达索系统 SIMULIA 2026 Abaqus Nonlinear Mechanics (2026) 功能增强

 

 

01 显式SPH算法增强

全新的基于粒子对的算法

l 连续方程与动量方程基于粒子对求解，该算法可提升运算性能并降低内存占用。

l 该算法已启用，且被设为 *EOS, TYPE=USUP 材料的默认选项， 此类材料的压力不依赖内能，其数据行中仅需定义参考声速与Us-Up 曲线斜率。

 

新增截面控制功能，用于设定 SPH 体积粘性的计算形式

l 可选择均匀形式（默认）或涡量加权形式

 

 

 

l 性能提升最高可达约 49% 

l 内存占用最多降低约 12%

l 当 CPU 数量较少（≤32 核）时，无论是对现有算法还是新算法，并行加速比均表现良好。 

l 对于基于粒子对的光滑粒子流体动力学（SPH）算法，当粒子数量更多、且 CPU 数量达到较高水平（≥64 核）时，并行加速比的提升效果会更好。

 

02 离散单元（DEM 颗粒）膨胀增强

本次对 DEM 颗粒的功能增强，是由电池电化学仿真需求驱动的，旨在模拟电池活性电极中颗粒的膨胀现象。

 

该模拟可助力评估介质的孔隙率与迂曲度，这二者会因颗粒尺寸变化、重排、膨胀、收缩及表面沉积而改变。

 

当前 DEM 实现已得到增强，新增了如下功能：可在电池代表性体积单元（RVE）上，模拟颗粒在嵌锂 / 脱锂过程中的体积变化，以及老化导致的颗粒表面沉积效应。

 

03对流与辐射载荷的功能增强

对自由表面薄膜载荷（FFS）与自由表面辐射载荷（RFS）的算法改进

l 该功能于数年前推出，用于支持增材制造仿真流程。

l 在 Abaqus/Standard 中，程序会在每个增量步计算模型的自由面，以便施加对流与辐射载荷。

l 增强后的逻辑：当涉及 * TIE 耦合的面被激活时，对流与辐射载荷会自动关闭

 

*FILM荷载支持的输出变量

l FilmCoef：薄膜换热系数

l SinkTemp：汇流温度（环境温度）

 

*RADIATE载支持的输出变量

l AmbientTemp：环境温度

 

04 Abaqus 中的表面张力功能支持

该功能可模拟表面张力对与其他结构部件相互作用的类软质 / 流体材料的影响； 

 

流固相互作用的建模基于以下假设：壁面粘附可防止流体分离（无分离条件），并采用自由滑移边界。 

 

表面张力通过液-气界面的表面张力系数γ与接触角θ进行定义。 

 

借助通用接触算法，Abaqus 可根据动态变化的接触条件，自动调整表面张力载荷的施加。 

 

初始功能仅在 Abaqus/Explicit 中可用，支持 3D、平面应变和轴对称单元。

 

目标应用场景：焊料回流、表面张力驱动的自对准、毛细作用等。

 

 

 

05 User type 用户自定义材料类型

 

这是一种识别内置特性材料的替代方法

l 在旧版本中，材料名称里必须包含 ABQ_* 前缀

 

该功能在 Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit 中均受支持

 

只有部分内置用户子程序支持该用户自定义类型

 

l 活体心脏（Living heart）

l 电池（Battery）

l 相场断裂（Phase field fracture）

l DMN（2025x FD03 版本）

 

 

 

06超弹材料模型增强-新的Mullins模型

在旧版本的 Abaqus 中，仅支持 Ogden-Roxburgh 模型，但该模型无法描述橡胶类材料在单调加载下的软化行为。新推出的Mullins模型则弥补了这一不足。

 

新模型公式：

 

l 指数型:

 

 

l 慢衰减型:

 

新Mullins模型用于模拟橡胶类材料的软化行为，典型应用场景包括：

 

l 材料损伤（Material damage）

l 与振幅相关的储能模量（即佩恩效应，Payne effect）

 

l 关键词接口

 

 

 

该功能在 Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit 中均受支持。

 

07 并联流变框架（PRF）下的 Anand 蠕变模型

该模型可以同时描述初始蠕变和二次蠕变（稳态蠕变），并考虑了温度和应变率的相关性。其蠕变应变率公式为：

 

s：变形阻力，代表材料对塑性流动的平均各向同性阻力

非常适合模拟电子封装中的焊料材料，因为焊料在温度循环下的蠕变行为是影响电子器件可靠性的关键因素。

 

该功能在 Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit 中均受支持。

关键字接口:

 

 

 

08 三网络模型（THREE-NETWORK MODEL, TNM）

三网络并联流变模型是模拟热塑性材料（尤其是超高分子量聚乙烯 UHMWPE）的常用模型

 

l 适用范围广，可用于模拟各类聚合物

l 具备非线性、时间相关性与温度相关性

 

它通过 (V) UHYPER 和 (V) UCREEPNETWORK 子程序，以并联流变框架（PRF）的形式实现

 

可通过 3DX/Calibration apps 进行模型参数校准

 

09 粘性软化（VISCOUS SOFTENING）增强

可作为三网络粘塑性（TNV）模型的一部分（用于聚合物材料）

 

用于描述并联流变框架（PRF）材料中，非线性粘弹性网络的偏应力随该网络蠕变应变增加而产生的软化现象

 

 

 

支持两种粘性软化类型

 

l 指数型:

 

 

 

l 表格型

 

关键字

 

 

 

 

 

010 层合织物材料（PLY FABRIC MATERIAL）增强

该功能于 2021x FD04 版本在 Abaqus/Explicit 中首次发布

l 等效于内置用户子程序 ABQ_PLY_FABRIC

 

用于模拟含损伤的机织复合材料

 

目前在 Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit 中均支持

 

 

 

 

 

011 深度材料网络（DEEP MATERIAL NETWORK, DMN）支持

用于多尺度材料建模的机器学习（ML）模型

 

DMN 的权重通过有限元 - 代表体积单元（FE-RVE）模型训练得到，可达到与 FE-squared方法相当的精度

 

能够模拟材料的线性与非线性行为

 

支持 3D 单元和平面应力单元

 

在 Abaqus/Standard 中作为内置 UMAT 提供：

l USER TYPE=DMN_UD

l USER TYPE=DMN_CHOPPE

l USER TYPE=DMN_WOVEN（测试中）

 

DMN工作流程

 

 

012 频率相关的结构阻尼增强

新的频率相关结构阻尼功能，允许在频域动态分析中，描述具有任意频率相关性的摩擦阻尼力

 

支持在 Abaqus/Standard（2025x FD02 版本）中使用。

 

关键字

 

 

 

此外，结构阻尼还可以设置为温度相关或场变量相关。

 

 

 

013 材料阻尼增强（MATERIAL DAMPING ENHANCEMENT）

 

Alpha、Beta 与带限阻尼的场变量相关性现已在 Abaqus 中全面支持，而在早期版本中该功能仅在 Abaqus/Explicit 中可用。

 

 

 

现在支持通过多个*DAMPING定义来分别设置多种阻尼的表格相关性，这也是简化材料定义的推荐方式：

 

 

 

014 含损伤的纸板模型增强

现在可以在纸板材料中使用韧性损伤，该功能在旧版本中是不被允许的

 

在 2025x 版本中，纸板模型仅支持使用 TSAIWU（蔡吴）损伤准则

 

l 不支持损伤演化

 

 

 

015 带自适应网格重划分的疲劳裂纹扩展

该功能已开发多年，现已作为 2026x 正式版（GA）的一部分发布

 

基于 Abaqus 输入文件的工作流

 

基于命令行的工作流

 

 

 

模型可通过 Abaqus/CAE 进行设置

l 需手动编辑部分关键字

l 输入文件不能以零件和装配体的形式定义

l 工作流无法直接从 Abaqus/CAE 中执行

 

提供 Abaqus/Viewer 插件，方便后处理（包括动画制作）

 

06相场法增强

这是一个基于用户子程序 HETVAL 的内置实现，它依赖于将温度自由度用作相场变量

 

采用箱型边界方法将相场值约束在 0 到 1 之间。

 

如果您有兴趣探索此功能，请联系 SIMULIA 研发团队