سابروتین نویسی در آباکوس چیست؟

اگر شما هم در بخش مربوط به برنامه‌نویسی وبسایت‌های دورکاری گشتی زده باشید، احتمالا تا به حال اسم سابروتین آباکوس به گوشتان خورده است. اما سابروتین‌نویسی در آباکوس دقیقا چیست و چه کاربردهایی دارد؟ این مطلب کارلنسر به آشنایی دقیق و کامل با سابروتین آباکوس اختصاص دارد. اگر به دنبال آشنایی با این مبحث جذاب، کاربردها و نحوه یادگیری آن هستید، با ما در این مطلب همراه باشید.

نرم‌افزار آباکوس چیست؟

نرم‌افزار آباکوس یکی از نرم‌افزارهای بسیار پرطرفدار در زمینه مهندسی مکانیک است. این نرم‌افزار هم در محیط‌های آکادمیک و دانشگاهی طرفداران خاص خود را دارد و هم در صنعت از آن به صورت گسترده استفاده می‌شود. به طور کلی می‌توان نرم‌افزارهای حوزه مهندسی مکانیک را به سه دسته کلی تقسیم کرد: نرم‌افزارهای طراحی و نقشه‌کشی، نرم‌افزارهای تحلیل CAE و نرم‌افزارهای ساخت.

از میان این سه دسته، آباکوس در دسته دوم، یعنی نرم‌افزارهای تحلیل جای می‌گیرد. به طور کلی مسائل حوزه مهندسی مکانیک شامل موضوعاتی مانند انتقال حرارت، دینامیک، شکل‌دهی، ارتعاشات و مواردی از این دست هستند. حل کردن این نوع مسائل نیاز به استفاده از معادلات دیفرانسیل دارد. اساس کار نرم‌افزار آباکوس نیز همین است. در واقع آباکوس رفتار سیستم را به کمک معادلات دیفرانسیل پیش‌بینی می‌کند.

نسخه اولیه آباکوس در سال 1991 روانه بازار شد.

مطلب پیشنهادی: نرم افزار CAD چیست؟

حوزه‌های کاربرد نرم‌افزار آباکوس

نرم‌افزار آباکوس در حوزه‌های تحلیلی متنوعی کاربرد دارد. از میان این حوزه‌ها می‌توان به تحلیل مکانیزم، انتقال حرارت، شکل‌دهی فلزات، استاتیک و شبه استاتیک، برخورد و ضربه و مواردی از این دست اشاره کرد؛ به دلیل همین قابلیت‌ها و کاربردها در هوافضا، مکانیک، متالوژی و تحلیل انواع سازه فولادی و بتنی در حوزه مهندسی عمران از آباکوس استفاده می‌شود.

کدنویسی آباکوس به زبان های برنامه نویسی پایتون، C و C++ است؛ اما می‌توان به زبان برنامه‌نویسی فورترن هم در این نرم‌افزار سابروتین نوشت. در واقع سابروتین‌نویسی به زبان فورترن ساده‌تر از استفاده از زبان‌های دیگر است. با استفاده از سابروتین‌نویسی می‌توان مدل‌های رفتاری جدیدی را به آباکوس افزود.

سابروتین نویسی در آباکوس به چه معنا است؟

نرم‌افزار آباکوس شامل دو روش کلی برای وارد کردن اطلاعات جدید است. روش اول این است که داده‌ها را بر اساس پیش‌فرض‌های خود برنامه آباکوس وارد کنید، اما در روش دوم قصد دارید که اطلاعات شما از فرمول خاصی پیروی کنند؛ در این هنگام است که باید دست به سابروتین‌نویسی بزنید.

برای این کار باید از زبان برنامه‌نویسی فورترن استفاده کنید و فایل نهایی را به آباکوس لینک کنید. می‌توانید این پروسه را با استفاده از نرم‌افزار ویژوال کامپوزر و کامپایلر فرتن انجام دهید و سعی کنید تا جدیدترین نسخه نرم‌افزار را نصب کنید.

با استفاده از سابروتین‌نویسی شما قادر خواهید بود تا قابلیت‌های نرم‌افزار آباکوس را در حل مسائل خود چند برابر کنید.

معروف‌ترین سابروتین‌های آباکوس

• یکی از معروف‌ترین سابروتین‌های آباکوس که برای تعریف مدل‌های پیچیده و در تولید ماده‌های حرارتی استفاده می‌شود، سابروتین HETVAL نام دارد. این سابروتین را یکی از مهم‌ترین سابروتین‌های آباکوس می‌دانند.
• یکی دیگر از سابروتین‌های پیشرفته و پیچیده آباکوس، سابروتین UMAT است. این سابروتین برای عملکرد ماده‌های حرارتی و ساختارهای ماده استفاده می‌شود. از این سابروتین برای حل محاسبات پیشرفته و محیط‌های مختلف استفاده می‌شود.
• سابروتین UEL از سخت‌ترین پیچیده‌ترین سابروتین‌ها است که برای ایجاد المان‌های مختلف به کار می‌رود.
• سابروتین CREEP برای تحلیل‌های وابسته به دما و تغییر شکل ویسکوپلاستیک در ماده استفاده می‌شود.
• سابروتین DLOAD برای تعریف بارگذاری و توزیع بار غیر یکنواخت در آباکوس کاربرد دارد.
• سابروتین FRIC هنگامی به کار می‌آید که از مدل‌های پیچیده و پیشرفته برای تعیین نیروی برشی میان سطوح گوناگون و رفتار اصطکاکی ماده در تحلیل خود استفاده کنید.
• سابروتین UGENS در تعریف غیرخطی پیچیده مکانیکی در المان‌های پوسته‌ای استفاده می‌شود.
• و در نهایت سابروتین DISP شرایط مرزی تحلیل را به صورت تابعی از زمان و مکان تعریف می‌کند.

با رقبای آباکوس آشنا شوید

دو نرم‌افزار که به نظر می‌رسد بتوان از آن‌ها به عنوان رقبای آباکوس نام برد، انسیس Ansys و فلوئنت Fluent نام دارند. هر سه نرم‌افزار نام برده، نرم‌افزارهای تحلیل CAE هستند. البته در این میان انسیس شباهت بیشتری به آباکوس دارد. در مقابل نرم‌افزار فلوئنت کاربرد بیشتری در حوزه مکانیک سیالات دارد و هیچ یک از دو نرم‌افزار آباکوس و انسیس قادر به رقابت با فلوئنت در حوزه سیالات نیستند.

انجام پروژه انسیس فلوئنت

نکته دیگر این است که هم نرم‌افزار انسیس و هم آباکوس در حل معادلات دیفرانسیل از روش عددی اجزا محدود استفاده می‌کنند؛ بنابراین در دقت محاسبات هیچکدام بر دیگری برتری ندارند. اما مزیت واضح آباکوس نسبت به انسیس رابط کاربری بهتر آن است. در این مقایسه میان رقبا، در حوزه مکانیک شکست و تحلیل ترک هم آباکوس برتر است. اما این موضوع در حوزه مواد هوشمند کاملا برعکس است.

در واقع به‌طور کلی آباکوس در تحلیل‌های غیرخطی و مسئله‌های وابسته به زبان محبوب‌تر از انسیس است. به همین دلیل نمی‌توان یکی از این دو نرم‌افزار را برنده نهایی میدان رقابت دانست؛ زیرا هر دو نرم‌افزار قدرتمند و رو به توسعه هستند و هر کدام برخی مزیت‌ها نسبت به دیگری دارند. در واقع هدف کاربر است که نرم‌افزار برتر را برای او مشخص خواهد کرد. هرچند بررسی ترندهای جهانی در اینترنت آباکوس محبوبیت بییشتری نسبت به انسیس دارد.

کامسول نرم‌افزار دیگری است که نام آن در مقایسه با آباکوس مطرح می‌شود. کامسول در مدل کوپل قابلیت‌های بیشتری در مقایسه با آباکوس دارد. اگر می‌خواهید به فیزیک و معادلات مدل خود دسترسی داشته باشید و آن را به راحتی و در زمانی کم‌تر حل کنید، کامسول گزینه بهتری، البته در ابعاد نانو، نسبت به آباکوس است.

انجام پروژه کامسول

یادگیری سابروتین‌نویسی در آباکوس

دوره‌های آنلاین و رایگان فراوانی در فضای اینترنت وجود دارند که سابروتین‌نویسی در فضای آباکوس را به شما آموزش می‌دهند. اگر به هر یک از زبان‌های پایتون، C و C++ آشنا باشید، بیشتر راه را برای سابروتین نویسی در آباکوس رفته‌اید. البته اگر کمی وقت بگذارید و کدنویسی به زبان فورترن را هم بیاموزید کار خود را به میزان قابل توجهی برای سابروتین‌نویسی در آباکوس آسان کرده‌اید.

سخن آخر

آباکوس یکی از قدرتمندترین نرم‌افزارها در حوزه تحلیل CAE است؛ با توجه به استفاده‌های گسترده از این نرم‌افزار در حوزه‌های دانشگاهی و صنعتی، همواره بازار کار خوبی برای کسانی که مسلط به این نرم‌افزار هستند وجود دارد. آباکوس نسبت به دیگر رقبای خود رابط کاربری آسان‌تری دارد و همین موضوع یادگیری و تسلط به آن را آسان‌تر می‌کند.

انجام پروژه آباکوس