1.2 ABAQUS主要模塊

ABAQUS軟件包含3個主要模塊：ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit和ABAQUS/CFP。同時ABAQUS軟件還包含一個人機交互的前后處理模塊ABAQUS/CAE（包括模型建立、交互式提交作業(yè)、監(jiān)控運算過程及結果評估等）。此外，為求解特殊問題的需要，ABAQUS/Standard中還包含了ABAQUS/Aqua、ABAQUS/Design、ABAQUS/Foundation模塊。最后，ABAQUS還為用戶提供MOLDFLOW和ADAMS接口。ABAQUS軟件的結構/模塊關系，如圖1-1所示。

1．ABAQUS/Standard

ABAQUS/Standard是一種通用的隱式分析求解器，它能求解多重線性及非線性問題，通常適用于靜態(tài)分析、動力分析、結構熱響應分析、電響應分析及其他復雜非線性耦合物理場的分析。其主要應用領域如下：

（1）常規(guī)的靜態(tài)彎曲變形、強度分析。

（2）結構的固有振動特性及在某種載荷下的振動特性分析。

（3）軸承、軸套、螺栓連接等接觸非線性分析。

（4）頻域動態(tài)響應分析，機構運動過程分析。

（5）超彈性橡膠、復合材料分析。

（6）結構傳熱分析。

（7）各種耦合分析：

熱機械平衡的原理（熱固耦合）分析；

熱電（焦耳加熱）原理（熱電耦合）分析；

壓電性能（電固耦合）分析；

結構的聲學研究（聲固耦合）分析。

（8）方便靈活的用戶子程序，生成用戶特殊的單元、材料、摩擦、約束、載荷等。

（9）并行處理、高效直接和迭代求解器。

（10）與ABAQUS/Explicit結合，進行特殊過程的模擬，如金屬成形過程。

由于ABAQUS/Standard能夠提供動態(tài)載荷平衡的并行稀疏矩陣求解器、基于域分析并行迭代求解器以及并行的Lanczos特征值求解器，使得用戶能夠僅在ABAQUS軟件下，非常可靠地進行各種大規(guī)模計算，與此同時，進行一般過程分析和線性攝動過程分析。

2．ABAQUS/Explicit

ABAQUS/Explicit是顯式分析求解器，是進行短暫、瞬時動態(tài)事件分析的有效工具，更是求解沖擊及其他高度不連續(xù)問題的可靠手段。在處理改變接觸條件的高度非線性問題上，ABAQUS/Explicit也非常有效，它能夠自動找出模型中各部件之間的接觸對，高效地模擬部件之間的復雜接觸，即在短時間域內，以很小的時間增量步向前推出結果。此外，ABAQUS/Explicit還能求解可磨損體之間的接觸問題。

ABAQUS/Explicit同樣擁有廣泛的單元類型和材料模型，但它的單元庫是ABAQUS/Standard單元庫的子集。它提供的基于域分解的并行計算，僅可進行一般過程分析。ABAQUS/Explicit能夠應用的領域主要有以下幾個方面：

（1）通用的顯式問題求解；

（2）非線性動力學分析和準靜態(tài)分析；

（3）完全耦合的熱力學分析；

（4）自動接觸（General Contact）提供簡單和穩(wěn)定的接觸建模方法；

（5）并行處理技術，包括SMP和DMP；

（6）與ABAQUS/Standard結合，分析特殊過程和問題；

（7）運用ALE技術創(chuàng)建自適應網(wǎng)絡（模擬幾何體的移動與位移）；

（8）沖擊和水下爆炸分析功能。

綜上可知，ABAQUS/Explicit和ABAQUS/Standard有各自的適用范圍，將這兩個模塊集成后使得ABAQUS在功能上更為強大，使用上也變得更加靈活。在遇到大型復雜的工程分析問題時，往往需要將這兩種模塊結合使用，即結合了二者的顯式、隱式求解技術的優(yōu)點。

3．ABAQUS/CFD

ABAQUS/CFD是ABAQUS在6.10版本新增加的模塊。作為第3個主要求解器，ABAQUS/CFD旨在解決模擬層流、湍流等流體問題，以及熱傳導、自然對流等流體傳熱問題。

此項模塊的增加使得流體材料特性、流體邊界、載荷以及流體網(wǎng)格等與流體相關的前處理定義等都可以在ABAQUS/CAE里完成，同時還可以用ABAQUS輸出等值面、流速矢量圖等多重流體相關后處理結果。

ABAQUS/CFD使得ABAQUS在處理流—固耦合問題時擁有更優(yōu)秀的表現(xiàn)，配合ABAQUS/Explicit和ABAQUS/Standard一起使用，能使ABAQUS變得更加豐富和強大。

4．ABAQUS/CAE

ABAQUS/CAE（Complete ABAQUS Environment）是ABAQUS軟件進行前后處理和任務管理的人機交互環(huán)境，對求解器提供了全面支持。它能夠實現(xiàn)的功能有以下幾點：

（1）快速生成或者輸入被分析模型的幾何形狀，為部件定義材料特性、邊界條件、載荷等模型參數(shù)。

（2）目前唯一采用“特征”參數(shù)化建模方法的有限元前處理程序，用戶還可以導入和編輯各種通用的CAD系統(tǒng)建立的幾何模型。

（3）具有強大的幾何體劃分網(wǎng)格功能，可以檢測所形成的分析模型，并在模型生成后提交、監(jiān)視和控制分析作業(yè)，最后通過Visualization可視化模塊顯示得到的結果。

（4）根據(jù)需求設置ABAQUS/Explicit或ABAQUS/Standard對應的材料模型和單元類型，并進行網(wǎng)格劃分。

（5）定義部件間的接觸、耦合、綁定等相互作用。

5．ABAQUS/View

ABAQUS/View是ABAQUS/CAE的子模塊，只具有可視化模塊（Visualzation）的后處理功能。

6．ABAQUS/Design

ABAQUS/Design是ABAQUS/Standard的附加模塊，它擴展了ABAQUS設計敏感度分析（DSA）。設計敏感度分析可用于預測設計參數(shù)變化對結構響應的影響。

7．ABAQUS/Aqua

ABAQUS/Aqua也是ABAQUS/Standard的附加模塊，它主要用于海洋工程，可以模擬近海結構，也可以進行海上石油平臺導管和立架的分析、基座彎曲的計算和漂浮機構的研究及J管道的受拉模擬。此外，ABAQUS/Aqua能夠通過穩(wěn)態(tài)水流和波浪效果的模擬對結構施加拉力、福利和流體慣性力，對自由水面上的部分還可以施加風載。

8．ABAQUS/Foundation

ABAQUS/Foundation是ABAQUS/Standard的一部分，它使得ABAQUS/Standard的線性靜態(tài)和動態(tài)分析的使用變得更加經(jīng)濟。

9．MOLDFLOW接口

ABAQUS的MOLDFLOW接口是ABAQUS/Explicit和ABAQUS/Standard的交互產(chǎn)品，用戶將注塑成型軟件MOLDFLOW與ABAQUS配合使用，將MOLDFLOW分析軟件中的有限元模型信息轉換成INP文件的組成部分。

10．MSC.ADAMS接口

ABAQUS的MSC.ADAMS接口是基于ADAMS/Flex的子模態(tài)綜合格式，它是ABAQUS/Standard的焦化產(chǎn)品，使用戶能將ABAQUS中的有限元模型作為柔性部分輸入到MSC.ADAMS系列產(chǎn)品中。