软件介绍：

美国Abaqus软件公司成立于1978年，总部位于美国罗德岛普罗维登斯市，专门从事非线性有限元力学分析软件Abaqus的开发与维护。公司总部雇员两百余人，其中近90余人具有工程或计算机博士学位，近60人具有硕士学位，被公认为世界上最大且最优秀的固体力学研究团体。  

2005年，Abaqus公司加入法国达索系统，成为达索集团的全资子公司，并发展基于以CATIA、ENOVIA为核心的PLM系统架构下的仿真平台SIMULIA，这代表着CAE技术和CAD技术的进一步融合，为广大用户提供更为全面的PLM和SLM解决方案。

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。Abaqus软件以其强大的非线性分析功能以及解决复杂和深入的科学问题的能力，在结构工程领域得到广泛认可，除普通工业用户外，也在以高等院校、科研院所等为代表的高端用户中得到广泛称誉。研究水平的提高引发了用户对高水平分析工具需求的加强，作为满足这种高端需求的有力工具，Abaqus软件在各行业用户群中所占据的地位也越来越突出。Abaqus软件的用户绝大部分是租赁用户，这些用户通常对产品和服务要求都是很苛刻的。Abaqus是一个推崇技术的公司，它始终走在结构力学研究和软件化领域的前沿，它良好的品质和服务得到业界的广泛认可，这也是占其用户很大比重的租赁用户一年又一年往复租用它的原因。

Abaqus公司北京代表处2002年5月与北京正式成立，上海代表处2005年1月成立。2006年分别成立了成都和广州办事处。它们是Abaqus公司在大中国地区的分支机构，全面负责Abaqus软件在中国的推广和服务。

Abaqus软件产品的性能特点：

Abaqus软件主要由Abaqus/CAE，Abaqus/Standard，Abaqus/ Explicit三个模块组成。其中Abaqus/CAE是前后处理模块，Abaqus/Standard是隐式求解器模块，Abaqus/Explicit是显式求解器模块。

一、Abaqus/CAE--有限元前后处理框架系统

Abaqus/CAE是现代的、基于Windows风格的前后处理器，最大限度地降低操作工作量和培训成本。开放式、多功能的体系结构可将工程设计、工程分析、结果评估、用户化和交互图形界面集于一身，构成一个完整CAE集成环境，其主要特点包括:

1.基于Windows的用户界面，既易使用又方便记忆；

2.参数化建模工具：

Abaqus/CAE将几何模型的特征作为参数，实现参数化建模。

3. Abaqus/CAE直接支持各种CAD格式的导入/导出，并提供与CAD软件PRO/E、CATIA以及Solidworks的实时交互（修改PRO/E、CATIA以及Solidworks中的几何特征，Abaqus会自动随之修改）

4.自动有限元建模

Abaqus/CAE不断增加更灵活更方便的智能化网格划分工具, 提供了自动网格划分功能，可以根据曲率自动确定网格密度。Abaqus V6.9版本发布了新的基于曲率的Seeding算法，其对于高曲率区域可以准确捕捉，并且使得seed的尺寸分布更加光滑；另外，虚拟拓扑功能的增强，可以自动检测stair-like 特征，并且和周围的几何合并，因此在复杂几何体上亦能生成高质量网格。

5.与Abaqus求解器紧密结合

Abaqus/CAE支持各种非线性（几何，材料和边界）的功能定义。

6.界面定制功能

用户可将Abaqus/CAE作为自己的前后处理器,并利用其强大的Python语言把自行开发的应用程序和功能及针对特殊要求开发的内容直接嵌入Abaqus/CAE的框架系统。

7.数据的兼容性

Abaqus/CAE的一致数据库可使用户实现不同工作平台间的数据相互传递和资源共享。

8.结果可视化处理

Abaqus/CAE丰富的结果后处理功能可使用户直观的显示所有的分析结果,在产品投放市场前对产品性能进行认定,并可通过图表文件等方式进行文档整理。

9.操作运行性能优良

Abaqus/CAE在运行过程中，对用户的操作响应极快，尤其对大模型的网格剖分、图形优化、数据库优化、内存管理及屏幕刷新等，都能快速给出操作结果，这样将大大加快分析速度。

二、Abaqus/Standard--隐式非线性分析求解器

Abaqus/Standard是功能齐全的高级隐式非线性有限元软件的求解器。它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：线性/非线性静力分析、模态分析、简谐响应分析、频谱分析、随机振动分析、动力响应分析、静/动力接触、屈曲/失稳、失效和破坏分析、机构运动分析等，具有极强的结构分析能力。可以同时处理几何、材料和接触非线性的组合非线性问题。采用自动增量控制技术处理，最小化用户输入。

Abaqus/Standard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性和非线性行为。它提供了丰富的结构单元、连续单元和特殊单元的单元库，超过500种单元类型。几乎每种单元都具有处理大变形几何非线性,材料非线性和包括接触在内的边界条件非线性以及组合的高度非线性的超强能力。Abaqus/Standard的结构分析材料库提供了模拟金属、非金属、聚合物、岩土、复合材料等多种线性和非线复杂材料行为的材料模型。分析采用具有高数值稳定性、高精度和快速收敛的高度非线性问题求解技术。为了进一步提高计算精度和分析效率，Abaqus/Standard提供了多种功能强大的加载步长自适应控制技术，自动确定分析曲屈、蠕变、热弹塑性和动力响应的加载步长。此外，Abaqus/Standard功能特点:

1.极高的软件可靠性                                    

Abaqus/Standard是一具有高度可靠性的结构有限元分析软件,有着30年的开发和改进历史,每个版本都要有30,000多个考题进行产品质量测试。产品通过ISO9001质量认证。Abaqus产品一直是美国核安全局(NQA)认证(NQA-1标准)的可用于核工业首选的分析软件。

2.优秀的软件品质

Abaqus/Standard的计算结果被誉为非线性分析的标准,得到有限元界的一致认可，而且通过无数考题和大量工程实践的检验。

3.高度灵活的开放式结构

Abaqus/Standard组织结构使其不但拥有很强的分析功能而又保证很好的开放性,用户可通过用户子程序添加所需的功能。

4.无限的解题能力

Abaqus/Standard对于解题的自由度数、带宽或波前没有任何限制，其不但适用于中小型项目对于处理大型工程问题也同样非常有效,并已得到了业界的公认。

5.高效的并行功能

Abaqus/Standard除了支持单CPU分析外，还具有在NT或UNIX平台上的多CPU或MPI环境下实现大规模并行处理的功能，能够最大限度实现有限元分析过程中的并行化。

三、Abaqus/Explicit--显式非线性分析求解器

Abaqus/Explicit是功能齐全的高级显式非线性有限元软件的求解器。它是一个通用分析模块，它能够求解广泛的高度非线性动力学问题，包括：冲击、碰撞、水下爆炸等瞬态、高度大变形非线性分析等，具有极强的结构分析能力。可以同时处理几何、材料和接触非线性的组合非线性问题。采用自动时间步长控制技术，最小化用户输入。Abaqus/ Explicit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性和非线性行为。

Abaqus/Explicit功能特点：

1，极高的软件可靠性

2，优秀的软件品质

3，高度灵活的开放式结构

4，无限的解题能力                  

5，高效的并行功能 

Abaqus/Standard(通用程序)和Abaqus/Explicit(显式积分)同为Abaqus公司的产品，它们之间的数据传递非常方便，可以很容易地考虑预紧力等静力和动力相结合的计算情况。

Abaqus软件的求解器是智能化的求解器，可以解决其它软件不收敛的非线性问题。对于其它软件也收敛的非线性问题，Abaqus软件的计算收敛速度较快，并更加容易操作和使用。

综合起来，Abaqus软件具有：

比其他通用有限元软件更多的单元种类，单元种类达580余种，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。

更多的材料模型，包括材料的本构关系和失效准则等，仅橡胶材料模型就达16种。除常规的金属弹塑性材料外，还可以有效地模拟高分子材料、复合材料、土体、岩石和高温蠕变材料等特殊材料。Abaqus还提供灵活强大的用户自定义接口，用户可以使用Fortran语言来开发自己的材料模型。

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。接触面还可以考虑复杂的摩擦和阻尼的情况。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。

Abaqus的疲劳和断裂分析功能，概括了多种断裂失效准则，对分析断裂力学和裂纹扩展问题非常有效。

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，用户可以很方便的进行两种求解方法的转化和联合运算。

四、统一有限元分析平台

数字化建设的重要前提，就是仿真平台的建设。如果各种仿真工作可以在统一的平台下完成，将大大推进数字化的进程。

Abaqus软件覆盖线性静力学和动力学、非线性静力学和动力学、机构运动等广泛的分析功能。Abaqus软件不但具有一般的静动强度分析功能和结构动力学分析功能，而且还具有疲劳分析和优化设计分析功能。在非线性静力/动力、接触、断裂破坏、各种非线性材料包括复合材料、以及各种复杂的组合高度非线性问题的求解方面都具有良好的解决方案。

这些技术完全集成于Abaqus软件，形成了最全面的数字样机仿真环境。它可以将多种分析类型集成在单一的分析平台，实现统一有限元分析的目标。

在Abaqus平台下，结构的静力学分析、冲击动力学分析过程等，无论是线性分析还是非线性分析，均在同一个平台下完成，不必再利用其它软件进行数据的传递。

例如，需要对复合材料结构，进行不同类型的分析，如：静力分析包括稳定性分析，分层开裂分析，热固耦合分析，包含纤维材料和基体损伤的非线性分析，冲击分析等，既要使用隐式求解器，也要使用显式求解器。

如果购买不同的软件进行不同类型的分析，如线性分析软件解决线性问题、非线性分析软件解决非线性问题，势必需要不同的工程师学习不同的软件，这样将导致人力资源的浪费，而且不便于技术人员之间的技术交流。在有限元分析技术人员缺乏的条件下，同时使用多个分析软件，还会造成工作效率的低下。同时，不同软件升级进度不同，还会引起的数据兼容性问题，而且多个软件的升级费用也非常高。

如果采用Abaqus分析平台，所有不同类型的问题，其建模、分析以及结果的后处理都在同一个有限元分析平台下完成。不需要重复的创建模型，也不需要模型在不同软件之间的传递。而且，所有工程技术人员在同一个环境下工作，便于技术交流。

但在实际工程中，非线性是比线性远为普遍的自然现象，线性通常只是非线性的理想化假设。随着研究水平的提高和研究问题的深入，非线性问题必然成为工程师和研究人员面临的课题，并成为制约深入研究和精确设计的瓶颈。Abaqus软件可以很好地解决这些问题，缩短研制周期、减少试验投入，避免重新设计。工欲善其事，必先利其器，使用不恰当或低档的分析工具进行工作的成本要远超过使用合适工具的成本。因此，从综合效益和长远效益而言，Abaqus软件的经济性是非常突出的。

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