选择有限元软件：ANSYS、ABAQUS、Adina和MARC

2017-03-02 by:CAE仿真在线来源:互联网

1. 市面上最多用户CAE软件---可能是ANSYS

有关市面上各种CAE软件用户究竟有多少? 很难评估,但可以肯定不管什么用户(合法或非法用户),我个人统计、调研(包括网上论坛、文章发表等)可以肯定ANSYS软件的用户最多。其主要原因是: 1. ANSYS软件自带的前后处理功能较强; 2. Ansys有教育版<=2000节点(流体)和<=1000节点(固体)、大学版(节点1600和3200)以及商用版(无限制);3. Ansys软件涉及的面较广(应力场、温度场、流场和电磁场、优化设计、拓扑优化设计、随机有限元等)。Ansys软件的高校教育计划做的比较早、比较好。

2. ABAQUS用户较少的原因

ABAQUS软件进入中国,在我的记忆中,也大约在90年代左右,它本身没有前后处理,国内其前后处理主要借助于Patran软件,这也是发展其用户致命的弱点,到90年代中后期,才开始其前后处理软件的开发,也就是现在的ABAQUS-CAE/Viewer,但是有某些原来的参数引入不进其CAE中,些参数主要是涉及到岩土工程中的某些参数,ABAQUS5.8.14的命令行可以全部引入,但其CAE中不行,后来我一直跟踪ABQUS6.0~6.3.3某些参数还是没有解决,只有回归老版本。但对于机械行业、板筋成形方面一点没有问题。Abaqus在北美的石油行业的研究院所和石油专业的院下均有,他们主要是“租”软件,而不是“买断”软件,只要每年交租金,那么均可以免费升级。而我国主要是“买断”某一版本,要升级就在交升级费。

本身ABAQUS软件的开发一开始就是基于高度非线性问题,其理论性较强,专业性较强,要求用户背景知识的起点较高,加上“以前”又没有自己的前后处理功能,其微机版的问世也比其它软件晚,有没有高校培养计划……因此,导致其用户较少。

3. 单从在结构方面的应用ABAQUS、MARC、Adina和ANSYS的功能

1).如果做接触问题,选择软件的顺序为Abaqus、Adina、Marc和Ansys,接触问题本身就是一个高度非线性问题,前三者本身就是基于高度非线性问题而开发的,从建立接触对(因为接触对中按材料硬度可分硬-硬、硬-软、软-软,如果相同硬度,那么那个接触体谁大、谁小, 那个是凸面、那个是凹面等->来确定谁是接触面、谁是目标面等考虑)的方便程度和收敛程度为以上顺序。

2).如果对结构要做结构优化设计或拓扑优化设计,那么Ansys最强,Ansys软件中直接有优化设计模块,是单目标优化设计,设计变量有结构尺寸变量和状态变量(如某些地方的某种应力不能超过某一值,或某一变形不能超过多少),优化结构变量写入APDL程序中,如果对APDL程序不是很熟悉,那么可以通过Ansys软件界面菜单完成建模和目标变量和设计变量设置,然后把所有操作过程写入*.log 或*.lgw文件中,它们是文本文件,以APDL程序保存的,用记事本等调出此*.log 文件进行整理,整理出循环迭代结构,另存文件名,在菜单中执行优化模块时,直接调此文件,一次性优化出结果。其它几个软件中没有结构优化设计模块,但也可以通过自己编写个小程序,用MARc、Adina和Abaqus对结构进行优化设计,但首先要熟悉如何取某节点或某单元的结果数据,使其在设计范围内寻求最优。

3).如果从界面菜单上建模方面来讲,目前Adina、Abaqus与Ansys旗鼓相当,MARC最弱,甚至前两者超过ANSYS软件的建模,Adina-m和Abaqus/CAE的建模方式是基于现代CAD的建模方式(如类似Pro/E、UG、Solidwork等,其蒙皮技术、复杂曲面扫描技术远强于ANSYS)。

4). 如果从编程序建模,那么Ansys最强,因为它有自己的APDL程序语言,所有结构尺寸都可以参数化,这也是其率先开发结构优化设计和拓扑优化设计模块的基础。Marc也有一个python,但很不好用。Adina 可以在Adina-in准备文本模型文件,但不能设置变量参数,可以通过文本编辑处理模型数据。Abaqus与Adina一样,可以编辑输入模型文件参数。

5). 如果从结构网格划分的方便程度来讲(这里不指自由网格划分),设置网格线、面、体的分段数和质量较好的映射网格方面,这几个软件的排序是Abaqus、Ansys、Adina和Marc。

6). 从用于教学方面,只有Ansys(<2000节点)和Adina有教学版(900节点)。

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