Valanis-Landel 超彈性材料

通過指定單軸試驗數(shù)據和可選的體積試驗數(shù)據（v2022新增選項）來定義Valanis-Landel 超彈性模型，該模型能精確地復現(xiàn)給定的數(shù)據，類似Marlow模型，但與Marlow模型的不同之處在于它允許同時給定拉伸和壓縮數(shù)據。

材料屬性定義為材料狀態(tài)的函數(shù)

大多數(shù)Abaqus材料屬性可以定義為場變量的函數(shù)，在模擬過程中可以隨時間和空間變化，現(xiàn)在可以直接將一個場變量與材料狀態(tài)聯(lián)系起來。例如：定義拉伸和壓縮不同塑性行為的材料模型，如左圖：

聚合物固化過程

用于分析膠粘劑和其他聚合物的固化過程，預測固化條件（如溫度大小/曲線、熱邊界條件）對殘余應力、失效和翹曲的影響。包括固化動力學、固化收縮率、固化反應產生的熱量?？捎糜跓峁恬詈戏治觥?/p>

Abaqus/Explicit中無拉伸/無壓縮

以前在Abaqus/Standard中提供的無拉伸/無壓縮彈性模型，現(xiàn)在AbaqusV2022X的 Explicit求解器中可以支持使用。能夠對沒有壓縮剛度的電纜和膜結構進行建模。

使用Beam混凝土損傷塑性

Abaqus中的混凝土損傷塑性模型為混凝土和其他準脆性材料在低圍壓下的單調、循環(huán)和/或動態(tài)加載提供了通用的建模能力。該模型可用在空間梁單元上 (例如B31單元)，目前Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit都可以使用。

壓力相關的各向異性塑性的功能增強

以下與壓力相關的塑性模型已經功能增強，以支持使用Hill的各向異性塑性。提高了多尺度材料（如分層復合材料材料結構）校準的靈活性。

屈服應力外推法

當屈服應力超出指定范圍時，用戶可以指定屈服應力是保持不變（默認）還是在指定的數(shù)據范圍之外線性外推。該功能適用于以表格形式指定的各向異性硬化曲線。只影響屈服應力相對于等效塑性應變的外推，對其他獨立變量（例如TEMP、FVs）仍采用恒定外推法。

基于時間的應變率濾波

Abaqus/Explicit提供了兩個選項來過濾應變率，應變率用于評估速率相關材料的本構響應。Abaqus2022中新引入選項定義基于時間的過濾，提供了一個更穩(wěn)健的濾波器。

塑性修正

針對塑性變形發(fā)生在結構小區(qū)域內的模型，使用各向同性的純彈性材料，進行塑性解的估算。評估塑性修正由專門的輸出請求變量來表征。

材料多尺度的功能增強

對于具有非線性組成特性的短纖維增強復合材料，需要采用平均場均質法（MFH）來更好地預測材料的性能，在原來Abaqus/Standard基礎上，AbaqusV2022新增了Explicit求解器中的使用。目前僅考慮一個基體和一個纖維成分，只支持集體的彈塑性材料行為，纖維必須是彈性的。僅支持*DYNAMIC,EXPLICIT分析步。主要應用于高科技行業(yè)的跌落測試。

順序工作流的功能增強

注塑成型Moldflow到結構Abaqus的順序工作流

增強了腳本，由Moldflow創(chuàng)建的XML輸出文件生成ODB & SIM文件。是替代傳統(tǒng)的Abaqus與Moldflow間轉換器的一種解決方案。以前的Abaqus Moldflow translator直接映射彈性剛度張量，新的方法是映射纖維方向張量。材料響應是使用MFH計算的。

殼單元仿真結果的映射功能

針對均質殼，可沿厚度方向進行仿真結果的映射，能夠映射的變量包括：displacement, orientation, stress, plastic strain等，數(shù)據導入通過初始條件和帶有子選項*EXTERNAL FIELD的分布來完成：*INITIAL CONDITIONS和*DISTRIBUTION

針對復合殼，也可沿著厚度方向進行仿真結果的映射。但要求映射前后的源網格和目標網格必須具有相同的鋪層，在源網格和目標網格之間積分規(guī)則和積分點可以不同。

子程序的功能增強

Abaqus/Explicit增加用戶子程序VUGENS

根據廣義截面量直接定義殼截面的（非線性）力學行為，類似于/Standard中的UGENS。用戶可直接用膜應變和曲率變化來定義殼的截面行為；可以定義一個損傷變量，應用于截面的（彈性）橫向剪切剛度；針對具有用戶自定義截面行為的通用殼截面定義如下：

Abaqus/Explicit增加用戶子程序VSDVINI

可在特定的材料點和殼截面點上用于初始化與解相關的狀態(tài)變量。允許定義復雜的初始狀態(tài)，狀態(tài)可以由坐標、單元數(shù)等決定。類似于/Standard中的SDVINI

Abaqus/Standard中子程序UVARM可以用于線性攝動靜力學分析

用戶現(xiàn)在可以在線性攝動靜力學分析的用戶子程序UVARM中定義輸出，與已支持的通用分析步的方式完全相同。可以調用實用程序GETVRM來訪問材料點攝動輸出變量。而且支持多個載荷工況。用戶子程序UVARM將在每個載荷工況被調用。

關鍵字的用戶界面（與通用分析步相同）:

Abaqus/Explicit技術更新

CEL增強了對顆粒堆積物形成的模擬作用

實際工程中一般要求，仿真能夠模擬一個虛擬的顆粒堆積建立和回收。能夠在堆積的全生命周期上跟蹤材料的分布(例如，包括來源和/或成分信息)。CEL功能增強，支持更靈活地將流入/流出條件引入歐拉域，而且能夠以用戶定義的足跡和用戶定義的初始速度/加速度，向歐拉域添加材料（或從歐拉域移除材料）。

粒子技術的改進—SPH、DEM、LKM

對Abaqus/Explicit中的粒子技術進行了顯著的架構改進：

• 粒子方法的統(tǒng)一架構

• 提升了一般穩(wěn)定性和性能

• 通過粒子生成器的新生成序列算法提高穩(wěn)定性

• 提高了多步驟和重啟動分析的穩(wěn)健性

分析時間估算

Abaqus/Explicit提供了一種新的分析時間預測方法，該方法使用趨勢時間序列方法。仿真計算成本低，易于解釋簡要的輸出，輸出文件可由3DX中App讀取，對分析類型沒有限制，而且可以使用不同的時間序列技術。但當仿真計算的歷史趨勢不能反應未來趨勢時，會導致不好的效果。

其他更新

電池工程功能增強

Abaqus2021xFD05新增了可用于電池工程方面的熱-電化學耦合分析功能，使用*COUPLED THERMAL-ELECTROCHEMICAL關鍵字行來定義?，F(xiàn)在Abaqus2022xGA又新增了熱-結構-電化學耦合分析功能，使用*COUPLED TEMPERATURE-DISPLACEMENT, ELECTROCHEMICAL。此分析功能是基于擴展的三維多孔電極理論（PET）Newman模型，實現(xiàn)了完全耦合的多尺度、多物理學分析，可以同時解決了以下高度耦合的場：

• Displacements, (DOFs 1-3)

• Temperature, (DOF 11)

• Electric potentials in the solid and electrolyte phases, (DOFs 9, 32)

• Ion concentration in the electrolyte, (DOF 33) and

• Concentration of solid particles in the electrodes (microscale).

并提供專門的單元類型 (QEC3D8) 一階六面體單元。

典型的電池仿真過程，需要四個分析步：

• STEP-1：充電過程 – 恒定電流。UAMP和傳感器監(jiān)測電壓，在4.2V時結束這一步

• STEP-2：恒定電壓保持。UAMP和傳感器監(jiān)測反應電流，并在反應電流低于極值時結束該步驟

• STEP-3：自由保持。沒有電流或電壓，自由保持一個小時以達到平衡

• STEP-4：放電過程 - 恒定電流。UAMP和傳感器監(jiān)測電壓，在2.7V時結束該步驟

電池多物理場仿真的實例：選擇全圓柱形電池模型進行分析。幾何模型的特點是在金屬殼內，有一個浸在電解液中的凝膠卷（陽極集電器、陽極、分離器、陰極、陰極集電器）。該模型很復雜，可以包括頂蓋、絕緣層、通風口、標簽等。根據標簽的位置、應力和由于顆粒膨脹造成的電解液移動、熱效應等，對電池性能進行深入了解。

全剛度耦合的通用截面Beam單元功能增強

目前定義網格劃分的B31和B32梁單元的通用梁截面時，將六個梁截面的力和力矩與六個梁截面的應變聯(lián)系起來，這種功能增強能夠更準確地表征復合梁的彈性響應（應用于風力渦輪機或直升機轉子葉片），其中剛度值可以直接定義，也可以通過帶有3-DOF翹曲單元的二維梁截面分析來產生。目前應力恢復通過Abaqus/CAE支持。

Connector塑性的功能增強

連接單元塑性，用于模擬實際連接裝置部件的塑性/不可恢復變形。如果汽車車架上的點焊和飛機上的鉚釘所受的力大于預期，它們就會發(fā)生非彈性變形。這類連接器的非彈性響應對裝置中法向力和剪切力的比率表現(xiàn)出中度或強烈相關，而混合模式就是測量連接器中法向力和剪切力的相對比例。連接器的硬化反應已得到加強，已包括混合模式的相關性。目前，僅適用于以表格形式定義的具有各向同性硬化行為的耦合塑性。

伴隨設計靈敏性的功能增強

伴隨靈敏度計算現(xiàn)在可以仿真三維線性模型的慣性釋放載荷。應用于線性擾動分析，有/無多種載荷工況。且適用于所有優(yōu)化類型：拓撲結構、形貌、起筋和尺寸。適合于三維模型。而且新的用戶子程序，UELEMDRESP，用于指定用戶定義的單元設計響應。新的單元設計響應方面，基于彈性求解，Neuber和Glinka估算等效塑性變形。起筋和形貌敏感度將被支持用于瞬態(tài)動力學優(yōu)化。

多工況分析中溫度加載

多載荷工況分析中可定義*TEMPERATURE。支持線性靜力學分析。這類分析，比等效的多個攝動分析更高效，能應用到支持溫度載荷的所有單元類型:，例如一維、二維和三維的連續(xù)體單元，殼單元，梁單元，軸對稱單元，殼和連續(xù)體，以及膜單元等等。溫度也可以在工況定義之外進行定義，在這個情況下，溫度適用于當前步驟中的所有載荷工況。

斷裂和疲勞的功能增強

新功能包括XFEM功能增強，疲勞裂紋擴展增強，以及傳統(tǒng)圍線積分的功能增強。

首先，XFEM功能增強包括線性靜態(tài)攝動分析中的XFEM增強（例如非線性基狀態(tài)下的裂紋；允許定義不同的載荷工況；在攝動分析步中沒有進一步裂紋擴展等），子結構生成分析中的XFEM增強（例如支持包含裂紋的大型結構的線性響應，避免了與單個重復使用的線性結構相關的大量計算成本），以及非局部平均算法擴展到富集區(qū)域單元的線彈性斷裂力學的裂紋擴展準則。

其次，疲勞裂紋擴展方面，增加新的疲勞裂紋生長方法，包括基于應力強度因子的 Irwin 裂紋生長法，基于應力強度因子的表格裂紋生長法，以及通過用戶子程序定義基于應力強度因子的裂紋生長法。通過基于損傷的容差來控制單元的斷裂，且改進了富集區(qū)域單元殘余力的下降，因此提高了仿真的準確度和性能改進。

而傳統(tǒng)圍線積分的功能增強，可使用二階四面體單元的線積分法。傳統(tǒng)的方法是基于六面體單元的域積分方法，新的開發(fā)旨在解決更廣泛的問題，可以使用基于四面體網格。