有限元分析软件
目前最流行的有限元分析软件有ANSYS、ADINA、ABAQUS和MSC,其中ADINA和ABAQUS是业界最受认可的两个有限元分析软件。ANSYS和MSC进入中国比较早,所以在中国比较知名,应用也比较广泛。目前几大公司在多个物理场的耦合中可以实现结构、流体、热的耦合分析,但其他三者必须配合其他软件进行迭代分析,唯一能实现真正流固耦合的软件是ADINA。
ANSYS是较早商业化的软件。目前,该公司已经收购了旗下的许多其他软件。ABAQUS侧重于结构分析。目前,没有流体模块。MSC是老软件,目前更新速度比较慢。ADINA是在同一系统下开发的结构、流体和热分析软件。它功能强大,但进入中国较晚,市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名:1,ABAQUS,ADINA,MSC,ANSYS。
流体分析能力排名:1,ANSYS,ADINA,MSC,ABAQUS。
耦合分析能力排名:1,ADINA,ANSYS,MSC,ABAQUS。
性价比排名:ADINA最好,其次是ABAQUS,ANSYS,MSC。
ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析
1.全球知名度:
两个软件都是国际知名的有限元分析软件,在全球都有自己广泛的用户群体。ANSYS软件在致力于线性分析的用户中有着良好的口碑,在计算机资源的利用和用户界面的开发方面也做出了巨大的贡献。ABAQUS软件致力于更复杂、更深入的工程问题,其强大的非线性分析功能在设计和研究中得到了高端用户的广泛认可。
因为ANSYS的产品比ABAQUS更早进入中国市场,而且5年前ANSYS的界面在当时是数一数二的,所以在中国,无论是用户数量还是市场推广,ANSYS软件都高于ABAQUS。然而,随着ABAQUS北京办事处的成立,ABAQUS软件的用户数量和市场份额正在大幅稳步增长,并有望在未来几年内赶上并超过ANSYS。
2.应用领域:
ANSYS软件注重应用领域的拓展,已经覆盖了流体、电磁场、多物理场耦合等广泛的研究领域。ABAQUS专注于结构力学及相关领域,致力于解决该领域深层次的实际问题。
3.性能价格比
由于灵活的价格政策,ANSYS软件具有多种销售方案,在解决常规的线性和耦合问题时具有良好的性价比。但在实际工程中,非线性是一种远比线性普遍的自然现象,线性通常只是对非线性的理想化假设。随着研究水平的提高和研究问题的深入,非线性问题必然成为工程师和研究人员面临的课题,成为制约深入研究和精确设计的瓶颈。购买ABAQUS软件可以很好的解决这些问题,缩短开发周期,减少测试投入,避免重新设计。工欲善其事,必先利其器。使用不合适或低级分析工具的成本远远超过使用合适工具的成本。所以从综合效益和长远效益来看,ABAQUS软件的经济性也是非常突出的。
4.求解函数
对于常规的线性问题,两种软件都可以很好地解决,并且在模型规模限制、计算流程、计算时间等方面相似。
ABAQUS软件在解决非线性问题方面具有明显的优势。它的非线性涵盖了材料非线性、几何非线性和状态非线性等多个方面。
此外,由于ABAQUS/Standard(通用程序)和ABAQUS/Explicit(显式积分)都是ABAQUS公司的产品,两者之间的数据传输非常方便,可以很方便地考虑预紧力等动静组合的计算。
ABAQUS软件的求解器是一个智能求解器,可以解决其他软件不收敛,其他软件也收敛的非线性问题。ABAQUS软件具有更快的计算收敛速度,更易于操作和使用。
5.人机界面
ABAQUS/CAE是ABAQUS公司新开发的软件运行平台。它吸收了同类软件和CAD软件的优点,并与ABAQUS求解软件紧密结合。
与有限元软件的其他接口程序相比,ABAQUS/CAE具有以下特点:
采用L CAD对窗口系统进行建模和可视化,具有良好的人机交互特性。
强大的模型管理和负载管理方法为多任务、多工况的实际工程问题的建模和仿真提供了便利。
针对实际工程中接触问题的普遍性,单独设置了交互模块,可以准确模拟实际工程中的各种接触问题。
l参数化建模方法,为实际工程结构的参数设计和优化以及结构修改提供了有力的工具。
6.综合性能比较
总而言之,ABAQUS软件具有:
单元类型更多,有433种单元类型,提供了更多的选择,能更好地反映细微的结构现象和现象之间的差异。除常规结构外,它还可以方便地模拟管道、接头和纤维增强结构等实际结构的力学行为。
l材料模型较多,包括材料的本构关系和破坏准则,仅橡胶材料模型就有16。除常规金属材料外,还能有效模拟复合材料、土壤、塑料材料、高温蠕变材料等特殊材料。
ANSYS软件、ABAQUS软件和ADINA软件的对比分析
1.全球知名度:
三个软件都是国际知名的有限元分析软件,在全球都有自己广泛的用户群体。
ANSYS软件在致力于线性分析的用户中享有很好的声誉。ABAQUS软件致力于复杂而深入的非线性工程问题;除了求解非线性问题,ADINA软件的多物理场流固耦合求解功能也是全球唯一的专利技术。
2.应用领域:
三种软件都是大型通用分析软件,都有各自广泛的应用领域。
ANSYS注重应用领域的拓展和组合,已经涵盖了结构、温度、流体、电磁场、多物理场耦合等广泛的研究领域。ABAQUS只有结构分析的功能,功能仅限于结构力学领域。ADINA软件和ANSYS软件一样,包含了结构、温度、流体、流固耦合等功能,所以应用领域相当广泛。
3.性能价格比
三个软件都是美国的有限元分析软件,价格差别不是特别大,但是ABAQUS软件因为只有结构分析的功能,所以整体最便宜。但如果需要流体计算或多物理场耦合求解功能,相信ANSYS软件和ADINA软件会是更好的选择。
4.求解函数
对于常规的结构线性问题,三种软件都可以很好地解决,并且在模型规模限制、计算流程和计算时间上相似。
ABAQUS软件和ADINA软件在解决非线性问题上具有明显的优势。ANSYS软件和ADINA软件在流体和多物理场的耦合功能上有着不可比拟的优势。
5.人机界面
ANSYS/Workbench、ABAQUS/CAE、ADINA/AUI都是基于CAD的建模和可视化窗口系统,具有良好的人机交互特性。三个软件都提供了除窗口操作之外的命令流输入,但是ABAQUS/CAE并不支持所有命令流的CAE界面操作。
6.建模方法
ANSYS软件和ADINA软件都采用了以Parasolid为核心的实体建模技术,因此可以真正无缝地与其他以Parasolid为核心的CAD软件进行数据交换,而且自身的建模功能非常强大。ABAQUS软件的两种建模方法,CAE模块和输入文件,是由两家不同的公司开发的。CAE模块功能不全,有些功能只能通过编辑INP输入文件来实现。
7.网格划分
三款软件都提供了多种网格划分器,可用于复杂模型的自由网格生成。
除了常见的网格生成,ANSYS软件和ADINA软件还可以自动生成复杂模型的六面体网格,节省了技术人员的工作时间,保证了网格的精度。
8.综合性能比较
ANSYS软件的命令流操作非常方便,在结构循环优化方面有优势,但目前仅限于线性方面,非线性方面功能较差,基本没有功能;
ABAQUS软件在显式非线性方面有一些特点,但是隐式非线性不如ADINA,不具备流体的功能。
ADINA软件在结构非线性和多物理场耦合方面表现优异,是世界上最强大的有限元软件之一,具有世界上最好的流固耦合分析功能。