انجمن تخصصی نرم افزار OpenSEES

نسخه‌ی کامل: تاپیک جامع نرم افزار اجزاء محدود Abaqus
شما در حال مشاهده‌ی نسخه‌ی متنی این صفحه می‌باشید. مشاهده‌ی نسخه‌ی کامل با قالب بندی مناسب.
سلام به همگی دوستان.
لطفاً اشکالات به وجود آمده برای خود را با توضیح کامل در این ارسال بنویسید.

از اعضای سایت نیز تقاضا دارم از ارسال های تکراری با موضوعات متفاوت در قسمت های متفاوت در رابطه با نرم افزار Abaqus پرهیز کنند و هنگام ارسال پاسخ با توجه به تنوع سوالات حتماً نقل قول کنند. هر آنچه در مورد نرم افزار می خواهید مطرح کنید، لطفاً در این ارسال مطرح کنید و از ارسال های تکراری نیز بپرهیزید. کتب یا فایل های آموزشی نیز در این دسته قرار می گیرند.
یکی از پرکاربردترین نرم ­افزارها در زمینه انجام آنالیزهای اجزای محدود، نرم ­افزار ABAQUS است.

این نرم افزار در سال 1978 توسط Paul Sorensen ، Bengt Karlsson وDavid Hibbitt ایجاد شد؛ در ابتدا برای کاربرد در انرژی هسته ای و مهندسی حفاری طراحی شده بود چرا که مهندسین در این شاخه ها به ابزاری برای مطالعه مسائل پیچیده و غیر خطی نیاز داشتند. از آنجا که این نرم افزار بر اساس مسائل غیر خطی بنا گذاری شده توانایی بالایی جهت شبیه سازی جهان واقعی دارد. این نرم افزار به کاربر توانایی مدل کردن پیچیده ترین پدیده ها را با در نظر گرفتن اثرات بسیار ظریف می دهد. بدین ترتیب با توسعه دامنه وسیع صنایع در سالهای 1980 تا 1990 این نرم افزار به عنوان نرم افزار منتخب در میان سایر نرم افزار ها جایگاه ویژه ای یافت.

نظر به اینکه ABAQUS يك ابزار مدلسازي عمومي و گسترده مي باشد، استفاده از آن تنها محدود به تحليل هاي مكانيك جامدات و سازه (تنش - تغيير مكان ) نمي شود. با استفاده از اين نرم افزار مي توان مسايل مختلفي نظير انتقال حرارت، نفوذ جرم، تحليل حرارتي اجزاء الكتريكي،اكوستيك، مكانيك خاك و پيزو الكتريك را مورد مطالعه قرار داد.

استفاده از نرم افزار ABAQUS با وجود اينكه مجموعه قابليتهاي بسيار گسترده اي را در اختيار كاربر قرار مي دهد، كار نسبتا ساده اي مي باشد. پيچيده ترين مسايل را مي توان به آساني مدل كرد. به عنوان مثال مسايل شامل بيش از يك جزء را مي توان با ايجاد مدل هندسي هر جزء و سپس نسبت دادن رفتار ماده مربوطه به هر جزء و سپس مونتاژ اجزاء مختلف مدل كرد. در اغلب مدلسازي ها، حتي مدلهاي با درجه غير خطي بالا، كاربر مي بايست تنها داده هاي مهندسي نظير هندسه مساله، رفتار ماده مربوط به آن، شرايط مرزي و بار گذاري آن مساله را تعيين كند. در يك تحليل غير خطي، ABAQUS به طور اتوماتيك ميزان نمو بار و تلرانسهاي همگرايي را انتخاب و ،همچنين در طول تحليل مقادير آنها را جهت دستيابي به يك جواب صحيح تعديل مي كند. در نتيجه كاربر بندرت مي بايست مقادير پارامترهاي كنترلي حل عددي مساله را تعيين كند.

المانها در ABAQUS

با توجه به مهم بودن نوع تكنيك مش بندي و نيز نوع المان مورد استفاده ، كاربر مي بايست اطلاعات بيشتري در زمينه المان ها داشته باشد. طیف وسیعی از المانها در ABAQUS قابل استفاده است که از این جهت توانایی بسیار زيادي را به كاربر مي دهد تا بتواند انواع مختلف مسايل را مدل كرده و تحليل نمايد. در ادامه پنج ويژگي يك المان كه رفتار آن را معين مي سازند نام برده شده اند.

- خانواده

- درجات آزادی

- تعداد گره ها

- روش فرمول بندی

- روش انتگرال گیری





· اصول ABAQUS

به طور كلي هر تحليل اجزاء محدود شامل سه مرحله است:

- پیش پردازش

- حل مسئله

- پس پردازش

در همه نرم افزارهاي اجزاء محدود اين سه مرحله اصلي انجام مي شود و تنها تفاوت آنها در نحوه انجام آن است.


· محیط­های ABAQUS

نرم افزار ABAQUS/CAE به محیط­های ده گانه­ای تقسیم شده است. این محیط­ها عبارتند از :

- محیط Part: در اين محيط كار مدلسازي هندسي قطعات انجام مي گيرد.

- محیط Property: در اين محيط كار تعريف خصوصيات مواد مورد تحليل، تعريف پروفيل سطح مقطع، نسبت دادن خواص تعريف شده به قطعات و.... انجام مي گيرد.

- محیط Assembly: در اين محيط كار مونتاژ قطعات مختلف در صورت وجود در يك تحليل انجام مي گيرد. در واقع موقعيت هندسي قطعات را كاربر تعيين مي كند.

- محیط Step: در اين محيط گامهاي حل مساله انتخاب مي شوند. در اينجاست كه كاربر نوع حل گر را نيز مشخص مي كند.

- محیط Interaction: در اين محيط خاصيت فيزيكي تماس بين سطوح تعيين مي شود.

- محیط Load: در اين محيط بارگذاري و شرايط مرزي تعيين مي گردد.

- محیط Mesh: در اين محيط كار المان بندي مدل انجام مي شود.

- محیط Job: در اين محيط با تعريف يك job، کاربر شروع حل مسئله را به پردازشگر اعلام می­کند.

- محیط Visualization: در اين محيط كاربر نتايج حل را مشاهده مي كند.
مقایسه نرم افزارهای ANSYS و Abaqus:

ANSYS: کار با ansys تو زمینه مدلسازی یک کم دشواره،مخصوصا قطعات پیچیده. خیلی جواب های جامع تر و بیشتری نسبت به آباکوس ارائه میکنه. امكانات جانبي ansys بیشتر و کاملتر است،مانند cfxو ls-dyna و ورك بنچ. دقت جواب در تحلیل های استاتیک،برای نرم افزار ansys بیشتر است. اما کلا abaqus را معتبر تر میشناسند،مخصوصا شکستن قفل نرم افزار ansys،سبب خطاهای بالای میشود. ansys یه نرم افزار همه فن حریفه، یعنی شما با تسلط کافی به ماژولهای مختلفش میتونی انواع و اقسام قطعات رو تحلیل کنی حتی تا حدی قابلیت تحلیل میکرو سیستم ها رو هم داره. میگفتن که ansys تحلیل impact خوبی نداره!

Abaqus: آباکوس بیشتر برای تحلیل های غیرخطی به درد میخوره و همچنین مثلا تو زمینه شکست و تنش بهتر از ansys است. اما abaqus محیطی جذابتر دارد و میتوان گفت user friendly تر است. در تحلیل های عمرانی هم از یکی از دوستانم که عضو ارشد انجمن مهندسین ساختمان کالیفرنیا است شنیدم که بیشتر تحلیلهای انجام شده بر روی پروژه های دولتی در منطقه لس آنجلس و سانفرانسیسکو با Abaqus انجام میشود. abaqus یه نرم افزاری که در بعضی زمینه های جامداتی بهتر عمل میکند. آباکوس و Catia هر دو از کمپانی Dassualt system هستند. در مورد مسائل با زمان، من شدیداً Abaqus رو توصیه میکنم. Abaqus اولین نرم افزاری بود که آنالیز FSI رو وارد حلگرش کرد . از ورژن 6.8 به بعد میتونید شما Fluid & Solid Interaction رو در این نرم افزار مدل کنید! "تعامل سیال و جامد" یه چیزی مثل تاثیر برخورد آب با فشار به موشک در حال پرتاب زیر دریایی و یا پر شدن ایربگ خودرو، و یا مدل کردن قلب برای مشاهده گردش خون!! اما خوب، اگه کارتون صرفاً سیالاتیه اصلاً توصیه نمیکنم، چون کار کردن باهاش به مراتب از Fluent سخت تره. کد نویسی هم داره و به زبان Python است.
ABAQUS توانایی هایی داره که اون رو از ANSYS تمایزش می کنه. مثلا الگوی گسترش ترک داره! یعنی المان ها میتونن در نقاط ضعف از هم باز بشوند. و اینکه الگو های شکست این نرم افزار منحصر به فرده. برای کار های عمرانی ها خصوصا ژئوتکنیکی ها مناسبه. چندین مدل رفتاری برای خاک ها داره (از ساده ترینش که موهر- کولمب باشه گرفته تا کم کلی و کپ و ...) - روند مدلسازی بسیار پر سرعت و سریع انجام میشه. یعنی مدلسازی هندسی با استفاده از ابزار های ترسیمی که در این نرم افزار قرار داده شده در کمترین زمان انجام می شه. (این واقعا عالیه) آن ویژگی که نرم افزار ABAQUS را از ANSYS متمایز می سازد، قابلیت تعریف Property و Interaction های فوق العاده قوی و البته به صورت راحت تر از ANSYS است. در اکثر مدل های مشاهده شده بیشتر نکات روی تعاریف پارامتر های پلاستیسیته و المان های تماسی متمرکز می باشد،
ABAQUS' fracture mechanics and contact problem solvers were better. Now such capabilities of ANSYS are also very satisfactory. If you compare the price, ABAQUS is significantly more expensive. Basic structure of ABAQUS is so much more logical as compared to ANSYS. Documentation is so much easier to use. The new interface from ABAQUS called ABAQUS CAE is so much easier to use compared to ANSYS.

بطور کلی: در مورد ابزار جانبی باید عرض کنم که وقتی در مورد دو نرم افزار ANSYS و ABAQUS صحبت میشود معمولاً آنچه که مد نظر قرار دارد تحلیل Structural Mechanics میباشد و کمتر Fluid Dynamics مورد مقایسه قرار میگیرد. این درست است که از نسخه 6.10 Abaqus حلگر CFD نیز به مجموعه bundle نرم افزار اضافه شده است ولی هنوز با یک حل گر تمام عیار مانند Fluent فاصله دارد. به هر صورت اگر شما بخواهید که در شبیه سازی خود مباحث CFD را نیز داشته باشید مانند یک تحلیل FSI آنگاه میتوانید از شبیه سازی ترکیبی Co-simulation نرم افزار Abaqus و Fluent استفاده کنید. این نوع شبیه سازی بیشتر بکار سازندگان توربین ها و صنایع هوا فضا می­آید. اما واقعیتها این است که در صنعت ANSYS کاربرد بیشتری از Abaqus دارد ( در خارج از ایران ) و علت آن نیز مسئله هزینه است . به خاطر دارم که میخواستیم برای پروژه ای از Abaqus استفاده کنیم که فروشنده به ما ANSYS را پیشنهاد کرد و با یک محاسبه ساده به این نتیجه رسیدیم که استفاده از Abaqus پنج یا شش برابر برای ما هزینه بیشتری دارد . اما این ارزیابی برای بخشهای آکادمیکی که معمولاً نرم افزارها را مجانی و یا با قیمت نازلی تهیه میکنند وجود ندارد و در نتیجه آن نرم افزاری که تحلیل قوی تری دارد بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد.
يكي از مسؤولين هواپيمايي بوئينگ كه ايراني است به يكي از اساتيد ما گفته بود كه ما از NASTRAN در تحليل­هايمان استفاده مي­كنيم و ANSYS را خيلي قبول نداريم. اين شخص در جواب استاد ما كه از Abaqus سوال كرده بود گفته بود در زمينه تحليل هاي غيرخطي اين نرم افزار رتبه اول را دارد.

مقایسه نرم افزارهای Abaqus و LS-Dyna:

در مورد LS-Dyna که یکی از قویترین و قدیمیترین Solver ها از نوع Explicit میباشد شما باید آنرا با Abaqus/Explicit مقایسه کنید. در این مقایسه بر اساس تجربه خودم باید عرض کنم که به نظرم LS-Dyna از Abaqus سریعتر میباشد ولی مزیتی که Abaqus بر LS-Dyna دارد بحث Diagnose میباشد . شما وقتی یک مدل را با یک حل گر شبیه سازی میکنید بسیار پیش میآید که در حین شبیه سازی بدلیل اشتباهاتی که در حین تعریف مدل داشته اید با توقف کار روبرو میشوید و با پیام خطا برنامه متوقف میشود ، در این شرایط Abaqus گزارشهای دقیقتری برای این موارد ارائه میکند که به شما کمک میکند که سریعتر مدل خود را اصلاح کنید. این امکانات هنگامی مفید بودن خود را به نمایش میگذارند که شما یک مدل Hi-fidelity از برخورد یک پرنده با موتور هواپیما را داشته باشید . این مدل برای شما شاید 6 یا 7 ماه وقت بگیرد و انگاه خواهید دید که چقدر این امکانات بکار می آیند. Abaqus در مقایسه با LS-Dyna عمومیتر طراحی شده است و از آن برای همه جا میتوان استفاده کرد ولی LS-Dyna تا حد زیادی تخصصی تر طراحی شده است و در بخش مثلاً تصادف المانهای خاص آن فیلد را دارد مانند المان Seat belt و این کار را ساده تر مینماید. البته الان هم از Abaqus در مبحث تصادف استفاده میکنند ولی نه به گستردگی LS-Dyna.
نرم‌افزار آباکوس (به انگلیسی: ABAQUS) از جمله نرم‌افزاری‌های قدرتمند مهندسی به کمک رایانه در زمینه تحلیل به روش اجزاء محدود (FEM) در بازار است. اسم و نشان این نرم‌افزار از لغت abacus در زبان انگلیسی به معنای چرتکه و (abax (ἄβαξ در زبان یونانی به معنای تخته پوشیده شده با ماسه، گرفته شده‌است.
این نرم‌افزار محصول شرکت فرانسوی داسو سیستمز می‌باشد.

آباکوس قابلیت حل مسایل از یک تحلیل خطی ساده تا پیچیده ترین مدلسازی غیر خطی را دارا می‌باشد. این نرم‌افزار دارای مجموعه المانهای بسیار گسترده‌ای می‌باشد که هر نوع هندسه‌ای را می‌توان توسط این المان‌ها مدل کرد. همچنین دارای مدل‌های رفتاری بسیار زیادی است که در مدلسازی انواع مواد با خواص و رفتار گوناگون نظیر فلزات، لاستیک‌ها، پلیمرها، کامپوزیت‌ها، بتن مسلح، فومهای فنری و نیز شکننده و همچنین مصالحی ژئوتکنیکی نظیر خاک و سنگ، قابلیت بالایی را ممکن می‌سازد. نظر به اینکه آباکوس یک ابزار مدلسازی عمومی و گسترده می‌باشد، استفاده از آن تنها محدود به تحلیل مسائل مکانیک جامدات (یعنی مسئله تنش - کرنش) نمی‌شود. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان مسایل مختلفی نظیر انتقال حرارت، انتقال جرم، تحلیل حرارتی اجزاء الکتریکی، اکوستیک، تراوش و پیزو الکتریک را مورد مطالعه قرار داد.

آباکوس با وجود اینکه مجموعه قابلیتهای بسیار گسترده‌ای را در استفاده از نرم‌افزار اختیار کاربر قرار می‌دهد، کار نسبتاً ساده‌ای می‌باشد. پیچیده ترین مسایل را می‌توان به آسانی مدل کرد. به عنوان مثال مسایل شامل بیش از یک جزء را می‌توان با ایجاد مدل هندسی هر جزء و سپس نسبت داده رفتار ماده مربوطه به هر جزء و سپس مونتاژ اجزاء مختلف مدل کرد. در اغلب مدلسازی‌ها، حتی مدلهای با درجه غیر خطی بالا، کاربر می‌بایست تنها داده‌های مهندسی نظیر هندسه مسئله، رفتار ماده مربوط به آن، شرایط مرزی و بارگذاری آن مسئله را تعیین کند. آباکوس در یک تحلیل غیر خطی، به طور اتوماتیک میزان نمو 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 به ندرت می‌بایست مقادیر پارامترهای کنترلی حل عددی مسئله را تعیین کند.
نرم افزار آباکوس یه نرم افزار فوق العاده کاربردی برای رشته ما یعنی مهندسی مکانیک هست . توصیم اینه ک بچه های مکانیک حتمن این نرم افزار پرکاربرد و یاد بگیرند .