行業(yè)熱點 | 關于Abaqus的二三事,Abaqus 2016

2016-12-16  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)



仿真產(chǎn)品因其在工程領域的出色表現(xiàn),成為工程從業(yè)人員必不可少的工具。而我們的工程師們使用不同的工具去模擬去不同的工業(yè)屬性。多種軟件的雜合使用往往意味著毫無效率的浪費。


ABAQUS有何用

SIMULIA因此對其旗下的產(chǎn)品進行了整合,所有的軟件都可以在這里無縫銜接、各類產(chǎn)品可以這個平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、操作共享。


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abasqus橋梁分析


ABAQUS是一款性能優(yōu)越的有限元分析軟件,因其提供了強大的而完整的分析手段,可以用來解決那些常規(guī)的、非常規(guī)的工程問題,基本覆蓋了各類的工業(yè)領域。


例如,在汽車工業(yè)領域,ABAQUS可以用于行車荷載、振動荷載、多體聯(lián)動機構系統(tǒng)、碰撞、非線性靜態(tài)力學、溫度耦合以及聲固耦合的分析。這些分析結(jié)果可以為其提供一套完整的技術解決方案。


因為ABAQUS與SIMULIA通過統(tǒng)籌工程分析工具,進一步降低成本的方法,已經(jīng)廣大企業(yè),尤其是那些一流企業(yè)贏得了競爭優(yōu)勢。


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總體來看,最新版的Abaqus在DEM、SPH與CEL算法方面做了一定改進。


Abaqus的三種算法


SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)又稱光滑粒子流是一種無網(wǎng)格法但是顆粒與顆粒之間光滑、連續(xù)處理,能夠很好的模擬材料破損、切削以及固體—流體粒子轉(zhuǎn)換的,是目前模擬流體很好的方法。


該算法能是Abaqus6.11中加入,其使用、算法方面相對成熟,在最新版中Abaqus中改進了SPH在邊界處的算法。


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Smoothed Particle Hydrodynamics




DEM(discrete element method)又稱離散單元法,也是一種無網(wǎng)格法,利用顆粒與顆粒之間的接觸剛度、阻尼模擬連續(xù)整體本構模型。該方法存在力鏈的概念,對裂紋擴展、篩分以及土體有著無可比擬的優(yōu)勢。


DEM目前來講使用較為成熟的ITASCA的PFC(Particle Fluid Code)顆粒流,Abaqus是在6.13種首次集成了這樣的算法,在最新版的Abaqus2016中在模型的定義與構建上做了改進,估計其實用性進一步增強。


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discrete element method




CEL(Coupled Eulerian Lagrangian)又稱流—固耦合算法可以用來模擬流體與固體的動態(tài)耦合效應,比如輪胎滑水問題、波浪沖擊問題、船舶行駛問題。


這種算法使用歐拉網(wǎng)格描述流體、拉格朗日描述固體,利用兩種方法的優(yōu)勢在耦合面上完成參數(shù)傳遞相比傳統(tǒng)的CFD模式在模擬湍流方面不是很有優(yōu)勢但是在模擬固體與流體的相互作用規(guī)律方面是目前最好的選擇。


這套算法在Abaqus是相對成熟算法自6.7版中已經(jīng)引入,最新版中又增加了新的追蹤方法,又進一步提高了該算的功能性。


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Coupled Eulerian Lagrangian

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Coupled Eulerian Lagrangian


多物理場求解一直是現(xiàn)代有限元仿真的熱點,Abaqus2016繼承了上個版本特點,關注于孔壓單元的多尺度耦合問題。


本構模型方面分別針對土力學問題、建筑結(jié)構問題以及機械問題推出了三種本構模型,分別是多層異性粘土模型、率相關的隨動強化模型、彈簧了一使用J-C模型。


介紹一下新版 Abaqus 2016


1Abaqus的各個板塊


  • Abaqus/CAE (前處理系統(tǒng))

  • Abaqus/Standard(隱式求解系統(tǒng))

  • Abaqus/Explicit(顯式求解系統(tǒng))

  • Abaqus/CFD(流體計算系統(tǒng))

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2擴展的新功能



1
接觸方面


  • Advances in Abaqus/Standard general contact

  • 在通用接觸方面的改進


    • Improved heuristics for automatically transitioning between different contact formulations can significantly improve convergence behavior in Abaqus/Standard

    • 嘗試改進不同接觸模式的之間的自動過度,這樣可以使Abaqus/Standard有著更為出色的表現(xiàn)。

    • New vertex-to-surface supplementary formulation improves contact behavior at convex corners.

    • 新的角點-面接觸,如此便可以改善凸角分析的不足。


  • Introducing Linearized contact

  • 引進線性接觸


    • Efficiently address problems where the only source of nonlinearity is frictionless small sliding contact

    • 在光滑小滑移分析中可以有效地解決位置問題。


    • Works best for small & medium size problems.

    • 對于中、小尺寸問題可以妥善的解決。


    • Initially available from select 3DEXPERIENCE applications

    • 可以從3DEXPERIENCE的應用中選擇。


  • Updated Contact Output for Abaqus/Explicit

  • 可以以Abaqus/Explicit上傳接觸輸出結(jié)果


    • Now Abaqus Standard family of output variables, including CDISP, CTANDIR, CSTATUS and slip rate variables.

    • 現(xiàn)在Abaqus的隱式求解系統(tǒng)輸出變量包括CDISP、CTADIR、CSTATUS以及滑移率變量。


  • CAD-enhanced contact

  • 強化CAD接觸


    • Geometric correction technique has been extended to more general surface shapes

    • 幾何校正技術擴展至更多地通用面的形狀。


    • Provides both accuracy and robustness benefits

    • 提升了精確性與魯棒性。


    • Initially available from select 3DEXPERIENCE applications

    • 可以從3DEXPERIENCE的應用中選擇。

Benefits:Abaqus優(yōu)勢


    • Reduction in a company’s FEA toolset and training expenses

    • 降低公司的FEA投入包括培訓成本、工具數(shù)量

    • Greater efficiency in model generation

    • 模型定義更具效率

    • Improved correlation between tests and analysis results

    • 測試結(jié)果的與分析結(jié)果之間較強的關聯(lián)度

    • Improved data transfer between simulations

    • SIMULIA各軟件之間有著完美的數(shù)據(jù)的傳遞效率

    • More flexible workforce

    • 更加靈活的工作量選擇

    • One click – link/unlink all viewports

    • 可以在視角窗口里單擊連接或者不連接

    • Separate control for Linked Viewport Manager‘

    • 連接視角窗口管理器獨立成型

    • Links all options by default

    • 默認連接所有選項

    • Expand viewport to Full Screen (F11)

    • F11可以擴展至全屏

    • F11 toggles back to default view

    • 在按F11可以返回默認視角

    • Freebody usability

    • 受力可用

    • Highlights the location of user-defined summation points

    • 高亮自定義區(qū)域為總和的點

    • Improved default colors of Moment arrows

    • 增強默認彎矩箭頭的顏色

    • Fixed Copy/Paste issues in past releases

    • 固定在老版本的復制/黏貼方法

    • Copy text from prompt area to clipboard

    • 可以從命令提示區(qū)將文本復制至剪切板

    • Copy content from GUI widgets and paste the contents after closing the widget window

    • 可以從GUI窗口中復制內(nèi)容,在關閉窗口中依然可以黏貼

    • Default font and glyph size updated to 12 point

    • 默認字符大小增加至12號 (終于改了)

    • Improved Usability

    • 增強實用性

    • Improved Viewport control

    • 視角控制方面的改善

    • New plug-in available in the Mesh Module

    • 網(wǎng)格模塊激活直接激活新的插件程序

    • Selection based on sets, surfaces, or viewport picking

    • 可以通過定義好的幾何、面選取,也可以直接從視角選取

    • Undo/Redo enabled

    • 可以使用撤銷重做

    • Select geometry faces or element sets/surfaces

    • 通過選取幾何意義上的面或者單元意義上的集合

    • Creates sets for newly created nodes/elements

    • 通過為新建的節(jié)點單元創(chuàng)建集合

    • Mid-side node placement

    • 中邊節(jié)點的布置

    • Connectors, connector sections, and contact interactions are now copied from instanced models

    • 連接單元、連接面與接觸可以從實例模型中復制出來

    • Generating SPH particles based on uniform background grid instead of parent element can improve accuracy of results.

    • 通過背景均勻的網(wǎng)格定義SPH的粒子代替從母體單元中定義粒子可以提高SPH的計算精度

    • Introduction of virtual particles improves accuracy of SPH wall conditions.

    • 通過引入虛擬粒子的方法提高SPH在“墻”處計算精度

    • Evolving inlet surfaces

    • 顆粒進入面

    • User-specified size distribution

    • 自定義顆粒尺寸分布(級配)

    • User-specified mass flow rate

    • 自定義顆粒質(zhì)量流率

    • User-specified inlet velocity

    • 自定義顆粒的入口速度

    • Particle generation can now be based on:

    • 顆??梢詮囊韵聨讉€方面定義:

    • Tracer particles follow the material motion in CEL simulations and allow extraction of material point results

    • CEL算法中的示蹤粒子可以跟隨材料的變形移動,同時可以在結(jié)果中提取數(shù)據(jù)。

    • Rate dependent nonlinear kinematic hardening plasticity

    • 非線性率相關隨動強化模型

    • Orthotropic clay plasticity for geomechanics applications

    • 正交黏土模型為在土力學計算中使用

    • Import of Johnson Cook plasticity for spring back after high rate impact events

    • J-C塑性模型可以為大變形彈簧計算中使用

    • Abaqus/Standard will by default account for rotations of offsets in solid mesh ties

    • Abaqus的隱式求解系統(tǒng)可以對固體網(wǎng)格的便宜求解

    • Valid for incompressible steady-state conditions

    • 有效的模擬不可壓縮流體的定常流動

    • Pressure, flow rate, & gravity loading

    • 可以控制壓強、流速以及重力場

    • Can model losses arising from friction & pipe joints

    • 能夠模擬由于管壁摩擦效應以及管接頭帶來的損失

    • Can couple with 3D pore pressure elements

    • 能夠與3維孔壓單元一起耦合

    • Coupled temperature-displacement (CTD)

    • 溫度位移耦合單元CTD

    • Coupled pore pressure-displacement (CPD)

    • 孔壓位移耦合單元CPD

    • Coupled pore pressure-temperature-displacement (CPTD)

    • 孔壓溫度位移耦合單元CPTD

    • Pyramid element for stress analysis for compatible transition between tet and hex mesh

    • 用于應力分析四面體單元的能夠兼容在三角形單元與四面體網(wǎng)格間的過度。

    • Multiphysics elements

    • 多物理場單元

    • Fluid pipe/connector elements based on Bernoulli’s equation can model 1D fluid flow.

    • 流體管到/連接 單元,可以按照伯努利方程模擬一維流動

    • Expanded element library

    • 擴展的材料庫

    • Rigid body rotation of tied solid surfaces

    • 與固體綁接的面的剛體可以轉(zhuǎn)動

    • Material modeling enhancements

    • 本構模型擴展

    • GPU Acceleration of AMS

    • 可以為AMS提供GPU加速

    • 示蹤粒子可以CEL算法使用

    • DEM particle generation

    • DEM(離散單元法)顆粒定義

    • Improved treatment of SPH boundaries

    • 改善SPH(光滑粒子流)在邊界處理的方式

    • Uniform grid SPH particle generation

    • SPH的可以通過均勻網(wǎng)格定義

    • Model instancing

    • 實例模型

    • Generate cohesive elements through Mesh Edit tool

    • 膠粘單元可以通過網(wǎng)格編輯工具中定義

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