ABAQUS中Standard分析模块和Explicit分析模块的区别比较及选择(共5页)

1、1、ABAQUS各模块介绍ABAQUS有两个主要的分析模块：ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。其中ABAQUS/Standard还有两个特殊用途的附加分析模块：ABAQUS/Aqua和ABAQUS/Design。另外，还有ABAQUS分别与ADAMS/Flex，C-MOLD和Mold flow的接口模块：ABAQUS/ADAMS， ABAQUS/C-MOLD和ABAQUS/ MOLDFLOW。ABAQUS/CAE是完全的ABAQUS工作环境模块，它包括了ABAQUS模型的构造，交互式提交作业、监控作业过程以及评价结果的能力。ABAQUS/Viewer是ABAQUS

2、/CAE的子集，它具有后处理功能。ABAQUS/Standard是一个通用分析模块，它能够求解领域广泛的线性和非线性问题，包括静力、动力、热和电问题的响应等。ABAQUS/Explicit是用于特殊目的分析模块，它采用显式动力有限元列式，适用于像冲击和爆炸这类短暂，瞬时的动态事件，对加工成形过程中改变接触条件的这类高度非线性问题也非常有效。两个分析模块的ABAQUS/CAE界面是一样的，两个模块的输出也是类似的，不论哪个模块都可以采用可视化图形进行后处理。ABAQUS/CAE（Complete ABAQUS Environment）是ABAQUS的交互式图形环境，用它可方便而快捷地构造模型，只

3、需生成或输入要分析结构的几何形状，并把它分解为便十网格化的若干区域。并对几何体赋十物理和材料特性、荷载以及边界条件。ABAQUS/CAE具有对几何体划分网格的强大功能，并可检验所形成的分析模型。一旦模型生成，ABAQUS/CAE可提交并监控要分析的作业，可视化模块就可用来显式结果。2、ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的比较ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都具有解决广泛的各种类型问题的能力。对于一个给定的间题，隐式和显式算法的特点决定了采用哪一种算法更适合。对于采用任何算法都可以解决的间题，求解间题的效率可能决定了采用哪种产品。下表列出

4、了两者之间的主要区别。参量ABAQUS/StandardABAQUS/Explicit单元库提供了丰富的单元库提供了适用于显式分析的丰富的单元库，这个单元库是ABAQUS/Stnndard单元库的子集分析过程一般过程和线性摄动过程一般过程材料模型提供了广泛的材料模型类似于在ABAQUS/Stnndard中的材料模型；一个显著的区别是提供了允许材料失效的模型接触公式对于求解接触问题，具有强健的能力具有强健的接触功能甚至能够解决最复杂的接触模拟求解技术应用基于刚度的求解技术，具有无条件稳定性应用显式积分求解技术，具有条件稳定性磁盘空间和内存由于在增量步中大最的迭代，可能占用大量的磁盘空间和内存磁盘

5、空间和内存的占用量相对于ABAQUS/Stnndard要小很多此外，两者的区别还包括：1）ABAQUS/Standard没有稳定时间增量的限制：完成指定分析，一般需要较少的时间增量；因为每个增量步都需要求解线性方程组，所以每个增量步的费用非常昂贵；适合于模拟与模型的振动频率相比研究响应周期较长的问题；由于时间增量的限制，使用显式动力学求解效率很低；用于具有适度非线性的问题，其中非线性是平滑的（比如，塑性）；如果是平滑的非线性响应， Abaqus/Standard需要较少次数的迭代找到收敛解。2）ABAQUS/Explicit有稳定时间增量的限制： 完成指定分析，一般需要较多的时间增量；因为不需

6、要求解线性方程组，所以每个增量步的费用较低；所有的计算费用与单元计算相关；适合于模拟高速动力学问题；需要较少的时间增量，隐式动力学效率较低；对于包含不连续的非线性问题，一般更加可靠；接触行为是不连续的，并且包含碰撞，对于隐式时间积分，接触和碰撞将产生求解问题；其它不连续行为包括屈曲和材料失效。3、隐式（Standard）或者显式（Explicit）方法的选择隐式或者显式方法之间的选择，很大程度上依赖于问题的性质。对于许多分析，应该选择ABAQUS/Standard还是ABAQUS/Explicit是比较明显的。例如，对于求解光滑的非线性问题，ABAQUS/Standard更有效；另一方面，对于

7、波的传播分析，应该明确地选择ABAQUS/Explicit，然而，有一些静态或准静态问题，应用任何程序都能很好地进行模拟。特别地，有些问题一般是使用ABAQUS/Standard进行求解的，但是由于接触或者材料的复杂性，可能难以收敛，从而导致大量的迭代。由于每次迭代都需要求解由大量线性方程组成的方程组，所以这些使用ABAQUS/Standard的分析，其代价是相当大的。ABAQUS/Standard必须进行通过迭代确定非线性问题的解答，而ABAQUS/Explicit通过由前一增量步的数据显式地前推动力学状态，确定解答无须进行迭代。应用显式方法，即便对于一个给定的可能需要大量时间增量步的分析，

8、如果同样的分析应用ABAQUS/Standard需要大量的迭代，那么应用ABAQUS/Explicit进行分析可能是更为有效的。对于同样的模拟，ABAQUS/Explicit的另一个优点是它需要的磁盘空间和内存远远小于ABAQUS/Standard。对于需要比较两个程序计算成本的问题，能节省大量的磁盘空间和内存使得ABAQUS/Explicit更具有吸引力。从在隐式和显式分析中网格加密的成本角度来看，使用显式方法，机时消耗与单元数量成正比，并且大致与最小单元的尺寸成反比。由于增加了单元的数量和减小了最小单元的尺寸，因此网格细划增加了计算成本。对于显式方法，可以很直接地预测随着网格细划带来的成本增加，而当采用隐式方法时，预测成本是非常困难的。困难来自于在单元连接和求解成本之间的关系，而在显式方法中不存在这种关系。应用隐式方法，经验表明对于许多间题的计算成本大致与自由度数目的平方成正比。所以，只要网格是相对均匀的，随着模型尺寸的增长，显式方法表明比隐式法节省了大量的计算成本，也就是说在尺寸较小时，隐式方法的计算成本更小，而随着尺寸增大到一定值后，显式方法的计算成本反而更小。4、一般的适用范围（待补充）隐式