ABAQUS

 

 

معرفی نرم‌افزار

نرم‌افزار ABAQUS ازجمله نرم‌افزاری‌های قدرتمند مهندسی در زمینه‌ی تحلیل به‌ روش اجزاء محدود (FEM) می‌باشد. نام و نشان این نرم‌افزار از لغت abacus در زبان انگلیسی به‌معنای چرتکه و abax (ἄβαξ) در زبان یونانی به‌معنای تخته‌ی پوشیده شده با ماسه، گرفته شده‌است. این نرم‌افزار محصول شرکت فرانسوی Dassault Systèmes می‌باشد.

ABAQUS قابلیت حل مسائل مختلف از یک تحلیل خطی ساده تا پیچیده‌ترین مدل‌سازی‌های غیرخطی را دارا می‌باشد. این نرم‌افزار دارای مجموعه المان‌های بسیار گسترده‌ای است که هرنوع هندسه‌ای را می‌توان توسط این المان‌ها مدل کرد. نرم افزار آباکوس دارای مدل‌های رفتاری بسیار متنوعی است که مدل‌سازی انواع مواد با خواص و رفتار گوناگون نظیر فلزات، لاستیک‌ها، پلیمرها، کامپوزیت‌ها، بتن مسلح، فوم‌های فنری و شکننده و همچنین مصالح ژئوتکنیکی نظیر خاک و سنگ را ممکن می‌سازد. نظر به اینکه ABAQUS یک ابزار مدل‌سازی عمومی و گسترده است، استفاده از آن تنها محدود به تحلیل مسائل مکانیک جامدات (مسائل تنش ـ کرنش) نمی‌شود و با استفاده از آن می‌توان مسائل مختلفی نظیر انتقال حرارت، نفوذ جرم، تحلیل حرارتی اجزاء الکتریکی، اکوستیک، تراوش و پیزوالکتریک را نیز مورد مطالعه قرار داد. نرم‌افزار ABAQUS شامل 5 بخش است:

  • Abaqus/Standard : که یک تحلیل‌گر کلی برمبنای روش اجزاء محدود است و از رویکرد انتگرال‌گیری ضمنی استفاده می‌کند.
  • Abaqus/Explicit : که یک تحلیل‌گر خاص اجزاء محدود است و از رویکرد صریح برای انتگرال‌گیری استفاده می‌کند و برای حل سیستم‌های غیرخطی شامل مسائل تماس و در حالت بارگذاری گذرا کاربرد دارد.
  • Abaqus/CFD : که یک نرم‌افزار تحلیل دینامیک سیالات است و از نسخه­‌ی 6 به بعد به این مجموعه‌ی نرم‌افزاری اضافه شده‌است.
  • Abaqus/Electromagnetic : که یک نرم‌افزار تحلیل مسائل الکترومغناطیس است.
  • Abaqus/CAE : که شامل محیطی برای طراحی و مدل‌سازی (پیش پردازش) و نمایش گرافیکی نتایج حاصل از تحلیل است.

همچنین این نرم‌افزار از زبان برنامه‌نویسی منبع باز پایتون (Python) برای برنامه‌نویسی داخل نرم‌افزار استفاده می‌کند. وجود امکان اسکریپت‌نویسی در نرم‌افزار، قابلیت‌های مدل‌سازی آن را دوچندان می‌کند. یکی از مهم‌ترین قابلیت‌های نرم‌افزار ABAQUS نسبت به سایر نرم‌افزارهای اجزاء محدود موجود، امکان تغییر و اضافه کردن به امکانات و کتابخانه‌های نرم‌افزار است که این قابلیتی تحت عنوان سابروتین­ نویسی که ابزاری بسیار قدرتمند برای کاربران حرفه‌ای می‌باشد در این نرم افزار وجود دارد. سابروتین در واقع یک مجموعه کد است که توسط کاربر با استفاده از زبان برنامه‌نویسی فورترن برای کاربرد خاصی نوشته می‌شود. با استفاده از این قابلیت می‌توان مواردی نظیر تعریف مدل‌های رفتاری جدید، انجام بارگذاری‌های خاص و غیره را انجام داد.

ABAQUS با وجود اینکه مجموعه قابلیت‌های بسیار گسترده‌ای را در استفاده از نرم‌افزار در اختیار کاربر قرار می‌دهد، پیچیده‌ترین مسائل را به‌آسانی مدل می‌کند. به‌عنوان مثال مسائل شامل بیش از یک جزء را می‌توان با ایجاد مدل هندسی هر جزء و سپس نسبت دادن رفتار ماده‌ی مربوطه به هر جزء و سپس مونتاژ اجزاء مختلف مدل کرد. در اغلب مدل‌سازی‌ها، حتی مدل‌های با درجه‌ی غیرخطی بالا، کاربر می‌بایست تنها داده‌های مهندسی نظیر هندسه‌ی مسأله، رفتار ماده‌ی مربوط به آن، شرایط مرزی و بارگذاری آن مسأله را تعیین کند. ABAQUS در یک تحلیل غیرخطی، به‌طور اتوماتیک میزان تغییرات بار و رواداری‌های همگرایی را انتخاب و همچنین در طول تحلیل مقادیر آن‌ها را جهت دستیابی به یک جواب صحیح تعدیل می‌کند. در نتیجه کاربر به‌ندرت می‌بایست مقادیر پارامترهای کنترلی حل عددی مسأله را تعیین کند.

 

 

گروه طراح نرم‌افزار

 

 

 

تاریخچه‌ی نرم‌افزار

ایده‌ی اصلی طراحی این نرم‌افزار در تز دکترای David Hibitt در سال ۱۹۷۲ میلادی، تحت عنوان مکانیک محاسباتی بر پایه‌ی روش اجزاء محدود در دانشگاه براون ارائه شد. در سال ۱۹۷۸ آقایHibitt  به‌همراه دو همکار خود Karlsson و Sorenson شرکت HKS را تأسیس و اولین ویرایش ABAQUS را منتشر کرد و در سال ۱۹۹۱ شرکت HKS حلگر ABAQUS/Explicit را هم به مجموعه‌ی نرم‌افزاری خود اضافه کرد و نرم‌افزار اصلی را به بازار ارائه کرد. سرانجام در سال ۱۹۹۹ اولین نسخه‌ی گرافیکی تحت عنوان ABAQUS/CAE به بازار عرضه شد. اولین نسخه‌ی گرافیکی این نرم‌افزار ABAQUS 6.3  بود که شامل ۹ ماژول برای مدل‌سازی، حل و استخراج نتایج بود. آخرین نسخه از این نرم‌افزار هم نسخه‌ی ABAQUS 6.16 می‌باشد.

 

کاربرد نرم‌افزار

نرم‌افزار ABAQUS به‌شکل گسترده‌ای در صنایع اتومبیل‌سازی، هوافضا و ساخت تجهیزات صنعتی و مهندسی عمران مورداستفاده قرار می‌گیرد. این محصول، با سایر نرم‌افزارهای علمی و طراحی سازگار بوده و مجموعه‌ی بسیار مناسبی از قابلیت‌های فیزیکی در دنیای واقعی نظیر پیزوالکتریک، محیط‌های آکوستیک و محیط‌های متخلخل را فراهم نموده است. نرم‌افزار ABAQUS در ابتدا با هدف بررسی رفتار فیزیکی غیرخطی مواد ارائه شد و نتیجه‌ی­ آن قابلیت بالای نرم‌افزار کنونی در تحلیل بازه‌ی­ گسترده‌ای­ از مواد با رفتار غیرخطی (مانند الاستومرها) است. نمونه‌ای از شبیه‌سازی‌های انجام شده توسط نرم‌افزارABAQUS  در قسمت‌های مختلف صنعت به شرح زیر است:

  • تحلیل غیرخطی و تخمین میزان تخریب اجزای یک سازه
  • بهینه‌سازی طراحی با در نظر گرفتن تحلیل کمانش تحت فشار
  • تحلیل توزیع ترک در پنل‌های بدنه‌ی هواپیما
  • تحلیل پرچ‌ها
  • شبیه‌سازی سیستم غلتک تولید مقاطع فولادی و آهنی به‌منظور بهینه‌سازی تعداد دوران

 

لینک دانلود راهنمای نرم‌افزار