几款常用有限元软件的比较

常常有兄弟问到常用几款有限元软件的好坏疑问,笔者也很重视,也用过一些常用软件,下面首要转发网上一些兄弟关于常用有限元软件的评估,最后标明自个的观念。

  下面是网上一些兄弟的评估。

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  如今盛行的CAE剖析软件首要有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。以下为对这些常用的软件进行的对比和评估:

    LSTC公司的LS-DYNA系列软件。

   LSDYNA善于冲击、触摸等非线性动力剖析。LS-DYNA是一个通用显式非线性动力剖析有限元程序,开始是1976年在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室由J.O.Hallquist掌管开发完结的,首要意图是为核武器的弹头计划供给剖析东西,后经屡次扩大和改善,核算功用更为强壮。尽管该软件宣称能够求解各种三维非线性构造的高速磕碰、爆破和金属成型等触摸非线性、冲击载荷非线性和资料非线性疑问,但实践上它在爆破冲击方面,功用相对较弱,其欧拉混合单元中如今最多只能容许三种物质,鸿沟处理很粗糙,在拉格朗日——欧拉联系方面不如DYTRAN灵敏。

    MSC.software公司的DYTRAN软件

   在同类软件中,DYTRAN在高度非线性、流固耦合方面有共同的地方。MSC.DYTRAN程序是在LS-DYNA3D的框架下,在程序中添加荷兰PISCES;INTERNATIONAL公司开发的PICSES的高档流体动力学和流体构造相互作用功用,还在PISCES的欧拉模式算法基础上,开发了物质流动算法和流固耦合算法开展而来的。可是,由于MSC.DYTRAN是一个混合物,在承继了LS-DYNA3D与PISCES长处的一起,也承继了其缺乏。首要,资料模型不丰富,关于岩土类处理格外差,尽管供给了用户资料模型接口,但由于程序自身的缺陷,难于将反映资料特性的模型加上去;其次,没有二维核算功用,轴对称疑问也只能按三维疑问处理,使核算量大起伏添加;在处理冲击疑问的触摸算法上远不如当时版的LS-DYNA3D全部。

    HKS公司的ABAQUS软件

   ABAQUS是一套领先的通用有限元体系,归于高端CAE软件。它善于非线性有限元剖析,能够剖析杂乱的固体力学和构造力学体系,格外是能够驾御十分巨大的杂乱疑问和模仿高度非线性疑问。ABAQUS不光能够做单一零件的力学和多物理场的剖析,一起还能够做体系级的剖析和研讨,其体系级剖析的特色相关于别的剖析软件来说是绝无仅有的。需要指出的是,ABAQUS对爆破与冲击过程的模仿相对不如DYTRAN和LS-DYNA3D。

    ADINA

   ADINA是这些年开展最快的有限元软件,它首创有许多格外解法, 如劲度稳定法(Stiffness Stabilization),主动步进法(Automatic Time Stepping),外力-变位同步操控法(Load-Displacement Control)以及BFGS梯度矩阵更新法,使得杂乱的非线性疑问(如触摸,塑性及破坏等), 具有迅速且简直肯定收敛的特性, 且程式具有稳定的主动参数核算,用户无需头痛于调整各项参数。别的值得一提的即是它有源代码,咱们能够对程序进行改造,满意格外的需要。

    NASTRAN

    NASTRAN是大型通用构造有限元剖析软件,也是全球CAE工业标准的原代码程序。NASTRAN体系善于线性有限元剖析和动力核算,由于和NASA(美国国家宇航局)的格外关系,它在航空航天范畴有着崇高的位置。NASTRAN的求解器功率比ANSYS高一些。

    ANSYS

   ANSYS软件是融构造、流体、电场、磁场、声场剖析于一体的大型通用有限元剖析软件,开展了许多版别,可是它们核心的核算有些改变不大,仅仅模块不断增加,这些模块并不是ANSYS公司自个搞的,而是把他人的东西买来集成到自个的环境里。ANSYS体系擅善于多物理场和非线性疑问的有限元剖析,在铁道,修建和压力容器方面运用较多。

    Algor

   ALGOR归于中高档CAE剖析软件,在轿车,电子, 航空航天,医学,日用百货生产,军事,电力体系,石油,大型修建以及微电子机械体系等许多范畴中均有广泛运用。它最大的特色是易学易用,界面友爱,操作简略,这能够极大提高软件运用者在工程实践中的功率。

    COSMOS

   Cosmos相对影响对比小,但Cosmos的最大特色是运算速度快,这是别的软件所不能对比的。Cosmos的研制者将确保收敛的迭代法--又称做迅速有限元法导入COSMOS的商品之中,使新的有限元剖析软件对磁盘空间上的请求大幅下降,占用核算机体系的内存也大大削减,因而剖析速度大幅加快,逾越传统甚多。

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下面是一些CAE软件用户的领会。

    假如要学CAE软件,俺以为应首选msc/patran+nastran。
    ansys据俺的领会,仅有的强项即是多场耦合。不过,ansys的apdl言语对比高档,是其最大优势。
    abaqus的强项是其剖析功用很全部,格外是非线性有些,基本上都包含了。abaqus最大的缺陷是上手慢,其教程太差,除了几本手册,基本上等于没有教程。假如愣要用非线性剖析,而nastran/ansys都没用,也只能用abaqus了。abaqus处理岩土、混凝土等的非线性疑问比marc要好,光本构就一大堆,并且比如也多,而ansys岩土才能为零。
    轿车范畴90%以上的LICENSE是hypermesh+nastran。HYPERMESH是万金油,在轿车范畴的别的常用搭配是 HYPERMESH+ABAQUS也占适当比重。
    不才是先用MARC/Mentat,后用ABAQUS/Patran。在做学术疑问的时分,更倾向于运用ABAQUS求解。关于习惯于运用数据输入文件的人来说,在模型对比简略情况下,ABAQUS有必定的优势。由于MARC的输入文件要比ABAQUS难读懂,工况的改变也不如ABAQUS灵敏。可是,MARC 的求解器速度十分地快,相似的疑问要比ABAQUS快几倍。Mentat的网格区分功用也十分地强。其功用肯定不比Partran差。
    Patran的通用性远比MARC强。它能够发生Nastran,ABAQUS,MARC等所需的文件,也能够读取它们的结果文件。有的时分我即是先选用 Mentat生成网格(格外是不规则鸿沟的模型),然后再用Patran将网格数据转化成ABAQUS的输入文件。在大多数情况下,其速度要比单独用 Patran快并且网格的质量也较好。

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下面是笔者的领会。

   关于上述软件,笔者大有些都用过,不过用得最多的仍是ANSYS,所以仍是把这些软件与ANSYS对比来谈。

   LS-DYNA,是公认的核算冲击,磕碰疑问的很牛的软件。ANSYS也确实购买了它的求解器进行冲击,磕碰疑问的核算。不过,在ANSYS WORKBENCH中的AUTODYN软件核算冲击,磕碰的功用与LS-DNYA相似,也十分好。该软件不只具有FEM求解器,也具有有限体积求解器用于核算流体,以及无网格办法进行爆破的仿真,做得十分好,并不比LS-DYNA差。

  ABAQUS,非线性核算的行家。笔者运用ABAQUS,印象最深的是它关于多载荷步的核算和计划,以及它的软件计划思维,十分紧密并且直观。而笔者在用ANSYS进行构造非线性核算的时分,则总要进行许多参数的设置,也对比简单不收敛。我想,假如做非线性构造剖析,ABAQUS确实无可代替。

  NASTRAN,构造剖析做得极好,用起来感受不出与ANSYS有多大的差别。在中国也占领了适当大的用户商场,笔者用它做剖析,没有很格外的感受。

  COSMOS,多物理场剖析专家。核算速度飞快,设置耦合条件也极好,操作也很便利。有时分感受是太便利了,都有点不习惯。不过笔者也仅仅在七,八年以前用过,并没有用得很深化。

  HYPERMESH,前处理专家。在网格区分方面,恐怕没有哪个软件可与之对抗。其对网格的精细而底层的操控,令人拍案叫绝。所以,设若要做几许清理,区分网格,HYPERMESH确实是首选。

  MARC,据说是做非线性很牛的软件。仅仅操作界面真实不敢恭维,用起来很费劲,以至于笔者都很难去感受它的长处。

  ANSYS,是笔者用得最多的软件。最初笔者之所以用ANSYS,是由于做博士论文要用多物理场耦合,而ANSYS做多物理场耦合确实十分好。在近些年,ANSYS相继收购了成堆很牛的软件,如今关于流体剖析,电磁剖析,以及瞬态动力学剖析现已很强壮。至于热剖析则很通常,关于岩土构造的静力学核算也不过尔尔。

  我想,很难评估哪个软件好,哪个软件欠好。就通常运用而言,NASTRAN,ABAQUS,ANSYS感受都差不多,界面都很友爱,操作都很便利。假如说最显着的感受,即是ANSYS做得很全部,流体剖析,电磁剖析,多物理场剖析超级强壮,而非线性剖析弱一些;ABAQUS非线性剖析最厉害;而NASTRAN则很正规,用户多,可是没有很格外的感受。萝卜白菜,各有所爱,仅仅看咱们触摸哪个最早,运用最多一些。正由于如此,所以有限元软件范畴才没有只被哪个软件所独占,呈现出百家争鸣的局面,这就极好。也正如国际上有十几亿小孩,究竟哪个孩子好呢?我想,咱们都会以为,自个的孩子最好。