نرم افزار ABAQUS چیست و چه کاربردهایی دارد؟

تمام اجزای دنیای پیرامون ما از جزئی ترین تا غول پیکرترین اجزای آن دارای برهمکنش های مکانیکی می باشند. در دنیای مهندسی مدل سازی این برهمکنش ها و پیش بینی نتایج می تواند نقش بسزایی در بهبود عملکرد و نتایج در دنیای واقعی داشته باشد. در این زمینه نرم افزار  ABAQUS  (آباکوس) به دنیا معرفی گردید که می تواند ساده ترین تا پیچیده ترین معادلات غیر خطی را مدل سازی نماید. نرم افزار ABAQUS به مهندسان این امکان را می دهد تا با استفاده از تکنیک المان محدود موفق به شبیه سازی پدیده های مختلف مکانیکی شوند. نرم افزار ABAQUS با دسترسی آسان به منوها، کتابخانه‌ای غنی از انواع المان‌ها و فضای کاربرپسند، از جذاب‌ترین نرم‌افزارهای مهندسی حال‌حاضر است. از نرم افزار آباکوس می‌توان در حل مسائل مختلفی در حوزه‌های هوافضا، مکانیک، عمران و متالوژی استفاده کرد. از آ‌نجا که نرم افزار ABAQUS در ابتدا برای تحلیل مدل‌های پیچیده‌ی غیرخطی طراحی شده، تحلیل‌های خطی مسائل ساده‌ای برای این نرم‌افزار محسوب می‌شوند. کدنویسی آباکوس به زبان برنامه‌نویسی منبع‌باز پایتون (Python) است و امکان اسکریپت ‌نویسی به این زبان در محیط برنامه وجود دارد. ساب‌روتین‌نویسی به زبان برنامه‌نویسی فورترن  (Fortran)  نیز در فضای آباکوس امکان‌پذیر است. با استفاده از این امکان می‌توان مدل‌های رفتاری جدید، بارگذاری‌های خاص و مواردی این‌چنینی را به آباکوس اضافه کرد. امروزه با توسعه روز افزون قابلیت های نرم افزار های محاسبات مهندسی، این نرم افزار ها تقریبا در تمامی کمپانی ها و شرکت هایی که محصولات صنعتی تولید می نمایند، چه پیش از ساخت محصول و چه در فرآیند توسعه آن، به منظور شبیه سازی عملکرد محصول مورد استفاده قرار می گیرند. این شبیه سازی ها در واحد هایی به نام محاسبات مهندسی و یا مهندسی به کمک کامپیوتر (Computer Aided Engineering)یا به اختصار CAE  انجام می شود. شبیه سازی محصول با کاهش تعداد آزمایشات و تست هایی که بر روی نمونه ها انجام می شود، سبب کاهش هزینه تولید و توسعه محصول نهایی می شود.

نرم افزار آباکوس
محیط نرم افزار آباکوس

شبیه سازی پدیده ها و برهم کنش های مکانیکی نظیر انتقال حرارت و چگونگی توزیع دما، میزان تحمل در برابر بار های ضربه ای، سایش، خستگی و پاسخ سازه به تحریک های متناوب که در این محصولات روی می دهد، سبب پیش بینی عملکرد آنها در شرایط مختلف می شود.

اسم نرم افزار ABAQUS از واژه ABACUS به معنای چرتکه الهام گرفته شده است . ایده اصلی نرم افزار ABAQUS در تز دکترای دیوید هبیت در سال ۱۹۷۲ میلادی، تحت عنوان ”مکانیک محاسباتی بر پایه روش اجزای محدود“ در دانشگاه براون ارائه شد. در سال ۱۹۷۸ آقای Hibitt به همراه ۲ شریک خود Karlsson و Sorenson شرکت HKS را تأسیس کردند و اولین ویرایش آباکوس را منتشر ساختند. در سال ۱۹۹۱ شرکت HKS حلگر ABAQUS/Explicit را هم به مجموعه نرم‌افزار اضافه کرد و نرم‌افزار اصلی خود را منتشر ساخت. سرانجام در سال ۱۹۹۹ اولین نسخه گرافیکی تحت عنوان ABAQUS/CAE به بازار عرضه شد.

ساختار نرم افزار ABAQUS متشکل از ۵ هسته‌ی نرم‌افزاری به شرح زیر می باشد.

  • ABAQUS/CAE:
    CAE یا همان Complete ABAQUS Environment فضایی شامل ۱۱ ماژول برای مدل‌سازی و نمایش نتایج تحلیل است. به بیان دیگر این فضا رابط گرافیکی  ABAQUS است و امکان مدل‌سازی ویژوآل را برای کاربر فراهم می‌کند.
  • ABAQUS/Standard:
    این حلگر برای تحلیل خطی و غیرخطی مدل‌های ساخته شده از روش انتگرال‌گیری ضمنی استفاده  می‌کند. با استفاده از این حلگر می‌توان تحلیل‌های استاتیکی، شبه‌استاتیکی، دینامیکی و مودال را به‌راحتی انجام داد.
  • ABAQUS/Explicit:
    این حلگر به روش انتگرال‌گیری صریح به حل مسائل با درجه‌‌ی غیرخطی بالا می‌پردازد. مسائلی با بارگذاری‌های گذرا و شرایط تماسی متغیر، با استفاده از این حلگر با دقت بالایی در قابل‌حل هستند.
  • ABAQUS/CFD:
    در فضای CFD که مخفف عبارت Computational Fluid Dynamic است، امکان تحلیل مسائل محاسباتی حوزه‌ی مکانیک سیالات وجود دارد.
  • ABAQUS/Electromagnetic:
    در تحلیل مسائل الکترومغناطیس می‌توان از این حلگر   استفاده کرد.

ماژول‌های  ABAQUS

در فضای نرم افزار ABAQUS  یازده ماژول مختلف وجود دارد که هریک از آن‌ها، تنظیمات منحصربه‌فردی دارند. با استفاده از این ماژول‌ها کاربر می‌تواند مدل خود را اصلاح یا آن را تکمیل کند. در ادامه شرح مختصری از کارکرد این ماژول‌ها آمده‌است.

  • ماژول :Part
    در این ماژول کاربر می‌تواند هندسه‌ی المان‌هایی را طراحی کند که می‌خواهد در آینده به تحلیل آن‌ها بپردازد. ابزارهای طراحی در این قسمت به دقت و توانمندی ابزارهای همانند در نرم‌افزارهای CATIA یا SolidWorks نیستند .با فراخوانی المان‌های طراحی شده در این نرم‌افزارها به نرم افزار ABAQUS، می‌توان از قابلیت آن‌ها در طراحی المان‌ها بهره برد.
  • ماژول :Property
    نرم افزار ABAQUS مدل‌های رفتاری مواد مختلف را به‌خوبی پوشش می‌دهد. با این وجود کاربر باید پارامترهای فیزیکی ماده‌ی سازنده‌ی المان‌های تحلیلی را در این ماژول تعریف کند.
  • ماژول :Assembly
    در این ماژول امکان مونتاژ المان‌های طراحی شده در ماژول Part برای کاربر فراهم است. در این مرحله موقعیت المان‌های طراحی شده نسبت به هم و نسبت به دستگاه مختصات واحد مشخص می‌شود.
  • ماژول :Step
    خطی یا غیرخطی بودن تحلیل‌هایی که باید بر روی مجموعه‌ی مونتاژ شده صورت گیرد، در این ماژول تعیین می‌شود. کاربر در این ماژول برخی شرایط اولیه‌ی مدل و نوع خروجی‌های حاصل از تحلیل آن را نیز مشخص می‌کند.
  • ماژول :Interaction
    همان‌طورکه از نام این ماژول هم پیداست، اندرکنش‌های موجود بین المان‌ها در این مرحله تعریف می‌شود. اعمال برخی قیود هندسی هم در این ماژول صورت می‌گیرد.
  • ماژول :Load
    در این ماژول کاربر شرایط مرزی، نوع و نحوه‌ی اعمال بارگذاری‌ها و شرایط اولیه‌ی تحلیل را برای مدل تعریف می‌کند.
  • ماژول :Mesh
    از نام این ماژول چنین برمی‌آید که وقت مش‌بندی مجموعه المان‌های مونتاژ شده است. با استفاده از تکنیک‌های مش‌زنی نرم افزار ABAQUS در این ماژول، کاربر قادر به مش‌بندی دقیق و با کیفیت مدل خواهدبود.
  • ماژول :Optimization
    در این ماژول با تعریف یک فرآیند بهینه‌سازی، اصلاح مدل اولیه و تکرار تحلیل، مدل جدیدی حاصل می‌شود. درنهایت با توجه به تنظیمات بهینه‌سازی ارائه شده توسط کاربر، عملکرد مدل جدید بهینه خواهدشد.
  • ماژول :Job
    در این ماژول با تعریف یک Job و اعمال تنظیمات دلخواه، فرآیند تحلیل مدل آغاز می‌شود. هم‌چنین کاربر تصمیم می‌گیرد چند هسته‌ی CPU و چه مقدار از RAM سیستم خود را در اختیار نرم افزار ABAQUS قرار دهد.
  • ماژول :Visualization
    در این ماژول کاربر می‌تواند نتایج تحلیل‌های انجام شده را از ابتدای تحلیل و در زمان‌های دلخواه مشاهده کند. استخراج خروجی‌ها در قالب فایل‌های متنی، عکس، فیلم و نمودار ازجمله امکانات این ماژول است.
  • ماژول :Sketch
    در این ماژول امکان رسم مقاطع مختلف از المان‌ها و مدل مونتاژی برای کاربر فراهم است.

برای دریافت مشاوره مربوط به نرم افزار آباکوس وارد صفحه انجام پروژه شوید.

ارسال به دوستان

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *