实际结构的手段。 材料非线性是 ABAQUS 非线性分析的一种重要类型。 它具有丰富的材料 模型库，涵盖了弹性（包括超弹性和亚弹性） 、金属塑性、粘塑性、蠕变， 各向异性等各种材料特性。 在复合材料方面：ABAQUS 允许多种方法定义复合材料单元，包括复合 材料壳单元、复合材料实体单元以及叠层实体壳单元；提供基于平面应 力的失效准则和基于断裂力学的开裂功能，包括最大应力、Tsai-Hill、 Tsai-Wu Azzi-Tsai-Hill 和最大应变等理论研究纤维、 基体和界面失效以及 纤维屈曲失效等失效模式；采用 Rebar 单元模拟纤维增强复合材料中的 纤维，并可以把它们定义在独立的壳单元、薄膜单元和表面单元内部再 嵌入到模拟基体的实体单元中，方便用户进行灵活的建模和后处理； ABAQUS 提供了壳单元到实体单元的子模型功能和壳单元到实体单元的 tie 约束功能，可以对复合材料局部重要区域方便地进行细节建模；用户 自定义材料机械性能 (UMAT)子程序可以由用户定义各种复杂的机械本 构模型并使用在 ABAQUS 分析中，UMATs 已经被广泛用于研究金属基 体复合材料, 固化, 纤维抽拔, 和其他 对复合材料很重要的局部效应。 在橡胶材料方面：橡胶本构模型种类齐 全， 16 种之多， 达 可以模拟各种橡胶材
料的特性；可以直接输入橡胶材料的实 验参数，生成对应的橡胶模型，并对模 型的稳定性进行检验，确定稳定收敛区 间；ABAQUS 目前独有的 Mullin 效应 模拟可以在橡胶的超弹性本构中考虑加 载和卸载中应变能的损失，以及转化为 热能的效应，为精确模拟橡胶减震性能 和工作中生热情况提供了途径，资料显 示相比其他通用有限元软件，考虑 Mullin 效应的模型在处理橡胶大变形 问题中与实验结果对比更为接近；橡胶模型与接触/摩擦功能能很好地结 合， 能处理橡胶材料的软化、 老化等问题； 经长期的工程应用， ABAQUS 的垫片单元(*Gasket)被公认可以方便有效地模拟橡胶垫圈密封的机理和 现象，广泛用于汽车发动机等复杂机械结构的密封分析中。
-1-
接头密封问题中，应力集中现象和接触效应同时存在。二阶单元模拟应 力集中较精确，但不适用于模拟接触问题；一阶单元适合模拟接触问题， 但模拟应力集中效应不精确。ABAQUS 独有的改进的（Modified）连续 体单元，是二阶单元，但可以很好的处理接触问题。因此，ABAQUS 可 以最有效地分析解出密封问题。 ABAQUS 具有强大的热固耦合分析功能，包括：稳态热传导和瞬态热传 导分析，顺序耦合热固分析，完全耦合热固分析，强制对流和辐射分析， 热界面接触，热电耦合，摩擦生热等等。可以定义从简单弹塑性模型到 随温度变化材料常数的热塑性、热硬化性、高温蠕变等复杂材料模型， 来模拟金属、 聚合物、 复合材料等电子材料的热学和力学性质。 ABAQUS 包括 51 种纯热传导和热电耦合单元，83 种隐式和显式完全热固耦合单 元，覆盖杆、壳、平面应变、平面应力、轴对称和实
体各种单元类型， 包括一阶和二阶单元，为用户建模提供极大的方便。ABAQUS 还是世界 上各大汽车厂商分析发动机中热固耦合和接触问题的标准软件，如奥地 利著名发动机生产商 AVL 在自己的发动机分析软件 AVL.Excite 中嵌入 ABAQUS 作为求解器。
更方便和灵活的二次开发工具。 ABAQUS 基于高级语言的用户子程序为 用户开发自己的单元、材料和分析流程提供了强大的工具，这也是广大 非线性高端用户选择 ABAQUS 并应用它进行了大量深入的研究工作的 原因。 材料的剥离与失效可以在 ABAQUS 中得到很好的模拟， 包括模拟冲击材 料的双面磨损功能。 另外 ABAQUS 的自适应网格功能为克服和补偿切割 过程的大变形带来的网格奇异造成的计算误差，提供了有力的手段
-2-
Fe-Safe 提供了金属和非金属材料疲劳寿命预估功能。 它依托于 ABAQUS 的求解器模块，将 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 的应力分析结 果根据载荷出现的几率进行数理统计和分析，得到疲劳寿命的预估值， 并可以用 ABAQUS/CAE 的图形界面进行处理，得到用户关心的参数， 有效地指导结构的疲劳设计。Fe-Safe 和 ABAQUS 的分别是疲劳寿命计 算及结构位移／位移分析方面的最优秀分析软件，两者的有机结合可以 对机械结构疲劳设计和分析提供最佳的解决方案。
ABAQUS 提供的多体动力学分析功能为机械设备的操纵和传动系统等机 构分析和运动过程模拟等提供
了强有力的工具。在此基础上，作为功能 强大的有限元分析软件，ABAQUS 还可以利用子结构方法对结构运动过 程中的变形和应力分布情况进行实时的模拟和分析。截止到目前，考虑 非线性的机构和结构联合分析功能仍然是 ABAQUS 所独有的。
ABAQUS 软件的优点： 1. 拥有强大的线性和非线性分析功能，且计算精度可靠，在国际高端有限元市 场占有率第一。 2. 同一产品中涵盖静力学、动力学和多体动力学等完整的结构分析领域。 3. 隐式和显式单元种类达 562 种，为用户建模提供了极大的选择余地。其中一 些单元为 ABAQUS 所独有，如实体壳单元可以让用户不必抽取中面就能够 模拟薄壁结构的双面接触，并允许单元的边长比很大。 4. 隐式和显式求解器无缝集成，单元类型和命名一致，用户可以很方面的进行 两种求解方法的转化和联合运算。
-3-
5. 强大的耦合场分析功能，包括热固耦合、声固耦合、流固耦合等。 6. 更多的接触和连接类型。接触可以是硬接触或软接触，也可以是 Hertz 接触 （小滑动接触）或有限滑动接触，还可以双面接触或自接触。连接单元库 (connector elements)提供了广泛的机构连接方式来模拟各种机构部件之间的 连接关系，如铰接，焊点，万向接头等，甚至可以考虑连接单元的失效来模 拟机构部件在震动和冲击作用下互相之间的脱开。 7. 具有丰富的材料模型库，涵盖了各向同性和各向异性的弹性（包括超弹性和 亚弹性）
、金属塑性、粘塑性、蠕变、土壤塑性等各种材料特性和失效模式。 8. 强大的二次开发功能，包括为求解器增加新的材料和单元以及为前后处理器 增加用户自定义界面的多种二次开发。 9. 隐式求解器 ABAQUS/Standard 适于进行基于频域的动力学分析： 自振频率提 取，模态动力学，基于模态和直接积分的稳态动力学分析，随机响应分析， 响应谱分析和复频率提取分析等。此外，还可以进行在时域上积分的隐式动 力学分析。以上所有分析可以基于线性或者非线性的状态进行，通过 step by step 的分析方法来实现多步骤的分析。 10. 显式求解器 ABAQUS/Explicit 适于进行基于时域的动力学分析：该方法尤其 适于高度非线性的震动和冲击问题的分析，如考虑塑性，接触，材料失效等 效应的问题。该方法可以在时域上精确地捕捉结构的响应历程。 11. ABAQUS 还可以方便的进行子模型的分析， 并且隐式和显式求解器均支持该 功能。这对大规模模型的震动分析很有帮助：整体模型的网格可以比较粗进 行结构整体响应的分析，而最可能发生破坏的地方局部需要进行网格加密， 可以作为一个子模型单独进行分析而把整体计算的结果作为边界条件施加到 子模型上。 12. 前后处理器 ABAQUS/CAE 采用了参数化建模方法，为实际工程结构的参数 设计与优化，结构修改提供了有力工具。 ABAQUS 美国总部的技术开发人员超过 160 人， 全球技术支持人员超过 130 人， 拥有大量的软件开发和工程经验。ABAQUS 可以为华为公司的机柜抗震分析工 作提供优质可靠的技术支持和咨询服务， 以下两个成功案例中的有限元模型和分 析类型均和机柜抗震问题相似。
ABAQUS 软件与 MARC 软件的对比分析 ABAQUS 与 MARC 在很多方面有共同点，两者具有相同的起
源，并都在结 构非线性方面具有专长。 但根据有关资料和一些用户的评价，相对而言，ABAQUS 在综合能力方面要 优于 MARC，如 ABAQUS 具有： 更全面地分析领域和分析功能。除了传统的固体力学分析外，ABAQUS 还可以进行显式动力学、声学、热力学以及耦合场等分析。 更方便和灵活的二次开发工具。 ABAQUS 基于高级语言的用户子程序为 用户开发自己的单元、材料和分析流程提供了强大的工具，这也是广大 非线性高端用户选择 ABAQUS 并应用它进行了大量深入的研究工作的 原因。
-4-
更 友 好 和 更 面 向 对 象 的 人 机 交 互 界 面 。 ABAQUS 的 前 后 处 理 程 序 ABAQUS/CAE 采用了 CAD 和 CAE 领域的很多最新的概念和技术，采 用特征化和参数化建模方式，极大地方便了用户的学习和使用。其六面 体网格抛分功能强于 MARC。 ABAQUS V6.3 以后的版本新增了机构及多体动力学分析方面的内容， 极 大地扩展了 ABAQUS 的应用范围。依托于 ABAQUS 本身的功能基础， 它可以分析机构运动过程中的应力和位移情况，截止到目前，这仍然是 ABAQUS 所独有的 经国外 MSC 用户测试， ABAQUS 显式求解器运算速度比 MARC 快 5 到 70 倍。来源： www.mscsoftware/international/russia/document/conf/EuroConf2 000/Technical_Papers/ENIM_SNECMA.doc MARC 在被 MSC 收购以后，研发和技术支持力度均有下降；而 ABAQUS 美国 总部的技术开发人员超过 160 人， 全球技术支持人员超过 130 人， 远大于 MARC 的技术人员。如用户长期反映的 MARC 前后处理器存在的许多问题到目前都无 明显改进。 以下
对一些常用的软件进行一些比较分析： 1. HKS 公司的 ABAQUS 软件 ABAQUS 是一套先进的通用有限元系统，也是功能最强的有限元软件之一，可 以分析复杂的固体力学和结构力学系统。ABAQUS 有两个主要分析模块： ABAQUS/Standard 提供了通用的分析能力，如应力和变形、热交换、质量传递 等；ABAQUS/Explicit 应用对时间进行显示积分求解，为处理复杂接触问题提供 了有力的工具，适合于分析短暂、瞬时的动态事件。 2. LSTC 公司的 LS-DYNA 系列软件 LS-DYNA 是一个通用显式非线性动力分析有限元程序，最初是 1976 年在美国 劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Lab.)由 J.O.Hallquist 主 持开发完成的，主要目的是为核武器的弹头设计提供分析工具，后经多次扩充和 改进，计算功能更为强大。此软件受到美国能源部的大力资助以及世界十余家著 名数值模拟软件公司（如 ANSYS、MSC.software、ETA 等）的加盟，极大地加 强了其的前后处理能力和通用性，在全世界范围内得到了广泛的使用。在软件的 广告中声称可以求解各种三维非线性结构的高速碰撞、 爆炸和金属成型等接触非 线性、冲击载荷非线性和材料非线性问题。即使是这样一个被人们所称道的数值 模拟软件，实际上仍在诸多不足，特别是在爆炸冲击方面，功能相对较弱，其欧 拉混合单元中目前最多只能容许三种物质，边界处理很粗糙，在拉格朗日——欧 拉结合方面不如 DYTRAN 灵活。虽然提供了十余种岩土介质模型，但每种模型 都有不足，缺少基本材料数据和依据，让用户难于选择和使用。 3. MSC.software 公司的 DYTRAN 软件 当 前 另 一 个 可 以 计 算 侵 彻 与 爆 炸 的 商 业 通 用 软 件 是 MSC. Software Corporation ( MSC 公 司 ) 的 MSC.DYTRAN 程 序 。 该 程 序 在 是 在 LS-DYNA3D 的框架下， 在程序中增加荷兰 PISCES INTERNATIONAL 公司开发 的 PICSES 的高级流体动力学和流体—
—结构相互作用功能，还在 PISCES 的欧 拉模式算法基础上，开发了物质流动算法和流固耦合算法。在同类软件中，其高
-5-

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。