معرفی نرم‌افزار آباکوس | ABAQUS چیست؟ + کاربردها، ویژگی‌ها + ویدیو

اهداف آموزش: در این آموزش ابتدا توضیح مختصری پیرامون تاریخچه، نحوه پیدایش؛ ریشه نام و لوگو نرم‌افزار آباکوس داده شده است. سپس طیف کاربرد نرم‌افزار آباکوس در زمینه‌های مختلف و محصولات آباکوس مورد واکاوی قرار گرفته است. قبل از شروع این سوال رو از شما می‌پرسم که “چرا بسیاری از افراد در محیط‌های آکادمیک و صنعتی، برای تحلیل و شبیه‌سازی مسائل خود از نرم‌افزار ABAQUS استفاده می‌کنند؟!” پاسخ این سوال رو در انتهای بخش “معرفی نرم‌افزار آباکوس” خواهید یافت.

سرفصل‌های این آموزش:

1. نرم‌افزار آباکوس چیست ؟
2. طیف کاربرد نرم‌افزار آباکوس در چه زمینه هایی است؟
3. محصولات آباکوس
4. بخش‌های پردازش آباکوس
5. ویژگی‌های نرم‌افزار آباکوس
6. راهنمای نرم‌افزار آباکوس
7. انتخاب سیستم واحد در ABAQUS
8. رویه کلی حل در آباکوس
9. توانایی import فایل های CAD توسط آباکوس
10. جدیدترین نسخه آباکوس و راهنمای نصب آباکوس
11. پیکج آموزش آباکوس

توجه: شما دوستان عزیز می‌توانید به لینک زیر مراجعه کنید و از پکیج آموزش آباکوس که بصورت گام به گام و 0 تا 100 و در 10 فصل آموزشی شامل 85 فیلم آموزشی آباکوس در مدت 25 ساعت تهیه شده است بهره ببرید.

دانلود پکیج آموزش ویدیویی آباکوس

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.

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.

محصولات

نرم‌افزار اجزاء محدود ABAQUS پنج محصول عمده در دل خود جای داده است:

1. Abaqus/Standard
2. Abaqus/Explicit
3. Abaqus/CAE or “Complete Abaqus Environment”
4. Abaqus/CFD (Computational Fluid Dynamics)
5. 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

برای اطلاع بیشتر پیرامون هر کدام از این محصولات، به پست مربوطه یعنی “محصولات آباکوس” مراجعه فرمایید.

تا اینجای کار، پاسخ این سه پرسش رو با هم پیدا کردیم که، 1. نرم‌افزار آباکوس چیست؟ 2. ریشه نام و لوگو آباکوس از کجاست؟ و 3. طیف کاربرد نرم‌افزار آباکوس در چه زمینه هایی است؟

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

1. محیط کاربری بسیار زیبا و کاربرپسند
2. محیط 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
5. قابلیت توسعه به‌کمک اسکریپت‌های پایتون (Python)، 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

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.

رویه کلی حل در آباکوس

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

برای آشنایی بیشتر با هر کدام از این ماژول ها به پست مربوطه یعنی “آشنایی با ماژول های آباکوس” مراجعه بفرمایید.

توانایی import فایل های CAD

در آباکوس این امکان وجود دارد که شما هندسه موردنطرتان را در نرم افزارهای CAD متداول طراحی کرده و سپس آنرا در آباکوس فراخوانی کنید. برای مثال جهت وارد کردن فایل از کتیا به آباکوس کافی ست فایل مدل تان دارای یکی از فرمت های مورد استفاده در آباکوس باشد. فرمت های مجاز جهت import در آباکوس به شرح زیر است.

• Parts
  • ACIS SAT (.sat)
  • IGES (.igs, .iges)
  • VDA (.vda)
  • STEP (.stp, .step)
  • CATIA V4 (.model, .catdata, .exp)
  • CATIA V5 (.CATPart, .CATProduct)
  • Parasolid (.x_t, .x_b, .xmt)
  • ProE/NX Elysium Neutral (.enf)
  • Output Database (.odb)
  • Substructure (.sim)

• Model
  • Abaqus/CAE Database (.cae)
  • Abaqus Input File (.inp, .pes)
  • Abaqus Output Database (.odb)
  • Nastran Input File (.bdf, .dat, .nas, .nastran, .blk, .bulk)
  • Ansys Input File (.cdb)
• Sketches
  • ACIS SAT (.sat)
  • IGES (.igs, .iges)
  • STEP (.stp, .step)
  • AutoCAD DXF (.dxf)
• Assemblies
  • Assembly Neutral (.eaf)
  • CATIA V4 (.model, .catdata, .exp)
  • Parasolid (.x_t, .x_b, .xmt)
  • ProE/NX Elysium Neutral (.enf)

برای وارد کردن یک قطعه از مسیر زیر اقدام کنید.

File > Import > Part

سپس در پنجره باز شده و در قسمت File Filter فرمت مدنظر خودتان را انتخاب کنید (برای مثال جهت وارد کردن قطعه‌ای از نرم‌افزار سالیدورکس می‌توانید قطعه موردنظر را با فرمت STEP ذخیره کنید و با انتخاب این فرمت در قسمت File Filter آنرا Import کنید.)

بدون شک هر یک از ویژگی ­های ممتاز فوق به تنهایی می­تواند یک کاربر حرفه ­ای را به استفاده از Abaqus ترغیب کند، حال آنکه این نرم‌افزار تمامی امکانات فوق را در محیط جذاب و گرافیکی خود جای داده است. در نهایت، آیا هنوز هم در استفاده از آباکوس مردد هستید؟!

جدیدترین نسخه Abaqus و راهنمای نصب آن

تذکر: جهت دانلود نرم‌افزار آباکوس 2021 (Simulia Abaqus 2021)  و آموزش نحوه نصب آباکوس 2021 و لایسنس نرم‌افزار Abaqus 2021 و یافتن حداقل سیستم مورد نیاز برای آباکوس (سخت‌افزار مورد نیاز جهت نصب Abaqus) می توانید به پست مربوطه مراجعه فرمایید (اینجا: آموزش نصب نرم‌افزار آباکوس 2021 ).

پکیج آموزش آباکوس

 بدون شک شناخت شما عزیزان از مسیر صحیح آموزش آباکوس قدمی کاملا ضروری است. بدین منظور پستی تحت عنوان”خط مشی آموزش آباکوس” در سایت قرار گرفت. به شما دوستان توصیه میکنم که به هیچ عنوان این آموزش مفید را از دست ندهید. جهت مطالعه این مقاله آموزشی روی لینک روبه رو کلیک کنید: آموزش آباکوس

توجه: شما دوستان عزیز می‌توانید به لینک زیر مراجعه کنید و از پکیج آموزش آباکوس که بصورت گام به گام و 0 تا 100 و در 10 فصل آموزشی شامل 85 فیلم آموزشی آباکوس در مدت 25 ساعت تهیه شده است بهره ببرید.

پکیج آموزش ویدیویی آباکوس؛ 0 تا 100 و گام به گام

منبع: مرجع آموزش نرم‌افزارهای مکانیک