ABAQUS
關(guān)鍵詞:非線性 全面
如果要給ABAQUS貼一個標簽,,那么毫無疑問是“非線性”這個詞。雖然ABAQUS是以“高端通用有限元系統(tǒng)軟件”的姿態(tài)出現(xiàn)的,,但是它的王者之氣明顯存在于非線性分析領(lǐng)域。ABAQUS長于非線性有限元分析,可以分析復(fù)雜的固體力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng),,特別是能夠駕馭非常龐大的復(fù)雜問題和模擬高度非線性問題,,不但可以做單一零件的力學(xué)和多物理場的分析,同時還可以做系統(tǒng)級的分析和研究,,其系統(tǒng)級分析的特點相對于其他分析軟件來說是獨一無二的,。ABAQUS為業(yè)界贊譽的“分析功能全面”這一特點也是在非線性部分才表現(xiàn)得特別突出。比如說,用ANSYS進行結(jié)構(gòu)非線性計算的時候,,總要進行很多參數(shù)的設(shè)置,,也比較容易不收斂,而ABAQUS卻無需這方面的擔憂,;ABAQUS解決巖土,、混凝土等的非線性問題比MARC要好,光本構(gòu)就一大堆,,而且例子也多,,而ANSYS巖土能力為零。另外它的先進的軟件設(shè)計思想,、嚴密直觀的系統(tǒng),,以及多載荷步的計算和規(guī)劃也是值得大家點贊的。
需要指出的是,,ABAQUS對爆炸與沖擊過程的模擬相對不如DYTRAN和LS-DYNA3D,。
它最大的缺點是上手慢,也沒有看到什么read friendly的教程,。
ANSYS
關(guān)鍵詞:多場耦合 多模塊
ANSYS軟件是一款大型通用有限元分析軟件,,之所以這么說是因為它的模塊很多(但是它們核心的計算部分變化不大),這些模塊是在收購很多很牛掰的軟件后整合形成的,。目前ANSYS融結(jié)構(gòu),、流體、電場,、磁場,、聲場分析于一體的,擅長于多物理場和非線性問題的有限元分析,對于流體分析,,電磁分析,,瞬態(tài)動力學(xué)分析已經(jīng)很強大,在鐵道,建筑和壓力容器方面應(yīng)用較多,。它的明顯優(yōu)勢在多場耦合,,尤其是物理場耦合。至于熱分析則很一般,,對于巖土結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)計算也不是很強悍,。另外值得一提的是ANSYS的apdl語言非常高級,這也是非常多工程師喜歡使用這款軟件的原因之一,。
目前ANSYS又推出了ANSYS16.0軟件,,在結(jié)構(gòu)、流體,、電磁,、多物理場耦合仿真,、嵌入式仿真各方面都有發(fā)展,我只能說,,為了仿真ANSYS也是蠻拼的,。
LS-DYNA
關(guān)鍵詞:沖擊、碰撞
LS-DYNA由LSTC公司開發(fā),,是一個通用顯式非線性動力分析有限元程序,,也是公認的計算沖擊,碰撞問題的很牛的軟件,。LS-DYNA最初是1976年在美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室由J.O.Hallquist主持開發(fā)完成的,,主要目的是為核武器的彈頭設(shè)計提供分析工具,后經(jīng)多次擴充和改進,,計算功能更為強大,。雖然該軟件聲稱可以求解各種三維非線性結(jié)構(gòu)的高速碰撞、爆炸和金屬成型等接觸非線性,、沖擊載荷非線性和材料非線性問題,,但實際上它在爆炸沖擊方面,功能相對較弱,,其歐拉混合單元中目前最多只能容許三種物質(zhì),,邊界處理很粗糙,在拉格朗日——歐拉結(jié)合方面不如DYTRAN靈活,。
由于 LS-DYNA在沖擊,、碰撞領(lǐng)域的成績斐然,ANSYS也購買了它的求解器進行沖擊,,碰撞問題的計算,。不過,在ANSYS WORKBENCH中的AUTODYN軟件計算沖擊,,碰撞的功能與LS-DNYA相似,,也非常好。該軟件不僅具有FEM求解器,,也具有有限體積求解器用于計算流體,,以及無網(wǎng)格方法進行爆炸的仿真,做得非常好,,并不比LS-DYNA差,。
DYTRAN
關(guān)鍵詞:高度非線性、流固耦合
DYTRAN軟件由MSC.software公司開發(fā),,在同類軟件中,,DYTRAN在高度非線性、流固耦合方面有獨特之處,。MSC.DYTRAN程序是在LS-DYNA3D的框架下,在程序中增加荷蘭PISCES;INTERNATIONAL公司開發(fā)的PICSES的高級流體動力學(xué)和流體結(jié)構(gòu)相互作用功能,還在PISCES的歐拉模式算法基礎(chǔ)上,,開發(fā)了物質(zhì)流動算法和流固耦合算法發(fā)展而來的,。但是,由于MSC.DYTRAN是一個混合物,,在繼承了LS-DYNA3D與PISCES優(yōu)點的同時,,也繼承了其不足。首先,,材料模型不豐富,,對于巖土類處理尤其差,雖然提供了用戶材料模型接口,,但由于程序本身的缺陷,,難于將反映材料特性的模型加上去;其次,,沒有二維計算功能,,軸對稱問題也只能按三維問題處理,使計算量大幅度增加,;在處理沖擊問題的接觸算法上遠不如當前版的LS-DYNA3D全面,。
ADINA
關(guān)鍵詞:特殊解法
ADINA是近年來發(fā)展最快的有限元軟件,它獨創(chuàng)有許多特殊解法, 如勁度穩(wěn)定法(Stiffness Stabilization),自動步進法(Automatic Time Stepping),外力-變位同步控制法(Load-Displacement Control)以及BFGS梯度矩陣更新法,使得復(fù)雜的非線性問題(如接觸,塑性及破壞等), 具有快速且?guī)缀踅^對收斂的特性, 且程式具有穩(wěn)定的自動參數(shù)計算,用戶無需頭痛于調(diào)整各項參數(shù),。另外值得一提的就是它有源代碼,,我們可以對程序進行改造,滿足特殊的需求,。
NASTRAN
關(guān)鍵詞:原代碼程序 航空航天
NASTRAN是大型通用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件,,也是全球CAE工業(yè)標準的原代碼程序。NASTRAN系統(tǒng)長于線性有限元分析和動力計算,,因為和NASA(美國國家宇航局)的特殊關(guān)系,,它在航空航天領(lǐng)域有著崇高的地位。NASTRAN的求解器效率比ANSYS高一些,。
NASTRAN,結(jié)構(gòu)分析做得很好,,用起來感覺不出與ANSYS有多大的差別。在中國也占領(lǐng)了相當大的用戶市場,。
ALGOR
關(guān)鍵詞:友好
ALGOR屬于中高檔CAE分析軟件,,在汽車,電子, 航空航天,,醫(yī)學(xué),,日用品生產(chǎn),軍事,,電力系統(tǒng),,石油,,大型建筑以及微電子機械系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用。它最大的特點是易學(xué)易用,,界面友好,,操作簡單,這可以極大提高軟件應(yīng)用者在工程實際中的效率,。
COSMOS
關(guān)鍵詞:速度
COSMOS相對影響比較小,但Cosmos可以說是多物理場分析專家,,其最大特點是運算速度飛快快,這是其他軟件所不能比擬的,。因Cosmos的研發(fā)者將收斂的迭代法--又稱做快速有限元法導(dǎo)入COSMOS的產(chǎn)品之中,,使新的有限元分析軟件對磁盤空間上的要求大幅降低,占用計算機系統(tǒng)的內(nèi)存也大大減少,,因此分析速度大幅加快,,超越傳統(tǒng)甚多。另外COSMOS設(shè)置耦合條件也很好,,操作也很方便,。有些人甚至感覺太方便了,都有點不習(xí)慣了哈哈,。
HYPERMESH
關(guān)鍵詞:前處理 網(wǎng)格
HYPERMESH被業(yè)界人士稱為前處理專家,。在網(wǎng)格劃分方面,恐怕沒有哪個軟件可與之匹敵,。其對網(wǎng)格的精密而底層的控制,,令人嘆為觀止。所以,,設(shè)若要做幾何清理,,劃分網(wǎng)格,HYPERMESH的確是首選,。
汽車領(lǐng)域90%以上的LICENSE是hypermesh+nastran,。HYPERMESH是萬金油,在汽車領(lǐng)域的另外常用搭配是 HYPERMESH+ABAQUS也占相當比重,。
MARC
關(guān)鍵詞:任性
MARC 是做非線性很牛的軟件,,具有極強的結(jié)構(gòu)分析能力??梢蕴幚砀鞣N線性和非線性結(jié)構(gòu)分析包括:線性/非線性靜力分析,、模態(tài)分析、簡諧響應(yīng)分析,、頻譜分析,、隨機振動分析、動力響應(yīng)分析,、自動的靜/動力接觸,、屈曲/失穩(wěn),、失效和破壞分析等。但是其操作界面用起來很費勁,,有自虐傾向的人可能會被虐得很爽,。比較一下文件輸入和讀取這兩項:MARC的輸入文件要比ABAQUS難讀懂,工況的變化也不如ABAQUS靈活,。但是,MARC 的求解器速度非常地快,,類似的問題要比ABAQUS快幾倍,。Patran的通用性遠比MARC強。它可以產(chǎn)生Nastran,,ABAQUS,,MARC等所需的文件,也可以讀取它們的結(jié)果文件,。
所以,,如果駕馭好了MARC這個任性的小子,還是很可以顯擺下你的動手能力的,。
總結(jié)
總之,,像 NASTRAN,ABAQUS,ANSYS這種界面友好、操作方便,、試用范圍較廣的軟件還是比較受初學(xué)者歡迎的,。ANSYS做得很全面,流體分析,,電磁分析,,多物理場分析超級強大,而非線性分析弱一些,;ABAQUS非線性分析最厲害,;而NASTRAN則非常正規(guī)。不管從哪種軟件入手,,學(xué)好了以后再涉足其它軟件也會有事半功倍的效果,。
如果是一般的結(jié)構(gòu)剛度、強度問題,,三者都可以做,,而且結(jié)果都差不多。
如果是非線性問題,,肯定是用marc或abaqus更好一些,,這兩個軟件同根同源,做非線性起家,,abq的explicit尤其是在處理瞬態(tài)動力學(xué)問題有強勁的能力與較好的收斂性,。
如果是多場耦合問題,,肯定是ansys更強大,畢竟最近今年一直在收購流體,、電磁等專業(yè)求解器,,在workbench里面也很容易操作。
marc有一些特殊的能力,,比如燒蝕,、磨損的模擬會方便一些,不用像abq還要去編子程序,。