常用的有限元仿真分析軟件介紹-有限元科技

 有限元常用軟件介紹

 引語

 隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)從過去的單純關(guān)注CAD到現(xiàn)在更加深入的關(guān)注到CAE對企業(yè)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面帶來的實(shí)用價值。

 CAE全稱為ComputerAidedEngineering，即計(jì)算機(jī)輔助工程，但當(dāng)前而言更多的突出表現(xiàn)在用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品可靠性的一種近似數(shù)值計(jì)算方法，具體通過一些仿真模擬工具的工程應(yīng)用，一定程度上可以節(jié)約企業(yè)的設(shè)計(jì)或生成成本。

 主要CAE軟件

 下面就當(dāng)前市場上存在的常用通用有限元分析軟件進(jìn)行簡單概述，以便大家了解。目前在市場上推廣較好，應(yīng)用較好的主要有：

 1、安世亞太公司：ANSYSAPDL、ANSYSWorkbench、Fluent、CFX、Icepak、ICEM、Ansoft。

 安世亞太公司的ANSYS可能最被中國人舒適，這得益于他進(jìn)入中國市場的時間較早，教育市場培育較好。近年來陸續(xù)收購的著名的流體分析軟件Fluent和CFX，m.tyrp.net及電磁仿真軟件Ansoft，使其在多學(xué)科仿真領(lǐng)域的能力愈發(fā)強(qiáng)大。

 其中ANSYSAPDL就是我們常說的經(jīng)典版，界面相對“古老”點(diǎn)，操作性不太人性化，但功能齊全，APDL語言的應(yīng)用是其特色，對于入門者較難掌握，但熟練對分析效率可以事半功倍。

 ANSYSWorkbench是近年來為應(yīng)對制造業(yè)信息化大潮開發(fā)的協(xié)同仿真環(huán)境（即流固熱磁耦合更加方便），操作簡單模塊化、流程化，更加簡單易用。雖然是調(diào)用的ANSYS求解器，但進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析時有少數(shù)特殊的功能依然需要通過APDL才能實(shí)現(xiàn)。個人理解為求解能力還未完全耦合進(jìn)來，但可以滿足工程中絕大多數(shù)的分析模擬。

  Fluentt和CFX在流體分析領(lǐng)域都是佼佼者，在行業(yè)內(nèi)也更多為人認(rèn)可。m.tyrp.net另外較多為人熟知的是另一家公司的StarCCM。

 Icepak是針對電子產(chǎn)品或系統(tǒng)散熱問題進(jìn)行模擬的一款仿真工具，對于曲面的網(wǎng)格處理能力不錯，據(jù)知是調(diào)用的的Fluent求解進(jìn)行計(jì)算。同類產(chǎn)品有另一家公司Mentor的Flotherm，市場認(rèn)可度貌似比Icepak更好，詳細(xì)信息各位小伙伴自己上網(wǎng)深刨。

 ICEM是進(jìn)行前處理的工具，特別對于流場分析的分網(wǎng)處理，屬于佼佼者，可以劃分出非常漂亮的六面體網(wǎng)格。這對于對于網(wǎng)格要求較高的流體分析計(jì)算是非常有益的。

 Ansoft是一款電磁分析工具，但自己沒用過，不太了解，但據(jù)朋友的了解在電磁分析領(lǐng)域認(rèn)可度很高。

 另外顯示動力學(xué)領(lǐng)域有跟Ls-Dyna合作，Ls-Dyna是一款很強(qiáng)悍的顯示動力學(xué)分析工具，也為諸多同行認(rèn)可。自己也有免費(fèi)的前后處理工具LSPP，其官網(wǎng)有相應(yīng)的教程。

 疲勞分析有跟N-code合作，N-code在高低周疲勞的計(jì)算能力應(yīng)該算是頂尖之一了。（m.tyrp.net疲勞分析工具目前更多為人認(rèn)可的還有MSC.Fatigue、FE-Safe）

 2MSC公司：MSC.Patran、MSC.Nastran、MSC.Marc、MSC.Adams、MSC.Dytran、MSC.Simxpert、MSC.Fatigue。

 MSC公司的拿手產(chǎn)品是其求解器MSC.Nastran，因與美國NASA關(guān)系不同尋常，也就奠定了MSC.Nastran的行業(yè)地位，在國內(nèi)外的航空工業(yè)、軍工領(lǐng)域的應(yīng)用均較為普遍。與其配套使用的是MSC.Patran，主要進(jìn)行前后處理，Patran是一款通用的前后處理工具，也看作為其他CAE軟件進(jìn)行前后處理。（備注：據(jù)了解市場上有些其他公司的Nastran軟件，是源自2000前后的反壟斷商業(yè)訴訟而釋放出來的部分代碼而開發(fā)的。）

 Marc非線性分析計(jì)算能力非常突出，據(jù)了解在制造業(yè)強(qiáng)國德國、日本認(rèn)可度非常高，但被MSC公司收購后，市場推廣不盡如人意，但軟件本身的能力依然非常強(qiáng)大。

 Adams是多體動力學(xué)分析領(lǐng)域的嬌楚，針對汽車領(lǐng)域還開發(fā)有專業(yè)的仿真模塊，據(jù)了解目前市場上很多三維CAD軟件的運(yùn)動仿真模塊的求解器都得益于Adams。

 Dytran是顯示動力學(xué)分析工具，針對瞬時碰撞、爆炸等問題。主要計(jì)算三維問題m.tyrp.net。

 Simxpert是MSC的m.tyrp.net一款綜合了前面幾個核心產(chǎn)品的軟件，貌似想更好的是數(shù)據(jù)管理和耦合方面找到突破，但依我個人的感覺，其易用性相對與其Patran和其他公司在前后處理方面的努力而言，沒有獲得較大的突破性和亮點(diǎn)，市場普及型還待。。。

 3、Altair公司：Hypermesh、Optistruct、Radioss、Hyperview、Hyperstudy。

 最先認(rèn)識Altair公司是通過其分網(wǎng)工具Hypermesh，其面網(wǎng)格處理的能力較其3D網(wǎng)格處理的能力更強(qiáng)，近幾年逐漸完善了諸多實(shí)體網(wǎng)格的能力，幾何建模功能較弱，修補(bǔ)功能還行，對于做汽車、機(jī)械類產(chǎn)品的網(wǎng)格分網(wǎng)已經(jīng)綽綽有余了。另外一款與其在同領(lǐng)域其名的分網(wǎng)工具是ANSA，這里就請小伙伴們自己找度娘吧。

 Altair公司有兩個求解器Optistruct和Radioss，前者側(cè)重于線性分析和優(yōu)化，后者側(cè)重于非線性能力，特別是碰撞一類，在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，特別是Radioss本身就起家于汽車企業(yè)。

 4、達(dá)索Simula公司：Abaqus、Isight、Tosca、FE-SAFE、Simpoe-Mold、Simpack。

 達(dá)索公司，舉世聞名，我就不贅述了。這幾款軟件基本都是靠收購收入囊中的。最出名的是Abaqus，被達(dá)索收購后獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，特別是開發(fā)了更加親民的前處理模塊后。Abaqus與前面的Marc歷史淵源很深，我就不多說了，所以非線性能力也是非常牛的。因?yàn)槭袌鐾茝V較晚，所以普及度更多的在于教育市場，后發(fā)之勢值得期待。（注：Abaqus基本每個版本都有漢化，可減少英語導(dǎo)致的不利干擾）m.tyrp.net

 Tosca側(cè)重做結(jié)構(gòu)分析的優(yōu)化計(jì)算，但貌似相對Optistruct在非線性的優(yōu)化能力上較好點(diǎn)。

 Isight在做多學(xué)科優(yōu)化的能力上是很突出的，因?yàn)闆]用過，具體沒法細(xì)述。

 Simpoe-Mold側(cè)重于塑料產(chǎn)品的注塑成型分析，但功能相對于另外一家公司的模流分析工具M(jìn)oldFlow而言，能力上稍微遜色一點(diǎn)。MoldFlow的可靠性和認(rèn)可度更為廣泛。

 Simpack是一款多提動力學(xué)軟件，個人理解類似Adams，功能上沒用過，不做詳述。

 5、其他CAE

 ADINA：軟件很小，但非線性能力不輸自abaqus的有限元工具，但前處理易用性欠佳；

 COSMOS：被達(dá)索的SolidWorks公司收購，并更名為SolidWorksSimulation，適合設(shè)計(jì)工程師使用；

 ALGOR：現(xiàn)被AutoDesk公司收購，并更名為AutodeskMechanicalSimulation，適合設(shè)計(jì)工程師使用；

 ProCast：鑄造模擬軟件；

 Ideas、Femap+NXNastran：西門子公司CAE分析軟件m.tyrp.net；

 Mentor：Flotherm、FloEFD(與SolidWorks公司合作的名字為FlowSimulation)、FloMaster，側(cè)重于電子產(chǎn)品流場散熱等；

 Midas：韓國POSCO集團(tuán)旗下有限元工具，國內(nèi)版全漢化；

 FEPG：有限元自動生產(chǎn)系統(tǒng)，是國內(nèi)的一款優(yōu)秀的有限元軟件，對原理和理論熟悉的人員而言是一款優(yōu)秀的工具，現(xiàn)由天津元計(jì)算公司開發(fā)經(jīng)營管理，曾獲國家科技二等獎。

 深圳市有限元科技有限公司是一家有十年cae項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的高科技企業(yè)，公司代理達(dá)索、Altair，安世亞太，西門子、ESI等著名軟件公司的cae軟件，并提供軟件的銷售與培訓(xùn)業(yè)務(wù)，另研發(fā)出多款行業(yè)cae通用軟件，并秉承以最高質(zhì)量的產(chǎn)品和最高質(zhì)量的服務(wù)滿足客戶的各種需求的服務(wù)理念，致力于為客戶提供一站式cae整體解決方案，目前已為全國超過500家企業(yè)提供cae分析服務(wù)。如需購買cae軟件或咨詢服務(wù)請聯(lián)系電話：13632683051，咨詢QQ：4006046636。

 學(xué)習(xí)建議

 市場上各類軟件繁多，不要期望什么軟件都要學(xué)習(xí)，對于應(yīng)用者而言，最終的目的是應(yīng)用于實(shí)際工程應(yīng)用。而我們更多的要選擇一款在工程領(lǐng)域普及應(yīng)用較多的軟件去學(xué)習(xí)，目前個人覺得主要還是以上述列舉幾家公司的CAE產(chǎn)品為主。當(dāng)然我們要更多的結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)與CAE方面進(jìn)行互補(bǔ)和積累。當(dāng)深入到一定程度后，理論知識的深入對于你的CAE應(yīng)用是有益的。

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