選擇有限元軟件：ANSYS、ABAQUS、Adina和MARC

2017-03-02 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

1. 市面上最多用戶CAE軟件---可能是ANSYS

有關(guān)市面上各種CAE軟件用戶究竟有多少? 很難評(píng)估,但可以肯定不管什么用戶(合法或非法用戶),我個(gè)人統(tǒng)計(jì)、調(diào)研(包括網(wǎng)上論壇、文章發(fā)表等)可以肯定ANSYS軟件的用戶最多。其主要原因是: 1. ANSYS軟件自帶的前后處理功能較強(qiáng); 2. Ansys有教育版<=2000節(jié)點(diǎn)(流體)和<=1000節(jié)點(diǎn)(固體)、大學(xué)版(節(jié)點(diǎn)1600和3200)以及商用版(無限制);3. Ansys軟件涉及的面較廣(應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流場(chǎng)和電磁場(chǎng)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)、隨機(jī)有限元等)。Ansys軟件的高校教育計(jì)劃做的比較早、比較好。

2. ABAQUS用戶較少的原因

ABAQUS軟件進(jìn)入中國(guó),在我的記憶中,也大約在90年代左右,它本身沒有前后處理,國(guó)內(nèi)其前后處理主要借助于Patran軟件,這也是發(fā)展其用戶致命的弱點(diǎn),到90年代中后期,才開始其前后處理軟件的開發(fā),也就是現(xiàn)在的ABAQUS-CAE/Viewer,但是有某些原來的參數(shù)引入不進(jìn)其CAE中,些參數(shù)主要是涉及到巖土工程中的某些參數(shù),ABAQUS5.8.14的命令行可以全部引入,但其CAE中不行,后來我一直跟蹤ABQUS6.0~6.3.3某些參數(shù)還是沒有解決,只有回歸老版本。但對(duì)于機(jī)械行業(yè)、板筋成形方面一點(diǎn)沒有問題。Abaqus在北美的石油行業(yè)的研究院所和石油專業(yè)的院下均有,他們主要是“租”軟件,而不是“買斷”軟件,只要每年交租金,那么均可以免費(fèi)升級(jí)。而我國(guó)主要是“買斷”某一版本,要升級(jí)就在交升級(jí)費(fèi)。

本身ABAQUS軟件的開發(fā)一開始就是基于高度非線性問題,其理論性較強(qiáng),專業(yè)性較強(qiáng),要求用戶背景知識(shí)的起點(diǎn)較高,加上“以前”又沒有自己的前后處理功能,其微機(jī)版的問世也比其它軟件晚,有沒有高校培養(yǎng)計(jì)劃……因此,導(dǎo)致其用戶較少。

3. 單從在結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用ABAQUS、MARC、Adina和ANSYS的功能

1).如果做接觸問題,選擇軟件的順序?yàn)锳baqus、Adina、Marc和Ansys,接觸問題本身就是一個(gè)高度非線性問題,前三者本身就是基于高度非線性問題而開發(fā)的,從建立接觸對(duì)(因?yàn)榻佑|對(duì)中按材料硬度可分硬-硬、硬-軟、軟-軟,如果相同硬度,那么那個(gè)接觸體誰大、誰小, 那個(gè)是凸面、那個(gè)是凹面等->來確定誰是接觸面、誰是目標(biāo)面等考慮)的方便程度和收斂程度為以上順序。

2).如果對(duì)結(jié)構(gòu)要做結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)或拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),那么Ansys最強(qiáng),Ansys軟件中直接有優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊,是單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)變量有結(jié)構(gòu)尺寸變量和狀態(tài)變量(如某些地方的某種應(yīng)力不能超過某一值,或某一變形不能超過多少),優(yōu)化結(jié)構(gòu)變量寫入APDL程序中,如果對(duì)APDL程序不是很熟悉,那么可以通過Ansys軟件界面菜單完成建模和目標(biāo)變量和設(shè)計(jì)變量設(shè)置,然后把所有操作過程寫入*.log 或*.lgw文件中,它們是文本文件,以APDL程序保存的,用記事本等調(diào)出此*.log 文件進(jìn)行整理,整理出循環(huán)迭代結(jié)構(gòu),另存文件名,在菜單中執(zhí)行優(yōu)化模塊時(shí),直接調(diào)此文件,一次性優(yōu)化出結(jié)果。其它幾個(gè)軟件中沒有結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊,但也可以通過自己編寫個(gè)小程序,用MARc、Adina和Abaqus對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),但首先要熟悉如何取某節(jié)點(diǎn)或某單元的結(jié)果數(shù)據(jù),使其在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)尋求最優(yōu)。

3).如果從界面菜單上建模方面來講,目前Adina、Abaqus與Ansys旗鼓相當(dāng),MARC最弱,甚至前兩者超過ANSYS軟件的建模,Adina-m和Abaqus/CAE的建模方式是基于現(xiàn)代CAD的建模方式(如類似Pro/E、UG、Solidwork等,其蒙皮技術(shù)、復(fù)雜曲面掃描技術(shù)遠(yuǎn)強(qiáng)于ANSYS)。

4). 如果從編程序建模,那么Ansys最強(qiáng),因?yàn)樗凶约旱腁PDL程序語言,所有結(jié)構(gòu)尺寸都可以參數(shù)化,這也是其率先開發(fā)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)模塊的基礎(chǔ)。Marc也有一個(gè)python,但很不好用。Adina 可以在Adina-in準(zhǔn)備文本模型文件,但不能設(shè)置變量參數(shù),可以通過文本編輯處理模型數(shù)據(jù)。Abaqus與Adina一樣,可以編輯輸入模型文件參數(shù)。

5). 如果從結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分的方便程度來講(這里不指自由網(wǎng)格劃分),設(shè)置網(wǎng)格線、面、體的分段數(shù)和質(zhì)量較好的映射網(wǎng)格方面,這幾個(gè)軟件的排序是Abaqus、Ansys、Adina和Marc。

6). 從用于教學(xué)方面,只有Ansys(<2000節(jié)點(diǎn))和Adina有教學(xué)版(900節(jié)點(diǎn))。

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