在使用Abaqus进行结构动力学仿真时，用户常常会面临一个关键选择：使用显式动力学（Explicit Dynamics）还是隐式动力学（Iplicit Dynamics）？ 这两种方法分别对应Abaqus/Explicit和Abaqus/Standard中的动力学分析模块，虽然目标都是求解结构在动态载荷下的响应，但其数学原理、适用场景、计算效率和稳定性特性存在显著差异。正确理解它们的区别，是高效、准确开展仿真的前提。
一、核心区别：时间积分算法不同
1. 隐式动力学（Implicit）
l基于隐式时间积分法（如Newmark-β法）；
l在每一时间步，需同时求解当前时刻的位移、速度和加速度，方程形式为：
l该方程是耦合的非线性系统，必须通过迭代（如Newton-Raphson法）求解；
l无条件稳定：时间步长可较大，不受模型最小特征尺寸限制。
2. 显式动力学（Explicit）
l基于中心差分法等显式时间积分；
l当前时刻的加速度由上一时刻的力平衡直接计算：
l无需迭代求解，计算速度快；
l条件稳定：时间步长必须小于临界时间步长（通常由最短波长或最小单元尺寸决定），否则结果发散。
✅ 简单记忆：
l隐式 = 迭代求解 + 大时间步 + 适合慢速问题
l显式 = 直接计算 + 极小时间步 + 适合高速瞬态问题
二、适用场景
特征 | 隐式动力学（Abaqus/Standard） | 显式动力学（Abaqus/Explicit） |
典型应用 | 振动分析、地震响应、低速冲击、模态叠加 | 高速碰撞、爆炸、弹道冲击、金属成形、跌落测试 |
加载速率 | 低速至中速（毫秒级以上） | 极高速（微秒至毫秒级） |
非线性程度 | 中等非线性（接触、材料非线性） | 强非线性（大变形、复杂接触、失效） |
求解效率 | 单步计算慢，但总步数少 | 单步极快，但总步数极多（常达百万步） |
内存需求 | 较高（需存储刚度矩阵） | 较低（无需组装全局刚度矩阵） |
收敛性 | 可能因强非线性不收敛 | 总是“有解”，但精度依赖时间步长 |
三、如何在Abaqus中选择？
在Abaqus/CAE中创建分析步时，若需进行隐式动力学分析，应选择“Dynamic, Implicit”，系统将调用Abaqus/Standard求解器；若需进行显式动力学分析，则选择“Dynamic, Explicit”，此时将启用Abaqus/Explicit求解器。需要注意的是，这两种方法不能在同一分析步中混合使用；但若仿真流程需要结合两者（例如先施加静力预载荷再进行高速冲击分析），可通过重启动（Restart）功能或协同仿真（Co-Simulation）技术实现多阶段耦合分析。
四、常见误区
❌ 误区1：“显式只能做动力学，隐式只能做静力学”
→ 错！Abaqus/Standard的“Static”是静力学，但“Dynamic, Implicit”就是隐式动力学；Abaqus/Explicit虽以动力学为主，也可通过质量缩放（Mass Scaling） 模拟准静态过程（如冲压成形）。
❌ 误区2：“显式结果不准确”
→ 不准确的说法。只要时间步长满足稳定性条件，显式结果同样精确。工程中大量验证案例（如NCAP碰撞测试）均基于显式求解器。
❌ 误区3：“隐式一定比显式慢”
→ 不一定。对于低频、长时程问题（如建筑地震响应），隐式可能只需几百步，而显式需上亿步，此时隐式反而更快。
Abaqus的显式与隐式动力学并非“优劣”之分，而是针对不同物理问题的最优工具选择。理解其背后的数值原理和适用边界，才能在仿真中事半功倍。想了解更多Abaqus有关信息，可咨询达索系统官方授权代理商——广州思茂信息科技有限公司。
