关于ABAQUS
作者：cad 提交日期：2009-1-10| 分类: | 访问量：
关于ABAQUS
关于ABAQUS
一. 公司简介
美国Hibbitt, Karlsson & Sorensen 有限公司成立于1978年专门从事非线性有限元力学分
析软件ABAQUS的开发。HKS公司始终致力于分析软件的开发、维护及售后服务，不断吸取最
新的分析理论和计算机技术，领导着全世界有限元非线性技术的发展。ABAQUS软件已被全
球工业界广泛接受，并拥有世界最大的非线性力学用户群。 目前ABAQUS已成为国际上最先
进的大型通用有限元力学分析软件。 美国Hibbitt, Karlsson & Sorensen 有限公司的总
部位于美国罗德岛博塔市，在总部的雇员有二百人，在全球范围由近四百名雇员。其中仅
在总部就有近90人具有工程或计算机的博士学位，有近60人具有硕士学位。被公认为世界
上最大的且最优秀的固体力学研究团体。在北美、欧洲、亚太地区用由近20个分公司或代
表处，以及大约15个国家或地区代理商。
二. 产品介绍
1) 产品综述：
ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，
特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。ABAQUS不但可以做单一零件
的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。ABAQUS的系统级分析的特
点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。由于ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统
的可靠性使得ABAQUS被各国的工业和研究中所广泛的采用。ABAQUS产品在大量的高科技产
品研究中都发挥着巨大的作用。
现在HKS公司在中国已有20多个国内商业用户，有近50所大学采用ABAQUS作为教学和科研的
工具。
2) 产品的质量与管理：
提供优质可靠的分析软件是HKS公司的一贯宗旨，为此公司做了大量的人力和物力的投资。
公司专门开发了优秀的产品管理软件便于产品质量及可靠性的测试，公司负责质量检验的
部门针对每一种新产品在不同的硬件平台上均要通过至少17000道考题的测试，并且还经过
一些重点用户独立的测试。而且公司对产品的检验过程可以直接受到用户的监督。1996年
4月， 全部ABAQUS的产品和服务通过ISO9001质量认证。ABAQUS产品一直是美国核安全局(
NQA)认证(NQA-1标准)的可用于核电站首选的分析软件
3). 产品简介
ABAQUS是一套功能强大的模拟工程的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分
析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS包括一个十分丰富的、可模拟任意实际形状的单元库
。并与之对应拥有各种类型的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材料的性能，其中包
括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩高弹性的泡沫材料以及类似
于土和岩石等地质材料。作为通用的模拟计算工具，ABAQUS能解决结构（应力/位移）的许
多问题。它可以模拟各种领域的问题，例如热传导、质量扩散、电子部分的热控制（热电
耦合分析）、声学分析、岩土力学分析（流体渗透/应力耦合分析）及压电介质分析。
ABAQUS为用户提供了广泛的功能，且使用起来又非常简单。大量的复杂问题可以通过选项
块的不同组合很容易的模拟出来。例如，对于复杂多构件问题的模拟是通过把定义每一构
件的几何尺寸的选项块与相应的材料性质选项块结合起来。在大部分模拟中，甚至高度非
线性问题，用户只需提供一些工程数据，向结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷
工况。在一个非线性分析中，ABAQUS能自动选择相应载荷增量和收敛限度。他不仅能够选
择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。用户通过准确
的定义参数就能很好的控制数值计算结果。
ABAQUS模块
ABAQUS有两个主分析模块——ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit， ABAQUS也包含一个具
有交互作用的图形模块——ABAQUS/CAE,他提供了ABAQUS图形界面的交互作用工具。
ABAQUS/CAE（前后处理）
ABAQUS/CAE是ABAQUS有限元分析的前后处理模块，也是建模，分析和仿真的人机交互平台
。该模块根据结构的几何图形生成网格，将材料和截面的特性被分配到网格上，并施加载
荷和边界条件。该模块可以进一步将生成的模型投入到后台的分析模块运行，对运行情况
进行监测，并对计算结果进行后处理。ABAQUS/CAE的后处理支持ABAQUS分析模块的所有功
能，并且对计算结果的描述和解释提供了范围很广的选择，除了通常的云图，等值线和动
画显示之外，还可以用列表，曲线等其他常用工具的来完成工程显示。该模块的许多独特
功能与特点，例如CAD建模方式、参数化建模、适应设计者要求的数据管理系统等极大的方
便了ABAQUS的使用者。
ABAQUS/Standard（通用程序）
ABAQUS/Standard是一个通用分析模块，它能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构
的静态、动态、热和电反应等。对于通常同时发生作用的几何、材料和接触非线形采用自
动控制技术处理。ABAQUS拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型，它可以模拟绝大部分工程
材料的线形和非线形行为，而且任何一种材料都可以和任何一种单元或复合材料的层一起
用于任何合适的分析类型。
ABAQUS/Explicit（显示分析）
ABAQUS/Explicit是利用对事件变化的显示积分求解动态有限元方程。该模块适合于分析
向冲击和爆炸这样短暂、瞬时的动态事件，对高度非线性问题也非常有效，包括模拟加工
成形过程中改变接触条件的问题。以上两种分析模块输入文件的基本格式是相同的，他们
的输出是相似的。
ABAQUS/Aqua（波动载荷）
ABAQUS/Aqua模块的一系列功能可以附加在ABAQUS/Standard上应用。该模块的目的是模拟
海上结构，例如海洋石油平台或船体。其中某些功能包括模拟波浪、风载荷及浮力的影响
。
ABAQUS/USA（水下冲击分析）
ABAQUS/USA是由洛克希德-马丁公司（Lockheed Martin）编写的USA软件与ABAQUS/Stand
ard的组合模块。它可以对受冲击载荷的水下结构进行分析。该部分现已并入ABAQUS/Expl
icit中。
ABAQUS/Design（优化敏感性分析）
ABAQUS/Design模块的一系列功能可以附加在ABAQUS/Standard上应用。它的目的是对各
种非线性结构进行优化敏感性分析。
ABAQUS/Safe（疲劳分析）
ABAQUS/Safe模块的一系列功能可以附加在ABAQUS/Standard和 ABAQUS/Explicit上应用。
它的目的是通过疲劳分析预测部件和系统寿命。
三. 产品的主要功能及特点
ABAQUS产品主要分析功能有：
l 静态应力/位移分析
包括线性，材料和几何非线性，以及结构断裂分析等
l 动态分析
包括结构固有频率的提取，瞬态响应分析，稳态响应分析，以及随机响应分析等
l 粘弹性/粘塑性响应分析
粘弹性/粘塑性材料结构的响应分析
l 热传导分析
传导，辐射和对流的瞬态或稳态分析
l 质量扩散分析
静水压力造成的质量扩散和渗流分析等
l 耦合分析
热/力耦合，热/电耦合，压/电耦合，流/力耦合，声/力耦合等
l 非线性动态应力/位移分析
可以模拟各种随时间变化的大位移、接触分析等
l 瞬态温度/位移耦合分析
解决力学和热响应及其耦合问题
l 准静态分析
应用显式积分方法求解静态和冲压等准静态问题
l 退火成型过程分析
可以对材料退火热处理过程进行模拟
l 海洋工程结构分析
对海洋工程的特殊载荷如流载荷、浮力、惯性力等进行模拟
对海洋工程的特殊结构如锚链、管道、电缆等进行模拟
对海洋工程的特殊的连接，如土壤/管柱连接、锚链/海床摩擦、管道/管道相对滑动等进行
模拟
l 水下冲击分析
对冲击载荷作用下的水下结构进行分析
l 疲劳分析
根据结构和材料的受载情况统计进行生存力分析和疲劳寿命预估
l 设计灵敏度分析
对结构参数进行灵敏度分析并据此进行结构的优化设计
ABAQUS软件除具有上述常规和特殊的分析功能外，在材料模型，单元，载荷、约束及连接
等方面也功能强大并各具特点：
l 材料模型
定义了多种材料本构关系及失效准则模型，包括：
— 弹性：
线弹性，可以定义材料的模量、泊松比等弹性特性
正交各向异性，具有多种典型失效理论，用于复合材料结构分析
多孔结构弹性，用于模拟土壤和可挤压泡沫的弹性行为
亚弹性，可以考虑应变对模量的影响
超弹性，可以模拟橡胶类材料的大应变影响
粘弹性，时域和频域的粘弹性材料模型
— 塑性：
金属塑性，符合Mises屈服准则的各向同性和遵循Hill准则的各向异性塑性模型
铸铁塑性，拉伸为Rankine屈服准则，压缩为Mises屈服准则
蠕变，考虑时间硬化和应变硬化定律的各向同性和各向异性蠕变模型
扩展的Druker-Prager模型，适合于沙土等粒状材料的不相关流动的模拟
Capped Drucker-Prager模型，适合于地质、隧道挖掘等领域
Cam-Clay模型，适合于粘土类土壤材料的模拟
Mohr-Coulomb模型，这种模型与Capped Druker-Prager模型类似，但可以考虑不光滑小表
面情况
泡沫材料模型，可以模拟高度挤压材料，可应用于消费品包装、及车辆安全装置等领域
混凝土材料模型，这种模型包含了混凝土弹塑性破坏理论
渗透性材料模型，提供了依赖于孔隙比率、饱和度和流速的各向同性和各向异性材料的渗
透性模型。
— 其它材料特性：
包括密度、热膨胀特性、热传导率和导电率、比热、压电特性、阻尼以及用户自定义材料
特性等
l 单元库
ABAQUS包括内容丰富的单元库，单元种类多达433种。它们可以分为8个大类，称为单元族
，包括：
— 实体单元
— 壳单元
— 薄膜单元
— 梁单元
— 杆单元
— 刚体元
— 连接元
— 无限元
ABAQUS还包括其中针对特殊问题构建的特种单元如针对钢筋混凝土结构或轮胎结构的加强
筋单元（*Rebar）、针对海洋工程结构的土壤/管柱连接单元（*Pipe-Soil）和锚链单元(
*Drag Chain)等，这些单元对解决各行业领域的具体问题非常有效。
另外，用户还可以通过用户子程序自定义单元种类。
l 载荷、约束及连接
— 载荷
载荷包括均匀体力、不均匀体力、均匀压力、不均匀压力、静水压力、旋转加速度、离心
载荷、弹性基础，伴随力效应，集中力和弯矩，温度和其他场变量，速度和加速度等。
— 约束
除常规的约束外，还提供线性和非线性的多点约束(MPC)，包括刚性链、刚性梁、壳体/固
体连接、循环对称约束和运动耦合等。
— 连接
ABAQUS强大的接触对定义与分析功能为管接头接触密封分析，铰链连接分析，壳体密封分
析等带来极大的便利。
*本文摘自：http://www.jxcad.com.cn/read.php?tid=223079&fpage=14
