نرم‌افزار آباکوس چیست ؟
نرم‌افزار آباکوس (ABAQUS) مجموعه‌ای بسیار توانمند از برنامه‌های مدلسازی، تحلیل و شبیه‌سازی است که بر پایه روش اجزاء محدود (FEM) شکل گرفته است و توانایی حل طیف گسترده‌ای از مسائل علمی و صنعتی، از مسائل ساده و دارای تحلیل خطی تا مباحث پیچیده مدلسازی غیرخطی را دارا می‌باشد. محیط کاربرپسند و جذاب در کنار کتابخانه قوی پیش‌بینی رفتار مواد مهندسی (از قبیل فلزات، لاستیک‌ها، مواد پلیمری، کامپوزیت‌ها، مصالح عمرانی مثل بتن‌های تقویت‌شده، فوم‌های فنری، سنگ و خاک) از آباکوس نرم‌افزاری کارآمد و مورد توجه محققین ساخته است. اولین نسخه از نرم‌افزار در سال 1978 میلادی توسط شرکت HKS (اعضای شرکت Paul Sorensen، Bengt Karlsson ،David Hibbitt) بصورت رسمی به بازار عرضه شد و هر سال با بهبودهای فراوان و دقت نظر کارشناسان مورد بازبینی قرار گرفته و ارائه نسخه‌های متعدد آن به شکل منظم با استقبال محققین و صنعتگران روبرو شده است.
در اواخر سال ۲۰۰۲ اسم شرکت از HKS به ABAQUS تغییر یافت و در نهایت در اکتبر ۲۰۰۵ شرکت ABAQUS با ۵۲۵ نفر کارمند توسط شرکت فرانسوی داسو سیستم به قیمت ۴۱۳ میلیون دلار خریداری شد. از آن پس این نرم‌افزار با اضافه شدن یکسری ابزار دیگر با نام تجاری سیمولیا شناخته می‌شود. امروزه آباکوس توسط شرکت فرانسوی داسو سیستم (Dassault Systèmes) تولید و عرضه می‌شود. نام و لوگوی نرم‌افزار آباکوس از کلمه “چرتکه (Abacus)” الهام گرفته شده که خود یادآور انجام محاسبات ریاضی است.
نرم‌افزار آباکوس
در ادامه به بررسی کامل آباکوس خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید…
طیف کاربرد نرم‌افزار آباکوس در چه زمینه هایی است؟
نرم‌افزار آباکوس به شکل گسترده در صنایع اتومبیل‌سازی، هوافضا و ساخت تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصول، با سایر نرم‌افزارهای علمی و طراحی سازگار بوده و از زبان متن باز پایتون (Python) برای برنامه‌نویسی بهره می برد. به همین دلیل توانایی گسترده‌ای در ایجاد تغییرات در مدل ماده و بارگذاری دلخواه را به کاربر می‌دهد. همچنین این نرم‌افزار مجموعه بسیار مناسبی از قابلیت‌های فیزیکی در دنیای واقعی نظیر پیزوالکتریک، محیط‌های آکوستیک، محیط‌های متخلخل را فراهم آورده است. جالب است بدانید که نرم‌افزار ABAQUS در ابتدا با هدف بررسی رفتار فیزیکی غیرخطی مواد ارائه گردید و نتیجه آن قابلیت بالای نرم‌افزار کنونی در تحلیل بازه گسترده از مواد با رفتار غیرخطی (مانند الاستومرها یا شبه لاستیک‌ها) است.
مشخصات نرم افزار (ABAQUS)
محصولات نرم‌افزار اجزاء محدود ABAQUS پنج محصول عمده در دل خود جای داده است:
Abaqus/Standard
Abaqus/Explicit
Abaqus/CAE or “Complete Abaqus Environment”
Abaqus/CFD (Computational Fluid Dynamics)
Abaqus/Multiphysics
قابلیت‌های Multiphysics در آباکوس به شرح زیر است.
Abaqus/CFD
Coupled Eulerian-Lagrangian
Hydrostatic-Fluid-Mechanical
Piezoelectric-Mechanical
Structural-Acoustic
Thermal-Electric
Thermal-Mechanical
Thermal-Fluid-Mechanical
Structural-Pore Pressure
حالا میخوایم با هم کمی تخصصی تر به قضیه نگاه کنیم!
بخش‌های پردازش نرم‌افزار
تمامی نرم‌افزارهای اجزای محدود تراز اول از سه بخش حیاتی تشکیل شده اند:
بخش پیش پردازش یا مدلسازی که وظیفه آماده سازی مدل مورد نظر برای تحلیل اجزای محدود را دارد.
بخش پردازش یا تحلیل اجزای محدود که قلب نرم‌افزار بوده و مجموعه حلگرهای مورد نیاز در تحلیل اجزای محدود را فراهم می آورد.
بخش پس پردازش که وظیفه ارائه نتایج در قالب ابزارهای گرافیکی و نمودارها را داشته و خروجی مورد نیاز تحلیلگران را آماده می نماید.
نرم‌افزار Abaqus نیز با ارائه قابلیت های مدلسازی، تحلیل اجزای محدود و ارائه کانتورها و نمودارهای گرافیکی، مجموعه ای یکپارچه از نیازهای محققین را فراهم می آورد. بعلاوه بخش مدلسازی در نمونه های با هندسه پیچیده میتواند در نرم‌افزارهای CAD انجام شده و جهت تحلیل اجزای محدود به آباکوس فراخوانی شود. شرکت داسو سیستم نیز با ارائه یک بسته تحت عنوان Abaqus for CATIA، قابلیت های پردازش و پس پردازش را به نرم‌افزار محبوب و کاربرپسند CATIA (که خود یکی از قویترین نرم‌افزارهای پیش پردازش است) به ارمغان آورده است.
ویژگی‌های نرم‌افزار آباکوس
- محیط کاربری بسیار زیبا و کاربرپسند
- محیط مدلسازی دوبعدی و سه‌بعدی بسیار پیشرفته و در عین حال قابل درک
- ارتباط جامع با نرم‌افزارهای طراحی تراز اول دنیا مثل کتیا (CATiA) و سالیدورکس (SOLIDWORKS)
- کدهای حلگر قدرتمند و دقیق غیرخطی
- قابلیت توسعه به‌کمک اسکریپت‌های پایتون (Python)، فایل متنی ورودی (.inp)
- قابلیت ایجاد GUI
- امکان کاربری زیربرنامه‌های زبان فرترن (FORTRAN)
- قابلیت تحلیل به‌روش پردازش موازی
- مقبولیت بسیار بالا در جوامع دانشگاهی
- اگر بخواهیم نرم‌افزار آباکوس را بررسی کنیم نتایج زیر کاملا منطقی و به دور از تعصب خواهد بود.
- رابط کاربری جذاب و پویا (نمره 10 از 10)
- قابلیت برنامه‌نویسی (نمره 9 از 10)
- توانایی ارتباط با نرم‌افزارهای حوزه طراحی (نمره 8 از 10)
- اعتبار بر اساس پژوهش‌های علمی (نمره 10 از 10)
- پوشش مسائل گوناگون صنعتی (نمره 9 از 10)
- راهنمای نرم‌افزار
محققین و کاربران آکادمیک و صنعتی همواره نیاز به دسترسی راحت به اطلاعات، فرمول بندی حل و روابط حاکم دارند. مسائل بی شماری در صنعت وجود دارد که مهندسین طراح نخستین بار با آن مواجه می شوند و به همین دلیل نیازمند راهنمایی های گسترده در مدلسازی، استفاده از حلگر و سایر موارد می باشند.
مجموعه Abaqus Documentation که شامل بانک کاملی از روش های حل، معرفی گام های تحلیل، مثال های متنوع و کاربردی و نیز تئوری ها و روابط ریاضی است، بدون شک یکی از کاملترین و بهترین مراجع راهنمای گام به گام در این نرم‌افزار است. طبقه بندی بسیار دقیق اطلاعات و مجموعه کم نظیر Help این امکان را فراهم آورده است که مبتدیان در خصوص نحوه مدلسازی، نحوه استفاده از دستورات و غیره پا به پای افراد خبره و دانشگاهی (درخصوص معادلات حاکم، فرمولبندی حل و پشت پرده نرم‌افزار) گام بردارند و نیازهای خود را مرتفع سازند.
توصیه: جهت اطلاع بیشتر پیرامون این بانک اطلاعاتی کامل آباکوس و مشاهده آنلاین آن به پست مربوطه یعنی “مروری بر Abaqus Documentation” مراجعه فرمایید.
انتخاب سیستم واحد
قبل از شروع به کار با آباکوس، بایستی تصمصیم بگیرید که از کدام سیستم واحد میخواهید استفاده کنید چرا که آباکوس از یکاها محاسباتی خاصی پیروی نمی کند! راه حل ساده این است که از سیستم واحد SI استفاده کنید تا دچار سردرگمی نشوید. برای اطلاع بیشتر پیرامون واحدها در آباکوس می توانید به پست مربوطه یعنی “واحدها و درجات آزادی در آباکوس” مراجعه فرمایید.
پیشنهاد می‌کنم مقاله نرم‌افزارهای اجزاء محدود را مطالعه بفرمایید.
رویه کلی حل در آباکوس
ترسیم هندسه دوبعدی در ماژول Sketch
ایجاد مدل هندسی سه بعدی با استفاده از ترسیمه مرحله قبل در ماژول Part
اختصاص خواص ماده و سطح مقطع در ماژول Property
مونتاژ مدل در ماژول Assembly
تنظیمات رویه آنالیز و تعیین پارامترهای خروجی در ماژول Step
تعریف تماس بین قطعات (در صورت وجود) در ماژول Interaction
اعمال بار و شرایط مرزی به قطعات در ماژول Load
مش بندی در ماژول Mesh
ایجاد یک دستور حل مسئله و ارسال آن برای تحلیل در ماژول Job
مشاهده نتایج آنالیز در ماژول Visualization
لینک های مرتبط :
