今天这篇文章主要分享的是Abaqus软件中的求解器，我看到很多人在问，主要就是这其中的显示与隐式有什么区别？千万别从字面上的意思去理解。

对于熟悉Abaqus做仿真分析的人，多多少少都经历过这样的场景：模型建好-网格划完-边界条件也检查了3遍，点提交后，就没有然后……崩溃了。

要么是Standard算到一半不收敛，或者Explicit跑了好久发现结果不对，回头一想，可能一开始求解器就选错了。

Abaqus/Standard（隐式）和Abaqus/Explicit（显式）不是“高级版”和“低级版”的关系，而是两套不同的工具。那么究竟如何选不出错？下面元王仿真就帮你把这个知识点总结出来，下次遇到直接用。

01、两者完全不同

隐式求解器：每一步都要反复迭代，直到“力平衡了”才肯往下走。它追求的是每一个时刻的精确平衡，代价是可能在某些问题上卡住、反复试算，甚至直接放弃。

显式求解器：每一步极小、极快，不需要回头验算，直接根据上一瞬间的状态推出下一瞬间。它不纠结“这一步是不是绝对平衡”，但胜在从不卡壳。

理解了这两种差异，后面所有的技术细节，其实都是从这个基础上进行展开。

02、迭代求解和直接推进

Abaqus/Standard在每个增量步里，要求解一组全局平衡方程。对于非线性问题，它必须通过牛顿-拉夫森迭代反复修正位移，直到残余力满足收敛容差。这个过程就有点像你解一个复杂方程，你先猜一个答案，代进去看差多少，再修一修，再代进去……直到误差足够小。

问题是，当接触状态剧烈变化、材料刚度突然丧失、或者变形大到网格严重畸变时，这个“修”的过程可能永远修不到收敛，计算就会卡死在那里。

Abaqus/Explicit则完全绕开了迭代。它用中心差分法，利用集中质量矩阵把方程组解耦，不需要形成全局刚度矩阵，直接从前一时刻的加速度、速度和位移算出下一时刻的状态。

没有“反复试算”这一步，所以它几乎不存在收敛失败的问题。这在处理极端大变形、复杂自接触、材料失效（单元删除）时，是一种巨大的鲁棒性优势。

03、时间步长：一个可以大，一个必须小

这是两者在计算成本上最根本的差别。

隐式方法没有内在的稳定性步长上限。步长主要由精度和收敛性决定，有时可以取得相当大，总增量步数可能只有几十到几百步。但代价就是每一步都要解全局方程组，每一步成本都很“贵”。

显式方法则被条件稳定性死死限制住。稳定时间增量大致等于弹性波穿过模型中最小单元所需的时间：

材料越硬（模量越高）、密度越低，波速越快，稳定步长就越小；网格里只要有一个单元划得特别小，整个模型的步长就会被它拖“垮”了。

这里说一个很具体的例子，如果最小单元尺寸是5mm，波速是5000m/s，稳定步长大约只有1微秒量级。一个持续0.05秒的过程，需要跑数万到数十万个增量步。显式分析动辄十万、百万步，原因就在这里。

所以两者的成本逻辑完全相反：隐式是“步少，但每步很贵”；显式是“步极多，但每步很便宜” 。

当模型规模增大时，隐式每步解全局方程的成本上升得更陡，而显式的单步成本大致只与模型规模成线性关系，在大模型上反而可能更划算。

还有一个容易被忽视的工程优势，Explicit对硬盘和内存的占用通常远小于Standard。

04、看清核心差异

上面讲了那么多，可能记不住？没关系，直接用这个表对照着看，一目了然。

05、怎么选？

选型的第一个判断，不是“哪个更先进”，而是问题的物理时间尺度。

冲击、碰撞、爆炸、跌落、高速穿透，持续时间在毫秒甚至微秒量级，显式是第一选择。物理时间本身就短，显式的微小步长正好匹配，而且这类问题往往伴随材料失效、单元删除和剧烈的接触状态变化，隐式很容易在迭代中崩溃。

静力、准静态、低频动力学、蠕变、疲劳，时间尺度长，物理过程本身不需要捕捉应力波的传播细节，隐式是默认。Standard在求解平滑非线性问题时的效率很高，而且能给出更干净、噪声更少的应力结果。

但工程中真正让人纠结的，往往有一个模棱两可的状态：一个准静态过程，但接触极其复杂、变形极大，Standard反复不收敛。

这时候，经验法则通常是：先试Standard，给它合理的机会；如果在可控时间内无法收敛，果断转向Explicit，用质量缩放或加载速率控制来求解。因为Standard每一次失败的迭代都在消耗时间，而Explicit虽然步数多，但每一步都确定地向前走。

反过来，如果Standard能在可接受的时间内收敛，通常没有必要换Explicit。显式在长时程问题上的步数代价可能反而更高。

这里元王仿真也整理了一个针对行业/问题来选择的对照表，也可以参考了解。

05、用Explicit做准静态

如果你因为收敛困难而从Standard转向Explicit做准静态分析，有一个陷阱需要特别警惕：显式本质上是在解动力学方程，你人为加速加载速率或放大质量，惯性效应就可能悄悄污染结果。

这里就需要顶住两个指标，千万别疏忽了。

动能/内能比值。在准静态过程中，动能应当远小于内能，通常要求控制在5%–10%以内。如果动能占比明显超标，说明惯性效应已经不可忽略，结果不能当作准静态解来用。

稳定时间步的稳定性。查看.dat文件中稳定时间步与当前步长的比值，理想情况下应保持相对稳定（例如不低于0.85）。如果稳定步长剧烈抖动，往往意味着网格变形或质量缩放策略出了问题。

06、三句话记住怎么做决策

看完也觉得收获很大，但如何能快速记住，下次能快速抉择，这里给总结了三句话，简短且好记。如果你实在记不住，又想提升对Abaqus软件操作熟练度，那就多去做项目。

高速冲击、材料失效、复杂自接触：优先Explicit，不要用Standard硬扛。

静力、低频、蠕变、疲劳：优先Standard，享受它的大步长和干净的静态解。

准静态但Standard不收敛：不是模型错了，可能是工具不匹配；转Explicit做准静态，但必须用能量比值验证惯性效应是否被压住。

选求解器，就是对这个问题的物理本质的理解，是“结构整体的缓慢响应”，还是“局部快速的状态突变”？ 想清楚这一点，Abaqus的两种求解器就没什么纠结了。

对于Abaqus软件，如果你有相关问题，都可以找我们元王仿真咨询。元王是达索公司Abaqus软件一级代理商，合作过众多大客户，无论是软件价格、版本及操作、二次开发等，都可以交流。