آباکوس چیست؟ + ویژگی‌ها و کاربردهای نرم افزار ABAQUS

آباکوس (ABAQUS) یک نرم‌افزار تحلیل اجزا محدود است که در محیط‌های آکادمیک و صنعتی، برای تحلیل و شبیه‌سازی مسائل استفاده میشود. این نرم افزار به شکل گسترده در صنایع اتومبیل‌سازی، هوافضا و ساخت تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مقاله پیرامون تاریخچه، کاربردها، ویژگی ها، گام های حل مساله و نهایتا مسیر صحیح آموزش آباکوس است.

نرم افزار آباکوس چیست؟

آباکوس (به انگلیسی: ABAQUS) مجموعه‌ای بسیار توانمند از برنامه‌های مدل‌سازی، تحلیل و شبیه‌سازی بر پایه روش اجزاء محدود (FEM) است. آباکوس برای آنالیز طیف گسترده‌ای از مسائل علمی و صنعتی شامل تحلیل مسائل ساده و دارای تحلیل خطی تا مباحث پیچیده مدل‌سازی غیرخطی کاربرد دارد. نرم افزار ABAQUS با توجه به محیط کاربرپسند و جذاب در کنار کتابخانه قوی پیش‌بینی رفتار مواد مهندسی، نرم‌افزاری کارآمد و مورد توجه محققین است.

تاریخچه

نام و لوگوی آباکوس از کلمه “چرتکه (Abacus)” الهام گرفته شده که خود یادآور انجام محاسبات ریاضی است. همچنین به واسطه تنوع در ابزارها و بهره‌گیری از قدرتمندترین الگوریتم‌های حل، برای فعالین در مهندسی پزشکی، مهندسی مکانیک، برق، عمران، هوافضا و… کاربرد دارد.

اولین نسخه از نرم‌افزار ABAQUS در سال 1978 میلادی توسط شرکت HKS بصورت رسمی به بازار عرضه شد. در اواخر سال 2002 اسم شرکت از HKS به ABAQUS تغییر یافت و در نهایت در اکتبر 2005 شرکت ABAQUS توسط شرکت فرانسوی داسو سیستمز به قیمت 413 میلیون دلار خریداری شد. از آن پس این نرم‌افزار با اضافه شدن یکسری ابزار دیگر با نام تجاری سیمولیا شناخته می‌شود.

ویژگی‌های نرم افزار ABAQUS

1. محیط کاربری بسیار زیبا و کاربرپسند
2. مدل‌سازی دوبعدی و سه‌بعدی بسیار پیشرفته و در عین حال قابل درک
3. ارتباط جامع با نرم‌افزارهای طراحی تراز اول دنیا مثل کتیا (CATiA) و سالیدورکس (SOLIDWORKS)
4. کدهای حلگر قدرتمند و دقیق غیرخطی، قابلیت توسعه به‌کمک اسکریپت‌های پایتون (Python)
5. فایل متنی ورودی (.inp)
6. قابلیت ایجاد GUI
7. امکان کاربری زیربرنامه‌های زبان فرترن (FORTRAN)
8. قابلیت تحلیل به‌روش پردازش موازی
9. مقبولیت بسیار بالا در جوامع دانشگاهی

کاربردهای آباکوس

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 می آورد. نرم‌افزار ABAQUS در ابتدا با هدف بررسی رفتار فیزیکی غیرخطی مواد ارائه گردید. نتیجه آن قابلیت بالای نرم‌افزار کنونی در تحلیل بازه گسترده از مواد با رفتار غیرخطی (مانند الاستومرها یا شبه لاستیک‌ها) است.

محصولات

مهمترین محصولات نرم‌افزار ABAQUS به شرح زیر است:

• Abaqus/Standard: به کمک آن میتوانید طیف وسیعی از مسائل خطی و غیرخطی از جمله مسائل استاتیکی، انتقال حرارت و الکترونیک را تحلیل کنید.
• Abaqus/Explicit: امکانات بی‌نظیری برای تحلیل مسائل غیرخطی با شرایط متغیر تماس پیدا خواهید کرد. شاید بتوان مجموعه مسائل شکل‌دهی، مدل‌سازی و تحلیل مسائل دینامیکی گذرا همچون ضربه، انفجار، برخورد و موارد شبه‌استاتیک را از موضوعاتی دانست که این بخش به‌خوبی از عهده آن برمی‌آید.

مراحل تحلیل مساله در آباکوس

تمامی نرم‌افزارهای اجزای محدود تراز اول از سه بخش حیاتی تشکیل شدند:

1. پیش پردازش یا مدلسازی (Pre-processing – modeling): وظیفه­ آماده سازی مدل مورد نظر برای تحلیل اجزای محدود را دارد.
2. پردازش یا تحلیل اجزای محدود (Processing – finite element analysis): قلب نرم‌افزار بوده و مجموعه­ حلگرهای مورد نیاز در تحلیل اجزای محدود را فراهم می آورد.
3. پس پردازش (Post-processing): وظیفه­ ارائه نتایج (خروجی) در قالب ابزارهای گرافیکی و نمودارها را دارد.

نرم افزار آباکوس 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.

در میان نرم‌افزارهای FEM، نرم‌فزار آباکوس با قابلیت­ های منحصربفرد خود به‌عنوان یک نرم‌افزار بسیار قوی و دقیق تحقیقاتی و کاربردی در صنعت و دانشگاه، موقعیت بسیار مناسبی پیدا کرده است. یکی دیگر از این نرم افزارها، انسیس است. انتخاب بین ANSYS یا ABAQUS یکی از بحث های همیشه داغ مهندسین است. در مقاله ای جداگانه به طور کامل به این موضوع پرداختیم.

آباکوس یا انسیس

10 گام حل مساله در آباکوس

آباکوس به‌عنوان یکی از پیشگامان تراز اول دنیای شبیه‌سازی و تحلیل عددی، هر سه مرحله پیش‌پردازش، تحلیل و پس‌پردازش (مشاهده نتایج) را در یک محیط گرافیکی قرار میدهد. کاربران بایستی 10 گام را تا مشاهده نتایج حل در ABAQUS طی کنند. در ادامه به بررسی هر کدام از این مراحل و کارایی ماژول های آباکوس خواهیم پرداخت.

1. Sketch — ایجاد ترسیم هندسه دوبعدی: اولین قدم در حل یک مسئله فیزیکی به روش اجزا محدود، ایجاد مدل هندسی مناسب از مسئله است.
2. Part — ایجاد مدل هندسی سه بعدی: یکی از نقاط مثبت Abaqus، امکان فراخوانی مدل‌های هندسی ساده و پیشرفته از نرم‌افزارهای تخصصی نظیر کتیا و سالیدورکس است.
3. Property — تعریف ماده و تخصیص آن به قطعات: در این محیط باید به تعریف ماده و اختصاص آن به Partهای ایجاد شده در گام قبل بپردازید.
4. Assembly — مونتاژ و جایابی قطعات: به وسیله ماژول Assembly موقعیت و جایگیری قطعات را اصلاح می‌نمایید.
5. Step — انتخاب حلگر مناسب (قلب تپنده تحلیل): بسته به اینکه معادلات حاکم بر مسئله شما در چه حوزه‌ای قرار می‌گیرد، باید ابزار مناسبی برای حل آن انتخاب کنید.
6. Interaction: تعیین برهم‌کنش بین قطعات در حل: تعیین خواص برخورد، ایجاد قیود چند نقطه‌ای، اتصال دهنده‌ها، تشخیص نقاط برخورد.
7. Load جهت بارگذاری و اعمال شرایط مرزی و اولیه: تعیین شرایط مرزی و اولیه حاکم بر یک مسئله.
8. Mesh — مش بندی
9. Job — ایجاد یک دستور حل مسئله و ارسال آن برای تحلیل
10. Visualization — پس‌پردازش و مشاهده نتایج حل

روند صحیح آموزش و نحوه یادگیری آباکوس

اعتقاد داریم که آموزش از طریق مثال تنها به درک سطحی منجر می‌شود و زمانی که کاربر درک درستی از عملکرد، الفبای حل و امکانات آباکوس نداشته باشد، روند صحیحی را درپیش نگرفته است. با حل یک مثال ممکن است حس خوشایندی در شما ایجاد شود اما بدون شک در مواجهه با یک مسئله متفاوت (حتی اندک تفاوت در صورت مسئله) ابتکار عمل نخواهید داشت! اگر در حین حل با خطایی مواجه شوید توانایی اظهار نظر و حل آن‌را پیدا نخواهید کرد.

فراموش نکنید که آباکوس یک ابزار بسیار کارا و قدرتمند است. اگر به آن داده ورودی غلط بدهید پاسخ‌های غلطی نیز دریافت خواهید کرد. لذا در مسیر یادگیری آباکوس، به شما توصیه می‌کنیم حتما گام‌های استواری در سرزمین اجزای محدود بردارید و صرفاً یک کاربر نباشید. قطعا شناخت اصول حاکم بر حل یک مسئله در آباکوس، از شما یک صاحب‌نظر خواهد ساخت که از توانایی تجزیه و تحلیل مسائل برخوردار است.

روندی که در آموزش ABAQUS بکار گرفته‌ایم، مبتنی بر درک صحیح اصول اجزای محدود، شناخت محیط و امکانات و تثبیت آموخته‌ها به‌کمک مثال‌های کابردی است. از این‌رو آموزش آباکوس را در چهار گروه آموزش روش اجزا محدود، آباکوس مقدماتی، آباکوس پیشرفته، مثال و پروژه‌های صنعتی ABAQUS دسته‌بندی کردیم. بدون شک شناخت شما عزیزان از مسیر صحیح اموزش اباکوس به شما کمک می‌کند تا با سرعت بیشتر و کیفیت به مراتب بالاتر قدم در مسیر پیشرفت و تقویت توانایی‌های خود بردارید. در مقاله زیر تمامی نکات لازم برای آموزش ABAQUS از مقدماتی تا پیشرفته را با هدف تثبیت آموخته‌ها و ایجاد دید عمیق صنعتی بیان کردیم.

آموزش آباکوس | مقدماتی تا پیشرفته

دانلود و نصب آباکوس 2024

کمپانی داسو سیستمز به عنوان توسعه‌دهنده abaqus در انتهای هر سال میلادی نسخه جدید این نرم افزار را ارائه میکند. شما دوستان عزیز میتوانید جهت دانلود آخرین نسخه و آموزش نصب آباکوس، به لینک زیر مراجعه فرمایید.

دانلود و نصب آباکوس 2024

توجه: برای دانلود پکیج ویژه (گام به گام و 0 تا 100) بصورت 10 فصل شامل 85 فیلم آموزشی (مدت 25 ساعت) روی لینک زیر کلیک بفرمایید.

دانلود پکیج آموزش آباکوس