Abaqus2022

線性分析的功能增強

線性動力學的功能增強

01

模態分析中增加connector單元的輸出

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模態線性動力學分析中增加下列Connector單元的輸出，無需指定* connector MOTION即可實現：AXIAL，BUSHING，CARDAN，CARTESIAN和ROTATION。

而且改進了CTF輸出變量在之前版本的模態疊加分析步中所有connector單元類型都無法輸出的情況。

02

提高了響應譜分析性能

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改進了響應譜分析中使用下列計算密集型模態求和方法進行單元結果恢復時的性能，例如完全二次組合法 （CQC）、雙和組合法 （DSC）、分組方法（GRP）。

03

隨機響應分析的功能增強

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之前版本中RMS Mises應力不是在Abaqus/Standard中計算的，而是在Abaqus/Viewer中計算。大量的輸出數據(特征應力，廣義位移)需要存儲在輸出數據庫中。RMS Mises應力計算在大規模模型分析中的應用效果并不理想。計算出的RMS Mises應力不會存儲在輸出數據庫中。新版本中提高了隨機響應分析中單元結果計算的性能。而且在Abaqus/Standard中實現RMS Mises應力計算。

線性方程及迭代求解器的功能增強

01

使用AMS解決大規模的特征問題

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新版本可以支持超過20億非零項的大規模模型，實現了在SMP模式下支持大規模模型的求解。在SMP機器上大規模模型的單元計算不能使用多CPUS，但求解器可以并行求解，用法如下：abaqus job=jobname standard_parallel=solver

之前版本中熱交換器的模型因超過20億個非零項而運行失敗。但在40核和1.5TB內存的機器上，Abaqus R2021xFD07/R2022xGA能夠順利運行并完成求解。

02

AMS特征求解器的GUP加速

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在Abaqus R2020xFD02/R2021xFD01中能夠在Windows HPC機器上啟用GPU加速，改善了Linux上的性能。在Abaqus R2022xFD02之后支持新的英偉達Ampere card(A100),需要升級CUDA和MAGMA庫以支持A100。例一為Benchmark的葉輪模型，820萬DOF，在Linux機器上提取86階模態結果，GPU顯著提高了AMS特征求解器的性能。

另外，GPU加速穩態動力學SSD求解器。例二為整車模型，1750萬DOF，分別運行在Linux和Windows機器上提取10900階模態結果，再進行SSD仿真分析。

03

迭代求解器（lterative Solver）功能增強

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在AbaqusR2022xFD01中增加了非對稱迭代求解器的新實現方式，使用新的Krylov迭代求解器，并增強了AMG代數多重網格預處理程序和MCP混合約束預處理程序來支持非對稱求解，能夠處理明顯的非對稱問題。以發動機模型為例，模型尺寸為5160萬DOFs和3.65e+15 FLOPs，定義了多處的Tie約束、螺栓預緊力、摩擦系數為0.2的接觸對（罰函數法）和具有非線性法向行為的墊片，由于接觸摩擦產生的不對稱效應是明顯的，執行UNSYMM=YES的靜力學分析。

Abaqus

子結構的功能增強

01

子結構數據庫設計

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這個版本對子結構數據庫功能進行了重大的重新設計，特別是:

• 取消了子結構庫.sup文件。子結構.sim文件現在是子結構數據庫的主文件。

• 您需要重新生成以前生成的所有子結構。

• 重新設計不會改變整個子結構工作流和結果。所有使用再生子結構的模型的運行方式與以前相同。

• 隨著.sup文件的取消，作為多個子結構容器的 "子結構庫 "的概念已經過時。因此，每個子結構數據庫變成了一套完全獨立的使用子結構名稱生成的文件。你可以復制、重命名和刪除這些文件。

Keyword界面的改變包括：

• 與子結構庫相關的選項被刪除，如子結構復制*SUBSTRUCTURE COPY, 子結構刪除*SUBSTRUCTURE DELETE，以及子結構目錄*SUBSTRUCTURE DIRECTORY。

• 其他與子結構相關的選項(*SUBSTRUCTURE GENERATE和*ELEMENT) 仍然支持傳統的子結構庫ID命名規則，但有不同的含義：Library現在是子結構名稱的前綴，id是后綴，結果子結構名稱是library_Zn。這個規則保證了與現有輸入文件的向后兼容性。

• 新的參數可用于*SUBSTRUCTURE GENERATE和*ELEMENT選項，允許指定子結構的名稱，該名稱用于命名子結構數據庫文件。名稱值可以是任何有效的名稱，包括library_Zn。

• 目前支持新舊兩種命名規則。強烈建議使用新的命名規則。

02

基于頻率的子結構

SIMULIA Abaqus

使用直接穩態動力學分析和子結構生成分析的組合定義基于頻率的子結構。

• 直接SSD分析與保留節點自由度相結合，在用戶指定頻率下生成基于頻率的子結構的算子。

• 子結構生成的分析在合并子結構數據庫中同時存儲基于頻率的子結構算子和常規子結構算子。

• 根據分析類型和子結構屬性，使用一組或另一組算子。

• 可以在分布式內存并行 （DMP） 模式下生成基于頻率的子結構，以便在大型模型中實現更好的可擴展性。

03

對非對稱子結構的增強

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在當前的子結構生成分析中無論是否使用對稱或非對稱求解器，都可以生成子結構解算器的對稱、非對稱或同時生成對稱和非對稱實例。

引入了一個新的選項，用法上通過控制結構剛度矩陣的對稱和非對稱實例的比例，進行參數化研究。此選項只允許在復雜頻率提取分析中使用。

Abaqus

接觸和約束功能增強

01

默認考慮接觸特征邊

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Abaqus/Explicit自動選擇哪些邊要考慮接觸。提高了精確度和易用性，增加了少量(≈10%)額外的計算時間。在最近的版本中進行了開發和增強(現在默認情況下可以激活)。先前的默認值，僅考慮周長邊和梁參考邊所在的接觸。

02

Abaqus/Standard中通用接觸動態分配接觸單元和節點

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之前版本中針對接觸單元和節點的大規模靜態分配，由于它們中的大多數都是不激活的，顯著影響了性能。如果靜態分配不足，偶爾會發出錯誤消息。Abaqus 2022 GA采用內部接觸單元和節點的動態分配，避免了大量不激活的接觸單元和節點，通常性能會提高10% 到20%。

當通用接觸面上節點的比例很大，而且接觸面節點的小部分在接觸中是激活的，此時性能的改善往往是顯著的。

03

Abaqus/Standard中通用接觸中與分析步相關的接觸

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此功能允許用戶為某一分析步暫停某個接觸，類似于接觸對中已有的model change功能，但使用不同的關鍵字來表征。

當需要在Abaqus2022GA通用接觸的模型級使用Contact Inclusions包含/引入接觸時，需要指定仿真中可能接觸區域的“包絡線”。在模型部分中指定接觸初始化，會延續到重新引入接觸的分析步中，但優先使用在該分析步中指定的接觸初始化。當接觸重新引入時也可以對干涉配合進行建模。在分析步級中不允許使用無應變節點調整。

04

Abaqus/Explicit改進了含C3D10單元的約束功能

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解決了以前版本中遇到的穩定性和準確性問題，也避免了一些涉及C3D10單元的人為增加的質量約束。例如Distributing coupling，基于面的TIE約束。使用C3D10單元的基于面TIE約束的實例對比如下：

對于Abaqus/Explicit中10節點四面體單元，演示仿真模型中C3D10相對于C3D10M，增量減少約28%，每個增量的處理時間提高了12%，仿真時間提高了37%。

05

Abaqus/Explicit中約束的性能診斷

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Abaqus/Explicit在大多數情況下能夠準確地執行約束，有時需要每個增量求解隱式方程，即通常小于12個變量的線性方程。然而重疊約束(和connectors)可能導致大量非線性系統方程。如果每個處理器由一個CPU處理，就降低性能和并行擴展。

新的診斷方法主要處理大規模模型的案例。Abaqus/Explicit估算系統每次求解通過時的浮點操作(FLOPs)。在不同FLOP閾值處發布信息，警告或者錯誤消息。而且會控制將這種類型的錯誤消息降級為警告消息。

06

Abaqus/Explicit中非圓形截面梁的接觸增強

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之前版本中已有梁截面的接觸處理方法，無論梁或桁架單元的實際截面是什么，梁和桁架單元的接觸邊都具有圓形截面。接觸邊的半徑等于截面周圍最外圓的半徑。新方法用于實現與實際橫截面的接觸行為。支持的梁截面包括多邊形截面（ARBITRARY，BOX，HEX，I，L，RECT，TRAPEZIOD）和圓形截面（CIRC和PIPE）

07

Abaqus/Standard電自由度的界面電導和擴散

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之前版本中無論接觸開啟或閉合默認使用零的界面傳導。新版本中閉合狀態的接觸界面具有高的界面傳導，自動選擇數值來仿真計算。開啟狀態的接觸界面默認為零的界面傳導。

Abaqus/Explicit

技術和性能增強

01

Co-Simulation功能增強

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增強的G&C算法現在可以在并行的耦合端運行。目的是處理結構到結構的強耦合，使用Standard+Explicit耦合和Simpack+Explicit 耦合。當耦合端子循環時，性能得到提高。小時的間增量的耦合端現在僅在目標時間點處隨著指向交互。而且改進了映射性能。

聯合仿真引擎(CSE)的并行化正在不斷發展。對于R2022xHF1，耦合端程序可以并行注冊協同仿真區域，并行交換數據。因此，耦合端不再需要通過單個進程收集并與CSE進行接口。

02

Hybrid Message Parallelism (HMP)并行功能增強

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首先快速回顧一下HMP用法：abaqus -cpus N -threads_per_mpi_process T -input …。新版中提高了高核數下的性能。成功測試了8000核的HMP。而且提高了MPI在DMP和HMP模式下的性能，及double=constraint執行的性能。進一步降低了packager的內存消耗，可以在節點上使用大約256GB內存處理7500萬單元的模型。以Abaqus/Explicit 手機跌落模型測試為例，手機從1米高度跌落至堅硬的地板上，仿真周期:為沖擊后1ms，模型中Contact, plasticity, 和failure models呈現非線性行為。HMP通常在Intel處理器上執行DMP。HMP使更高內核的使用更具吸引力。

豐田Venza整車碰撞模型(e13.inp)的并行實例中，500萬單元，2900萬DOF，模擬在時速35mph下碰撞40ms的時間，使用硬件環境為Intel Broadwell E5 2680 V4 2.4GHz 進行單精度計算。每個版本中都有性能的改進。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的达索Abaqus 2022新功能介绍（三）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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