نرم افزار آباکوس چیست؟ — آشنایی با ABAQUS + کاربرد

نرم‌افزار آباکوس (ABAQUS) 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. بدون شک شناخت شما عزیزان از مسیر صحیح آموزش Abaqus قدمی کاملا ضروری است. با ما در این آموزش آباکوس همراه باشید.

نرم افزار آباکوس چیست؟

نرم‌افزار آباکوس مجموعه‌ای بسیار توانمند از برنامه‌های مدل‌سازی، تحلیل و شبیه‌سازی است. ABAQUS بر پایه روش اجزاء محدود (FEM) تجزیه و تحلیل میکند. همچنین توانایی حل طیف گسترده‌ای از مسائل علمی و صنعتی را داراست. آباکوس میتواند شبیه سازی و تحلیل مسائل ساده و دارای تحلیل خطی تا مباحث پیچیده مدل‌سازی غیرخطی انجام دهد.

Abaqus با توجه به محیط کاربرپسند و جذاب در کنار کتابخانه قوی پیش‌بینی رفتار مواد مهندسی، نرم‌افزاری کارآمد و مورد توجه محققین است. همچنین در مهندسی پزشکی، مهندسی مکانیک، برق، عمران، هوافضا و… کاربرد دارد.

اولین نسخه از نرم‌افزار آباکوس در سال 1978 میلادی توسط شرکت HKS بصورت رسمی به بازار عرضه شد. هر سال با بهبودهای فراوان و دقت نظر کارشناسان مورد بازبینی قرار گرفت و ارائه نسخه‌های متعدد آن به شکل منظم با استقبال محققین و صنعتگران روبرو شد.

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 این نرم افزار توسط شرکت فرانسوی داسو سیستمز (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. در ویدیو آموزشی زیر بطور کامل به واکاوی نرم افزار آباکوس پرداختیم.

ویژگی‌های نرم افزار 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

طیف کاربرد Abaqus 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 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 آباکوس

محصولات نرم‌افزار ABAQUS به شرح زیر است:

1. Abaqus/Standard: به کمک آن میتوانید طیف وسیعی از مسائل خطی و غیرخطی از جمله مسائل استاتیکی، انتقال حرارت و الکترونیک را تحلیل کنید.
2. 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.
3. Abaqus/CAE or “Complete Abaqus Environment: رابط کاربری گرافیکی است که در مجموعه نرم‌افزاری آباکوس گنجانده شده است. محیط کاربری جذاب و کاربرپسند این امکان را برای شما فراهم می‌کند که به‌راحتی و با صرف کمترین زمان، مدل هندسی مناسبی از مسئله خود ایجاد کنید. 
4. Abaqus/CFD (Computational Fluid Dynamics): این بخش امکانات قدرتمند و بی‌نظیری در حوزه مکانیک سیالات محاسباتی در اختیار شما قرار می‌دهد.
5. Abaqus/Multiphysics: با استفاده از این محصول میتوانید مسائلی در حوزه پیزو الکتریک، الکتریک، حرارتی، آکوستیک را تحلیل و شبیه‌سازی کنید.

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. همچنین میتوانید در نرم‌افزارهای CAD مثل کتیا یا سالیدورک، نمونه ها با هندسه پیچیده را مدلسازی و در آباکوس فراخوانی کنید.

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.

رویه کلی حل در ABAQUS

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. نرم‌افزار Abaqus قادر است تا با در اختیار داشتن ماژول‌های مختلف، مجموعه وظایف سه‌گانه فوق را در بالاترین سطح انجام دهد.

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
2. Part — ایجاد مدل هندسی سه بعدی با استفاده از ترسیمه مرحله قبل
3. Property — اختصاص خواص ماده و سطح مقطع در
4. Assembly — مونتاژ مدل
5. Step — تنظیمات رویه آنالیز و تعیین پارامترهای خروجی
6. Interaction — تعریف تماس بین قطعات (در صورت وجود)
7. Load — اعمال بار و شرایط مرزی به قطعات
8. Mesh — مش بندی
9. Job — ایجاد یک دستور حل مسئله و ارسال آن برای تحلیل
10. Visualization — مشاهده نتایج آنالیز

یکی دیگر از نرم افزارهای CAE، 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

دانلود و نصب آباکوس 2023

کمپانی داسو سیستمز به عنوان توسعه‌دهنده abaqus (نصب آباکوس 2022) در انتهای هر سال میلادی نسخه جدید این نرم افزار را ارائه میکند. شما دوستان عزیز میتوانید جهت دانلود آخرین نسخه و آموزش نحوه نصب آن، به لینک زیر مراجعه فرمایید.

دانلود و آموزش نصب آباکوس 2023

پکیج آموزش آباکوس

بعد از استفاده از این پکیج شما یک آباکوس‌کار حرفه‌ای هستید، چرا که بسیاری از دانشجویان و صنعتگران فقط کاربر آباکوس هستند و دلیل استفاده از خیلی آیتم‌ها برای آن‌ها روشن نیست و صرفا به شکل تجربی فرا گرفتند. اگر با یک مسئله جدید مواجه شوید خیلی راحت میتوانند با استدلال و منطق ماژول‌های مختلف را جلو ببرید چرا که دلیل انتخاب هر آیتم برای شما کاملا مشخص است.

دانلود پکیج آموزش ویدیویی آباکوس

توجه: برای دانلود پکیج ویژه (گام به گام و 0 تا 100) بصورت 10 فصل شامل 85 فیلم آموزشی آباکوس (مدت 25 ساعت) به لینک بالا مراجعه کنید.

سوالات متداول

1. نرم افزار آباکوس چیست و چه کاربردی دارد؟ نرم‌افزار آباکوس مجموعه‌ای بسیار توانمند از برنامه‌های مدل‌سازی، تحلیل و شبیه‌سازی است. ABAQUS بر پایه روش اجزاء محدود (FEM) شکل گرفته و توانایی حل طیف گسترده‌ای از مسائل علمی و صنعتی را داراست.
2. شرایط و مدت زمان یادگیری آباکوس چگونه است؟ ABAQUS جزء نرم افزارهای تحلیلی و نیازمند دانش آکادمیک است. با استفاده از پکیج 0 تا 100 میتوانید با 25 ساعت آموزش، گام استوار و محکمی برای آموزش ABAQUS بردارید.