Abaqus FEA-ohjelmisto
Kehittyneeseen simulointitarpeeseen suunnittelusssa ja kattaviin analyyseihin.
Mikä on Abaqus FEA?
Abaqus FEA (elementtilaskenta) -ohjelmisto on kehittynyt simulointityökalu, joka on suunniteltu insinööreille ja tutkijoille mallintamaan, analysoimaan ja visualisoimaan monimutkaisten materiaalien ja rakenteiden fysikaalista käyttäytymistä erilaisissa olosuhteissa.
Dassault Systèmesin kehittämä Abaqus tarjoaa tehokkaan alustan reaalimaailman fysikaalisten prosessien simuloimiseksi. Työkaluportfolion avulla käyttäjät voivat ennustaa tuotteiden suorituskykyä, vähentää fyysisten prototyyppien tarvetta ja nopeuttaa kehitysprosessia.
Abaqus FEA:n suosituimmat käyttötarkoitukset
Ilmailu- ja avaruusala
Abaqus FEA tarjoaa vankan alustan sellaisten lentokoneiden komponenttien ja järjestelmien suunnitteluun, joiden on noudatettava tiukimpia turvallisuus- ja suorituskykyvaatimuksia. Ohjelmiston kehittyneet ominaisuudet mahdollistavat ilmailu- ja avaruusalan komponenteille tyypillisten monimutkaisten geometrioiden luomisen. Abaqus FEA:ta käytetään mallintamaan lentokoneiden runkojen, moottoreiden ja avioniikkajärjestelmien monimutkaisia yksityiskohtia, mikä helpottaa sekä kaupallisten liikennelentokoneiden että puolustuslentokoneiden kehittämistä.
Autoteollisuus
Autoteollisuus on kokenut syvällisen muutoksen viime vuosikymmeninä, ja simulointipohjaisesta kehityksestä on tullut olennainen osa ajoneuvojen luomisprosessia. Abaqus-ratkaisuohjelmat erottuvat tehokkaana työkaluna, jonka avulla insinöörit voivat virtuaalisesti validoida suunnitelmia koko kehityssyklin ajan. Konseptista tuotantoon Abaqus tarjoaa kattavaa monifysiikkaa simulointia kaikissa ajoneuvojärjestelmissä, mikä optimoi törmäysturvallisuutta, rakenteellista eheyttä, NVH-suorituskykyä ja kestävyyttä ja vähentää samalla fyysistä testausta. Ohjelmisto on erityisen hyvä analysoimaan monimutkaisia käyttäytymismalleja, kuten materiaalien plastisuutta, epälineaarista dynamiikkaa ja lämpömekaanisia vuorovaikutuksia, mikä on erityisen arvokasta nykyaikaisissa haasteissa, kuten sähköajoneuvojen akkujen turvallisuudessa ja kevennystoimissa.
Teollisuuslaitteet
Abaqus-ratkaisijat tarjoavat poikkeuksellista arvoa ratkaisemalla vaikeimmat suunnittelun haasteet, kuten äärimmäiset kuormitukset, monimutkaiset kontaktit, epälineaariset materiaalit ja monitieteiset vuorovaikutukset. Sen vankat ratkaisijat käsittelevät suuria muodonmuutoksia ja monimutkaisia kontaktiehtoja huomattavalla tehokkuudella, antaen tiimillesi mahdollisuuden analysoida luottavaisesti todellisia käyttöskenaarioita. Mahdollistamalla virtuaalisen prototyyppien luomisen koko kehitysprosessin ajan Abaqus vähentää fyysisiä testauskustannuksia, nopeuttaa innovaatioita ja auttaa luomaan kestävämpiä tuotteita, jotka toimivat luotettavasti laitteistosi päivittäin kohtaamissa vaativissa olosuhteissa.
Miksi käyttää Abaqusia?
Abaqus FEA -ohjelmisto tarjoaa analyytikoille useita hyötyjä.
Abaqus tarjoaa useita ratkaisijatyyppejä, kuten:
- Implisiittinen ratkaisija (Abaqus/Standard) – staattisiin, kvasistaattisiin ja hidaskäyntisiin dynaamisiin ongelmiin.
- Eksplisiittinen ratkaisija (Abaqus/Explicit) – suurten nopeuksien dynamiikkaan, törmäys- ja törmäyssimulointi.
- Yhdistetyt ratkaisijat sekaongelmille (esim. lämpö-rakenne-, neste-rakenne-vuorovaikutus).
Abaqus on erinomainen epälineaaristen ongelmien ratkaisussa, jotka ovat kriittisiä reaalimaailman suunnittelu-ongelmien kannalta. Tämä sisältää mm:
- Materiaalin epälineaarisuus (esim. plastisuus, hyperelastisuus, viruminen, viskoelastisuus, vaurioituminen, murtuminen).
- Geometrinen epälineaarisuus (esim. suuret muodonmuutokset, vääntyminen).
- Kosketuksen epälineaarisuus (esim. yleinen kosketus, itsekosketus, kitka, adheesio).
Abaqus tarjoaa laajan valikoiman eri teollisuudenaloille soveltuvia materiaalimalleja, kuten:
- Metallit, jotka ovat plastisia ja vaurioituneita
- Komposiittimateriaalit ja kuituvahvisteiset materiaalit
- Kumit ja elastomeerit hyperelastisten mallien avulla
- Biologiset kudokset (esim. lihakset, luut).
- Betoni, jossa on halkeilu- ja murskausmalleja
Abaqusissa on tehokkaita kosketusalgoritmeja, kuten:
- Yleiset kosketusalgoritmit useiden vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden automaattiseen käsittelyyn
- Itsekosketus sovelluksiin, kuten metallinmuodostukseen ja kumitiivisteisiin
- Kitka sovelluksissa, kuten metallin muokkauksessa, levyjen valssauksessa ja renkaiden vetokyvyssä.
- Tarttuvuus esimerkiksi pakkausmateriaaleja varten
Abaqus pystyy käsittelemään nopeita tapahtumia ja ohimenevää dynamiikkaa, joten se on hyödyllinen:
- Törmäysturvallisuuden analysointi autojen suunnittelussa
- Ammusten ja balistiikan vaikutukset puolustus- ja ilmailu- ja avaruusteollisuudessa.
- Räjähdykset ja räjähdykset puolustus- ja ilmailuteollisuudessa ja avaruusalalla
- Maanjäristysten simulointi rakennussuunnittelussa ja offshore-rakenteissa
Eksplisiittistä ratkaisijaa voidaan käyttää yhdessä implisiittisen ratkaisijan kanssa staattisten tapahtumien (esim. esijännitys) käsittelemiseksi ennen dynaamista tapahtumaa.
Abaqusin avulla käyttäjät voivat suorittaa multifysikaalisen simulointi, jossa useat fysikaaliset ilmiöt ovat vuorovaikutuksessa keskenään, kuten:
- Rakenteellinen ja terminen kytkentä (esim. jarrujen kitkan, hitsauksen ja lämpökäsittelyn aiheuttama lämmöntuotanto).
- Nesteen ja rakenteen vuorovaikutus (esim. veren virtaus valtimoissa, rakennusten tuulikuormat).
- Sähkömagneettis-rakenteellinen kytkentä (esim. sähkömagneettinen muotoilu)
- Rakenne-akustinen simulointi (esim. melun siirtyminen, säteily, akustinen vahvistuminen tai vaimeneminen).
- Kytketty Eulerin-Lagrangen simulointi (rakenteiden ja nesteiden välinen vuorovaikutus).
- Rakenteellisen huokospaineen simulointi (esim. maaperän lujittuminen, maanalainen veden virtaus, öljy- ja kaasusäiliöiden käyttäytyminen).
Lisäksi Abaqusta voidaan käyttää rinnakkaissimulointiin muiden SIMULIA-tuotteiden kanssa käyttämällä rinnakkaissimulointimoottoria.
Abaqus tarjoaa Python-pohjaisen skriptirajapinnan, jonka avulla:
- Esikäsittelyn automatisointi (geometrinen mallinnus, verkon luominen, materiaalien, kuormien ja reunaehtojen määrittäminen jne.).
- Jälkikäsittelyn ja tietojen louhinnan automatisointi (mukautettujen kuvioiden, animaatioiden ja raporttien luominen).
- Integrointi ulkoisten työkalujen ja optimointikehysten kanssa
Abaqus/Standardin ja Abaqus/Explicit-ratkaisijoiden toiminnallisuutta voidaan laajentaa edelleen Fortran- tai C++-kielellä kirjoitetuilla käyttäjän määrittelemillä aliohjelmilla. Käyttäjä voi monien aliohjelmien joukossa laajentaa ja lisätä seuraavia ominaisuuksia:
- Mukautetut materiaalimallit UMAT / VUMAT -ohjelmalla
- Mukautettu kuormitus ja reunaehdot DLOADin, UDISPin ja UTEMPin avulla.
- Ulkoisten tietojen lataaminen UEXTERNALDB:n kautta
Abaqus tukee rinnakkaislaskentaa MPI-protokollan ja säikeiden avulla sekä GPU-kiihdytystä. Useat vertailuarvot korostavat Abaqusin poikkeuksellista kykyä rinnakkaistamiseen useiden HPC-solmujen ja suorittimien välillä, ja se toimii yhtä hyvin eri valmistajien, kuten Intelin tai AMD:n, piirisarjoilla.
Abaqus tukee myös pilvikäyttöä Azuren ja AWS:n avulla.
Mitä Abaqusilla voi tehdä?
Abaqus on tehokas FEA- ja monifysiikkasimulointiohjelmisto, jota käytetään eri teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuudessa, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa sekä teollisessa tuotesuunnittelussa. Se tarjoaa lukuisia ominaisuuksia ja valmiuksia:
FEA
Abaqus tarjoaa kattavan valikoiman työkaluja rakenneanalyysiin, termisen analyysiin, akustiseen, epälineaariseen ja kosketusanalyysiin sekä yhdistettyyn fysiikkaan ja monimutkaisten materiaalien mallintamiseen. Se soveltuu sekä staattiseen että dynaamiseen analyysiin.
Multifysikaalinen simulointi
Abaqusissa on laaja valikoima multifysiikkaominaisuuksia, kuten yhdistetyt akustiset-rakenteelliset, pietsosähköiset ja geotekniset simulointi. Nämä ominaisuudet tekevät siitä houkuttelevan tuotantotason simulointiin, joissa on kytkettävä useita kenttiä.
Materiaalin mallintaminen
Abaqus sisältää laajan valikoiman materiaalimalleja, mukaan lukien elastiset, hyperelastiset, sitkeät ja hauraat materiaalimalleja. Tätä voidaan parantaa mukautetuilla materiaalimalleilla, jotka on määritelty käyttäjän aliohjelmilla. Se on suunniteltu käsittelemään epälineaarista fysikaalista käyttäytymistä, mikä tekee siitä sopivan moniin sovelluksiin. Abaqus sisältää laajan valikoiman materiaalimalleja, mukaan lukien elastiset, hyperelastiset, sitkeät ja hauraat materiaalimalleja. Tätä voidaan parantaa mukautetuilla materiaalimalleilla, jotka on määritelty käyttäjän aliohjelmilla. Se on suunniteltu käsittelemään epälineaarista fysikaalista käyttäytymistä, mikä tekee siitä sopivan moniin sovelluksiin.
Esi- ja jälkikäsittely
Abaqus/CAE mahdollistaa natiivigeometrian luomisen, verkottamisen, kuormitusten ja reunaehtojen määrittelyn, analyysivaiheiden ja analyysimenettelyjen määrittämisen sekä tulosten visualisoinnin. Abaqus/CAE pystyy esikäsittelyyn, jälkikäsittelyyn ja solverin käsittelyvaiheen seurantaan täydellisenä ympäristönä mille tahansa Abaqus-simulointi.
Standardi- ja eksplisiittiset ratkaisijat
Abaqus tarjoaa kaksi ratkaisijatyyppiä: Abaqus/Standard ja Abaqus/Explicit. Abaqus/Standard on implisiittinen äärellisten elementtien ratkaisija, kun taas Abaqus/Explicit on dynaaminen eksplisiittinen analyysipaketti. Valinta näiden ratkaisijoiden välillä riippuu ongelman tyypistä, ja Abaqus/Explicit soveltuu dynaamisten tapahtumien, kuten iskututkimusten, simulointiin.
Mallintaminen
Luo, muokkaa, seuraa, diagnosoi ja visualisoi monimutkaisia simulointia käyttäen sekä parametrisia että perinteisiä mallinnustekniikoita. Abaqus/CAE tarjoaa vankan joukon verkotustyökaluja, joilla voidaan käsitellä erilaisia elementtityyppejä ja alogriffejä. Lisäksi Abaqus/CAE tukee geometrian luomista, tuontia ja muokkausta sekä kehittyneitä kokoonpanotyökaluja ja monenlaisia materiaalimalleja, jotka sopivat erilaisiin suunnittelu-sovelluksiin.
Integrointi
Integroidu CAD-ympöristöjen kuten CATIA ja SOLIDWORKS kanssa käyttäen rajapintoja, joista synkronoidaan CAD ja FEA työnkulut, jotka on määritetty Abaqus/CAE:ssa. Sisältää myös kattavat visualisointiratkaisut analyysien tulosten tulkintaan ja kommunikointiin.
Miten valita FEA- tai CAE-ohjelmisto?
Oikean FEA- tai CAE-ohjelmistopaketin valitseminen edellyttää projektin erityistarpeiden ymmärtämistä, mukaan lukien suoritettavat simulointityypit, mallien monimutkaisuus ja käytettävissä olevat laskentaresurssit. Sinun on myös otettava huomioon sellaiset tekijät kuin ohjelmiston yhteensopivuus muiden työkalujen kanssa, sen kyky käsitellä simulointivaatimuksiasi sekä tuki- ja koulutusresurssien saatavuus.
Miten ostaa Abaqus
Haluatko hankkia Abaqus-lisenssejä? Haluatko nähdä esittelyn siitä, mitä Abaqus voi tehdä? Vai haluatko puhua asiantuntijan kanssa, ennen kuin voit tehdä päätöksen?
Abaqus on saatavilla useina eri versioina ja kokoonpanoina. Olemme täällä varmistaaksemme, että saat oikean ohjelmistopaketin tiimillesi.
Miten voimme auttaa?
Simulointitiimimme tarjoaa räätälöityä opastusta ja asiantuntevaa tukea. Meillä on syvällinen osaaminen koko SIMULIA-portfoliosta. Varaa maksuton keskustelu asiantuntijamme kanssa jo tänään.
Abaqus FAQ
Vianmääritys ja tuki
Etsitkö apua Abaquksen kanssa?
Abaqus hyödyntää joustavaa token-pohjaista lisensointimallia, jossa simulaatioresurssit jaetaan dynaamisesti tarpeen mukaan. Tarvittavien tokenien määrä riippuu ratkaisimen tyypistä, käytössä olevien prosessoriytimien lukumäärästä ja mahdollisesta GPU-kiihdytyksestä. Tarpeen arviointiin kannattaa käyttää Abaqus token -laskuria. Jos haluat ymmärtää kuinka järjestelmä toimii, seuraavassa selitetään tokenien yhdistäminen, tokenien vähimmäisvaatimukset ja tokenijärjestelmän hyödyt:
Tokenien yhdistminen:
- Abaqus-lisenssit perustuvat jaettuun token-pooliin, jota voidaan käyttää useissa tuotteissa, kuten Abaqus/Standard, Abaqus/Explicit, Tosca, fe-safe ja Isight.
- Tämä yhtenäinen token-pooli lisää tehokkuutta, koska käyttäjät voivat käyttää useita työkaluja tarvitsematta erillisiä lisenssejä jokaiseen.
Tokenien vähimmäisvaatimukset:
- Simuloinnin suorittaminen yhdellä suorittimen ytimellä edellyttää vähintään 5 tokenia.
- Lisätokeneja tarvitaan, kun laskenta-ajan lyhentämiseksi lisätään lisää prosessoriytimiä tai näytönohjaimia.
- Abaqusin laajennetun token-lisensointijärjestelmän ansiosta (joka otettiin käyttöön versiossa 6.14) käyttäjät saavat käyttöönsä lisätyökaluja, kuten Tosca Structure, Tosca Fluid, fe-safe ja Isight, ilman erillisiä
lisenssejä . Tärkeimpiä hyötyjä ovat mm:- Yhtenäinen pääsy kaikkiin ratkaisutekniikoihin.
- Tehokkuuden lisääminen käyttämällä yhtä ainoaa token-varastoa.
- Yksinkertaistettu osto- ja hallintaprosessi.
- Simulointi-investoinneista saatavan arvon lisääminen koko salkun hyödyntämisen avulla.
Ota ensin yhteyttä lisensoituun Abaqus myyjään ja keskustele tarpeistasi:
- Selitä projektisi vaatimukset ja saat ohjeita sopivasta Abaqus-ohjelmistopaketista.
- Kysy lisenssi vaihtoehdoista, hinnoittelusta ja mahdollisista tuki- tai koulutuspalveluista.
Osta Abaqus-ohjelmisto:
- Tee yhteistyötä toimittajan kanssa tarvittavien Abaqus-lisenssien hankkimiseksi.
- Saat ohjeet Abaqus-ohjelmiston lataamiseen ja asentamiseen.
Määritä Abaqus-ympäristösi:
- Asenna Abaqus-ohjelmisto tietokoneellesi tai suuritehoiseen laskentaympäristöön myyjän asennusohjeiden mukaisesti.
- Varmista, että sinulla on tarvittavat laitteisto- ja järjestelmävaatimukset Abaquksen tehokkaaseen käyttöön.
- Määritä kaikki tarvittavat ohjelmistojen integraatiot, kuten CAD-järjestelmäsi (esim. CATIA, SOLIDWORKS) kanssa, Abaqusin assosiatiivisten liitäntöjen avulla.
Voit asentaa Abaqus-aliohjelmat (subroutines) seuraavasti:
- Lataa ja asenna ”Microsoft Visual Studio Professional” (Community-, Professional- tai Enterprise-versiot kelpaavat, mutta ei Express-versiota, tarkasta viimeisin yhteensopiva versio). Visual Studio toimii linkittäjänä, joka yhdistää käännetyn koodisi Abaqus-ratkaisinta varten tarvittaviin kirjastoihin.
- Lataa ja asenna ”Intel® Parallel Studio XE Composer Edition for Fortran and C++ Windows”. Tämä kääntäjä kääntää tekstimuotoisen aliohjelmasi konekoodiksi, jota tietokone ymmärtää.
- Varmista, että tietokoneellesi on asennettu oikea versio ”msmpi”-ohjelmasta. Tämä versio toimitetaan yleensä Abaqus-asennusmedian mukana, ja sen on vastattava käyttämääsi Abaqus-versiota. Jos väärä versio on asennettu, saat linkitysvirheen.
- Ennen kuin käynnistät simulaatiota käyttäjän aliohjelmilla (user subroutines), aseta oikeat ympäristömuuttujat kääntäjääsi ja linkittäjääsi varten. Tämä voidaan tehdä muokkaamalla ”Abaqus command”-pikakuvaketta komentoriviltä suoritettavaksi tai ”Abaqus/CAE”-pikakuvaketta CAE-ympäristössä käytettäväksi. Tarkat komennot riippuvat järjestelmän kokoonpanosta ja ohjelmiston asennuspoluista.
Seuraamalla näitä ohjeita sinun pitäisi pystyä asentamaan ja käyttämään Abaqus-aliohjelmia onnistuneesti simulointisi aikana. Ota rohkeasti yhteyttä, jos kohtaat esteitä.
Abaqus/CAE tarjoaa kattavan työkalupaketin äärellisten elementtien menetelmän (finite element analysis) tulosten jälkikäsittelyyn. Nämä työkalut on suunniteltu auttamaan käyttäjiä visualisoimaan ja tulkitsemaan simulointien tuloksia tehokkaasti. Abaqus/CAE:n tärkeimpiä jälkikäsittelyominaisuuksia ovat mm. seuraavat:
- Käyttäjät voivat tarkastella eri muuttujien, kuten jännitystä, venymää ja siirtymiä, ymmärtääkseen paremmin analyysin tuloksia.
- Abaqus/CAE mahdollistaa sama-arvokäyrien (contour plots) luomisen, joilla voidaan näyttää muuttujien jakaumat koko mallissa. Käyttäjillä on mahdollisuus hallita Abaqus/CAE:n samanarvon viivojen (contour) laskentatapaa, mukaan lukien automaattisesti lasketut rajat ja manuaaliset säädöt kiinnostavien alueiden tarkentamiseksi.
- Ohjelmisto voi piirtää kuvaajia, jotka näyttävät muuttujan kehityksen koko analyysin ajan. Tämä ominaisuus on erityisen hyödyllinen, kun seurataan muutoksia ajan kuluessa tai eri malliosissa.
- Abaqus/CAE tarjoaa vaihtoehtoja näyttölistojen hallintaan grafiikka-asetukset-valintaikkunan kautta, mikä parantaa tulosten visualisointia säätämällä laitteiston ja ohjelmiston renderöintiasetuksia.
- Käyttäjät voivat mukauttaa samanarvon viivojen (contour) ulkoasua, mukaan lukien näytettävien muuttujien valinta, samanarvon viivojen (contour) rajojen säätäminen ja eri piirrostyyppien (esim. peitto-, viiva- tai kaistakuvio) valitseminen.
- Abaqus/CAE tukee erilaisia tulosten visualisointimenetelmiä, kuten muodonmuutos- ja symbolidiagrammeja, joiden avulla käyttäjät voivat saada käsityksen malliensa fyysisestä käyttäytymisestä eri olosuhteissa.
- Käyttäjä voi valita tarkasteltavaksi päämuuttujia (primary field outputs) ja ohjata, näytetäänkö esimerkiksi komponentti, invariantti tai koko muuttuja sama-arvo käyrissä (contour plots), malli testaus (model probing) tai isosuorface:n perustuvista leikkauspinnoissa.
- Abaqus/CAE sisältää laskimen tiedon jälkikäsittelyyn, joka suorittaa laskutoimituksia tulostietokantaan kirjoitetuille tiedoille, kuten integraatiopisteiden määrien ekstrapolaatiota solmukohtiin tai interpolaatiointia elementin keskipisteeseen.
- Käyttäjät voivat säätää yleisiä piirrosasetuksia (mm.muodonmuutosasteikkoa) ja mukauttaa sama-arvokäyriä (contour plots) korostamaan analyysitulosten tiettyjä näkökohtia.
Nämä työkalut ovat olennainen osa Abaqus/CAE:n jälkikäsittelyvaihetta, ja niiden avulla käyttäjät voivat poimia simulointitiedoista merkityksellisiä oivalluksia, optimoida mallejaan ja tehdä laskentatuloksiin perustuvia päätöksiä.
Voit luoda uuden osan Abaqus/CAE:ssä seuraavasti:
- Käynnistä Abaqus CAE.
- Valitse mallitietokannasta mallisi analyysityyppi, tyypillisesti standardi- tai eksplisiittinen analyysi.
- Valitse CAE-ikkunassa olevaa ”create part” .
- Kirjoita avautuvassa valintaikkunassa osan nimi, valitse osan tyyppi (solidi, kuori jne.) ja aseta ”approximate size” (arvioitu koko), joka määrittää luonnosteluruudukon koon.
- Käytä ”Abaqus sketcher”:ä, joka tarjoaa geometriaan perustuvia työkaluja vasemmalla kuten muutkin CAD ohjelmat, luonnostellaksesi osan pääikkunassa.
- Geometrian luonnostelun jälkeen voit lisätä lisätietoja tai piirteitä luonnosteluikkunan alaosassa.
- Vahvista luomaasi geometria painamalla hiiren keskimmäistä painiketta. Poistu luonnostelijasta painamalla ”DONE” tai hiiren keskimmäistä painiketta uudelleen.
- Noudata mahdollisia lisäkehotteita viimeistelläksesi osan luomisen, kuten määrittääksesi pursotussyvyyden, jos osa on pursotus.
- Äskettäin luotu osa ilmestyy näytön vasemmassa reunassa olevaan mallipuuhun kaikkine ominaisuuksineen, ja sen kiinteä esitys näkyy pääsuunnitteluikkunassa.
Muista tallentaa työsi säännöllisesti, sillä Abaqus CAE ei tallenna mallitietokantaa automaattisesti. Yksityiskohtaisempia ohjeita luonnostelutyökalujen käytöstä saat Abaqus CAE:n käyttöoppaasta.
Abaqus:ssa monikäyttöisen makron, jolla voidaan automatisoida toistuvia tehtäviä tai vaihdella parametrejä optimointitutkimuksia vartten, luominen voidaan tehdä seuraavasti:
- Avaa makrojen hallintaikkuna Abaqus/CAE:ssä valitsemalla ”file” > ”macro manager”.
- Aloita makron tallennus napsauttamalla ”Create”. Nimeä makroi ja päätä, mihin se tallennetaan. Voit tallentaa sen oletushakemistoon ”mome” tai asettaa oman ”work”-hakemiston.
- Suorita toimintojen sarja, jonka haluat automatisoida. Tämä voi sisältää geometrian luomisen, vaiheiden määrittelyn, kuormien soveltamisen, reunaehtojen asettamisen ja paljon muuta. Jokainen suorittamasi toimenpide tallennetaan.
- Kun olet suorittanut haluamasi toimenpiteet, valitse ”Stop recording”. Toiminnot on nyt tallennettu Python-skriptiksi.
- Voit käyttää tallennettua makroa makronhallintaikkunasta (Macro Mager Window) aina, kun haluat suorittaa tallennetun toimintosarjan.
- Edistyneempiä mukautuksia varten voit avata tiedoston ”abaqusMacros.py” kopioidaksesi, muuttaaksesi tai jalostaaksesi Python-koodia. Näin voit räätälöidä makron eri tarkoituksiin ja tehdä siitä monikäyttöisen.
Muista, että makrot ovat tehokkaita työkaluja Abaqus:ssa, jotka säästävät aikaa ja parantavat tuottavuutta automatisoimalla monimutkaisia tai toistuvia tehtäviä. Makrojen hallinnan avulla jopa käyttäjät, joilla on vain vähän kokemusta skriptauksesta, voivat luoda tehokkaita makroja monenlaisiin sovelluksiin.
Voit ottaa käyttöön Abaqus High-Performance Computing (HPC) -klusterin seuraavasti:
- Aloita Beowulf-klusterikokoonpanosta, johon kuuluu yleensä yksi isäntäsolmu (master node) ja useita orjasolmuja (slave node). Budjettiratkaisuksi käyvät myös vanhemmat kaksiytimisiä koneet yhdistettynä näytönjakajaan ja verkkokytkimeen.
- Valitse käyttöjärjestelmäksi Linux kustannustehokkuuden vuoksi. Varmista, että isäntäsolmu pääsee käsiksi orjiin, yleensä SSH-etäkirjautumisen kautta. Abaqus:n asentamiseen ei tarvita muita ennakkoedellytyksiä , sillä se hoitaa tiedostojen jakamisen ja MPI-prosessit itsenäisesti.
- Asenna Abaqus isäntäsolmuun (master node) ja kaikkiin orjasolmuihin (slave node). Abaqus sisältää oman MPI-kirjastonsa (message passing interface), joten sinun ei tarvitse käyttää avoimen lähdekoodin versiota. MPI-kirjasto on välttämätön rinnakkaislaskennan kannalta, ja se on asennettava osana Abaqus-API:tä jokaiseen solmuun.
- Kun haluat lähettää työn Abaqus-klusterille laskettavaksi, määrittele ytimien määrä isommaksi kuin ytimiä on isännällä (master) on paikallisesti. Tämä jakaa laskentakuorman orjasolmujen (slave node) kesken.
- Muokkaa isäntäsolmun (master node) ”eniviroment”-tiedostoa määrittääksesi, mitä tietokoneita Abaqus voi käyttää ja kuinka monta ydintä kussakin on käytettävissä. Tämä vaihe kriittinen, jotta Abaqus tunnistaa klusterin konfiguraation.
Muista, että vaikka HPC-klusterin rakentaminen pienellä budjetilla on mahdollista, mutta suorituskykyä voivat rajoittaa laitteiston ominaisuudet. Klusterin perustamisen monimutkaisuus riippuu halukkuudestasi tutkia ja kokeilla ohjelmistoja. Abaqusin käyttäminen klusterissa on suoraviivaista, kun ympäristö on konfiguroitu oikein. Tarkista aina käytettävän Abaqus-version järjestelmävaatimukset yhteensopivuuden varmistamiseksi.
”General contact” (yleiskontakti) tarjoaa virtaviivaistetun ja automatisoidun lähestymistavan mallin pintojen välisten vuorovaikutusten määrittelyyn. Toisin kuin perinteiset kontaktiparit, jotka edellyttävät yksittäisten vuorovaikutuksessa olevien pintojen manuaalista määrittelyä, ”General contact” olettaa, että mikä tahansa pinta voi olla vuorovaikutuksessa minkä tahansa muun pinnan kanssa määritellyn kontaktialueen sisällä. Tämä tekee siitä erityisen hyödyllisen monimutkaisissa malleissa, joissa on useita mahdollisia kosketusvuorovaikutuksia.
”Geberal Contact”:n keskeisiä piirteitä ovat:
- Automaattinen eri kontaktityyppien tunnistus ja hallinta, kuten pinta–pinta-, reuna–pinta- ja reuna–reuna-kontaktit, mikä vähentää asetusaikaa merkittävästi.
- Soveltuu sekä jäykille että muodonmuutoksille alttiille kappaleille, ja on erityisen hyödyllinen suurissa kokoonpanoissa tai simulaatioissa, joissa tarvitaan kattavaa kontaktin tunnistusta.
- Kaikkia ulkopintoja oletuksena kattava kontaktialue yksinkertaistaa mallin määrittelyä. Käyttäjä voi tarkentaa määrittelyä sulkemalla pois tai lisäämällä tiettyjä pintoja suorituskyvyn optimoimiseksi.
Yhteensopivuus:
- Abaqus/Standard: ”General Contact” määritellään vain alkuvaiheessa, ja se pysyy aktiivisena koko analyysin ajan.
- Abaqus/Explicit: ”General Contact” voidaan ottaa käyttöön missä tahansa analyysivaiheessa, mikä tuo lisää joustavuutta.
- Vaikka yleinen kontakti yksinkertaistaa prosessia, se saattaa lisätä laskennallista työtä laajempien kontaktimäärittelyjen vuoksi. Malleissa, jotka vaativat tarkkaa kontrollia tietyissä vuorovaikutuksissa, perinteiset kontaktiparit voivat olla edelleen suositeltavia. Useimmissa simulaatioissa SIMULIA kuitenkin suosittelee yleisen kontaktin käyttöä sen tehokkuuden ja mukautuvuuden vuoksi.
Verkon herkkyysanalyysi Abaqusissa arvioi, miten FEA:n (elementtilaskenta) tulokset muuttuvat eri verkkotiheyksien avulla. Sillä varmistetaan, että numeerinen ratkaisu konvergoi tarkkaan ja luotettavaan tulokseen, kun verkkoa tarkennetaan. Tämä prosessi on ratkaisevan tärkeä luotettavien simulointien aikaansaamiseksi ilman tarpeettomia laskentakustannuksia.
FEA:ssa ratkaisulla on taipumus konvergoitua yhteen ainoaan arvoon, kun verkon tiheys kasvaa. Konvergoitunut verkko on verkko, jonka tarkentaminen aiheuttaa vähäisiä muutoksia tuloksiin, kuten jännityksiin, siirtymiin tai energia-arvoihin.
Esimerkiksi CEL-tutkimuksessa (coupled Eulerian-Lagrangian), jossa tutkittiin pallon ja veden vuorovaikutusta, eri verkkotiheydet tuottivat vaihtelevia tuloksia, kuten pomppujen määrän tai sen, oliko pallo veden alla. Tämä osoittaa, miten verkkotiheys voi vaikuttaa merkittävästi dynaamisten simulointien tuloksiin.
Vaikka hienommat verkot parantavat tarkkuutta, ne myös lisäävät laskenta- ja resurssien käyttöaikaa. Verkon tiheyden ja laskennallisen tehokkuuden välillä on löydettävä tasapaino keskittämällä tarkentaminen kriittisille alueille (esim. alueille, joilla on suuret jännitysgradientit).
Verkosta riippuvuus CEL-analyyseissä
CEL-analyyseissä, kuten törmäys- tai nesteen ja rakenteen vuorovaikutusongelmissa, verkon tiheydellä voi vaikuttaa energian häviämiseen ja muodonmuutokseen. Verkon tarkentaminen parantaa laskennan konvergenssia, mutta voi myös muuttaa simulaatioissa havaittua fysikaalista käyttäytymistä.
Käytännön suositukset
- Suorita verkon konvergenssitutkimus suorittamalla simulointia yhä hienommilla verkoilla, kunnes tulokset vakiintuvat.
- Käytä karkeaa verkkoa suuntaan antavaan trendianalyysiin, mutta käytä tarkennettua verkkoa jännityksen tai siirtymän tarkkojen suuruuksien määrittämiseksi.
- Käytä paikallista verkon tarkennusta kiinnostavilla alueilla (esim. jännityskeskittymät) ja pidä karkeammat verkot muualla suorituskyvyn optimoimiseksi.
Solmujen ja pintojen välinen kontakti (node-to-surface contact) on Abaqusissa yleinen vuorovaikutus määrittely. Sen virheelliiset asetukset voivat aiheuttaa ongelmia, kuten epärealistisia jännityksen keskittymia tai isäntäsolmujen kulkemiseen orjapinnan läpi. Varmistaaksesi tarkat ja vakaat tulokset noudata näitä keskeisiä näkökohtia:
- Isäntä-orjapinnan (Master-slave surface) määrittely
- Orjapinta (slave surface): Määritä orjapinnaksi pienempi ja pehmeämpi kappale, jossa on tiheämpi elementtiverkko. Tämä varmista, että orjapinta mukautuu paremmin isäntäpintaan.
- Isäntäpinta (master surface): Määritä isäntäpinnaksi jäykempi kappaleista (ottaen huomioon sekä geometria että materiaaliominaisuudet) ja varmista, että sen verkko on harvempi kuin orjapinnan.
- Elementtitiheys
- Orjapinnan (slave surface) elementtitiheyden on aina oltava korkeampi kuin pääpinnan elementtitiheyden. Näin minimoidaan sellaiset ongelmat, kuten isäntä-solmujen (master node) kulkeminen orjapinnan (slave surface) läpi tai jännityksen keskittymistä kosketuspisteissä.
- Geometria ja materiaalin ominaisuudet
- Määritä orjapinta (slave surface) ensisijaisesti pienemmälle kappaleelle, sillä tämä vähentää laskentavirheitä ja parantaa kosketuskäyttäytymistä.
- Jos kaikkia kriteerejä ei ole mahdollista täyttää, aseta verkkotiheys ja -koko etusijalle materiaalin jäykkyyteen nähden, kun määrittelet isäntä-orja (master-slave)-suhteita.
- Yleiset sudenkuopat
- Orjapinnan (slave surface) läpi kulkevat isäntäsolmut (master node): Tämä tapahtuu, kun isäntäpinnalla on tarkempi verkko tai se on osoitettu pienemmälle kappaleelle. Se voi johtaa epärealistisiin tuloksiin.
- Jännityskeskittymät: Jos vuorovaikutuksessa olevia solmuja on liian vähän, mikä johtuu suuresta orjaverkosta tai virheellisistä asetuksista.
- Parhaat käytännöt
- Tarkenna isäntäpinnan verkkoa asianmukaisesti, jos kosketusjännitykset ovat kiinnostavia.
- Käytä kitkatonta ”hard contact” yksinkertaisempiin asetuksiin, ellei kitkakäyttäytyminen ole kriittistä.
- Tee herkkyystutkimuksia varmistaaksesi, että asetuksesi tuottaa vakaita ja realistisia tuloksia.