有限元分析软件优势对比

1、几款常用有限元软件的比较(2013-03-0816:12:16)转载，标签：分类：CAEansys经常有朋友问到常用几款有限元软件的优劣问题，笔者也很关注，也用过一些常用软件,下面首先转发网上一些朋友对于常用有限元软件的评价，最后表明自己的观点。下面是网上一些朋友的评价。目前流行的CAE析软件主要有NASTRANADINA、ANSYSABAQUSMARCMAGSOFTCOSMOS。以下为对这些常用的软件进行的比较和评价：LSTC公司的LS-DYNAK列软件。LSDYNA长于冲击、接触等非线性动力分析。LS-DYNA一个通用显式非线性动力分析有限元程序，最初是1976年在美国劳伦斯利弗莫尔国家实

2、验室由J.O.Hallquist主持开发完成的，主要目的是为核武器的弹头设计提供分析工具，后经多次扩充和改进，计算功能更为强大。虽然该软件声称可以求解各种三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等接触非线性、冲击载荷非线性和材料非线性问题，但实际上它在爆炸冲击方面，功能相对较弱，其欧拉混合单元中目前最多只能容许三种物质，边界处理很粗糙，在拉格朗日一一欧拉结合方面不如DYTRAfM活。MSC.software公司的DYTRA敞件在同类软件中，DYTRAbe高度非线性、流固耦合方面有独特之处。MSC.DYTRA程序是在LS-DYNA3曲框架下，在程序中增加荷兰PISCES;INTERNATIONA

3、公司开发的PICSES的高级流体动力学和流体结构相互作用功能，还在PISCES的欧拉模式算法基础上，开发了物质流动算法和流固耦合算法发展而来的。但是，由于MSC.DYTRANb一个混合物，在继承了LS-DYNA3屯PISCES优点的同时，也继承了其不足。首先，材料模型不丰富，对于岩土类处理尤其差，虽然提供了用户材料模型接口，但由于程序本身的缺陷，难于将反映材料特性的模型加上去；其次，没有二维计算功能，轴对称问题也只能按三维问题处理，使计算量大幅度增加；在处理冲击问题的接触算法上远不如当前版的LS-DYNA3Di:面。HK铃司的ABAQU歌件ABAQUS是一套先进的通用有限元系统，属于高端CAE

4、软件。它长于非线性有限元分析，可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大的复杂问题和模拟高度非线性问题。ABAQUSF但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究，其系统级分析的特点相对于其他分析软件来说是独一无二的。需要指出的是，ABAQUSt爆炸与冲击过程白勺模拟相对不如DYTRAN口LS-DYNA3DADINAADINA是近年来发展最快的有限元软件，它独创有许多特殊解法，如劲度稳定法(StiffnessStabilization),自动步进法(AutomaticTimeStepping),外力-变位同步控制法(Load-Displacement

5、Control)以及BFGS弟度矩阵更新法，使得复杂的非线性问题(如接触，塑性及破坏等）,具有快速且几乎绝对收敛的特性，且程式具有稳定的自动参数计算，用户无需头痛于调整各项参数。另外值得一提的就是它有源代码，我们可以对程序进行改造，满足特殊的需求。NASTRANNASTRAN是大型通用结构有限元分析软件，也是全球CAE工业标准的原代码程序。NASTRA陈统长于线性有限元分析和动力计算，因为和NASA袈国国家宇航局）的特殊关系，它在航空航天领域有着崇高的地位。NASTRANJ求解器效率比ANSY涓一些。ANSYSANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，发

6、展了很多版本，但是它们核心的计算部分变化不大，只是模块越来越多，这些模块并不是ANSYS司自己搞的，而是把别人的东西买来集成到自己的环境里。ANSY繇统擅长于多物理场和非线性问题的有限元分析，在铁道，建筑和压力容器方面应用较多。AlgorALGOR属于中高档CAE分析软件，在汽车，电子，航空航天，医学，日用品生产，军事，电力系统，石油，大型建筑以及微电子机械系统等诸多领域中均有广泛应用。它最大的特点是易学易用，界面友好，操作简单，这可以极大提高软件应用者在工程实际中的效率。COSMOSCosmos相对影响比较小，但Cosmos的最大特点是运算速度快，这是其他软件所不能比拟的。Cosmos的研发

7、者将保证4敛的迭代法-又称做快速有限元法导入COSMOS产品之中，使新的有限元分析软件对磁盘空间上的要求大幅降低，占用计算机系统的内存也大大减少，因此分析速度大幅加快，超越传统甚多。卜面是一些CAE软件用户的体会。如果要学CA瞰件，俺认为应首选msc/patran+nastran。ansys据俺的体会，唯一的强项就是多场耦合。不过，ansys的apdl语言比较高级，是其最大优势。abaqus的强项是其分析功能很全面，特别是非线性部分，基本上都包含了。abaqus最大的缺点是上手慢，其教程太差，除了几本手册，基本上等于没有教程。如果愣要用非线性分析，而nastran/ansys都没用，也只能用a

8、baqus了。abaqus解决岩土、混凝土等的非线性问题比marc要好，光本构就一大堆，而且例子也多，而ansys岩土能力为零。汽车领域90蛆上的LICENSE是hypermesh+nastran。HYPERMESH万金油，在汽车领域的另外常用搭配是HYPERMESH+ABAQUSh相当比重。鄙人是先用MARC/Mentat,后用ABAQUS/Patran。在做学术问题的时候，更倾向于使用ABAQU求解。对于习惯于使用数据输入文件的人来说，在模型比较简单情况下，ABAQUST一定的优势。因为MARC勺输入文件要比ABAQUS1读懂，工况的变化也不如ABAQU灵活。（1是，MARC的求解器速度非

9、常地快，类似的问题要比ABAQU映几倍。Mentat的网格划分功能也十分地强。其功能绝对不比Partran差。Patran的通用性远比MARC虽。它可以产生Nastran,ABAQUSMAR等所需的文件，也可以读取它们的结果文件。有的时候我就是先采用Mentat生成网格（尤其是不规则边界的模型），然后再用Patran将网格数据转化成ABAQUS勺输入文件。在大多数情况下，其速度要比单独用Patran快而且网格的质量也较好。下面是笔者的体会。对于上述软件，笔者大部分都用过，不过用得最多的还是ANSYS所以还是把这些软件与ANSY&匕较来谈。LS-DYNA,是公认的计算冲击，碰撞问题的很牛

10、的软件。ANSYStk的确购买了它的求解器进行冲击，碰撞问题的计算。不过，在ANSYSWORKBENCH勺AUTODYNC件计算冲击，碰撞的功能与LS-DNYA相似，也非常好。该软件不仅具有FEM求解器，也具有有限体积求解器用于计算流体，以及无网格方法进行爆炸的仿真，做得非常好，并不比LS-DYNA。ABAQUS,非线性计算的行家。笔者使用ABAQUIS印象最深的是它对于多载荷步的计算和规划，以及它的软件设计思想，非常严密而且直观。而笔者在用ANSYSS行结构非线性计算的时候，则总要进行很多参数的设置，也比较容易不收敛。我想，如果做非线性结构分析，ABAQUS勺确无可替代。NASTRAN,结构

11、分析做得很好，用起来感觉不出与ANSYSt多大的差别。在中国也占领了相当大的用户市场，笔者用它做分析，没有很特别的感觉。COSMOS,多物理场分析专家。计算速度飞快，设置耦合条件也很好，操作也很方便。有时候感觉是太方便了，都有点不习惯。不过笔者也只是在七，八年以前用过，并没有用得很深入。HYPERMESH前处理专家。在网格划分方面，恐怕没有哪个软件可与之匹敌。其对网格的精密而底层的控制，令人叹为观止。所以，设若要做几何清理，划分网格，HYPERMESH确是首选。MARC,据说是做非线性很牛的软件。只是操作界面实在不敢恭维，用起来很费劲，以至于笔者都很难去感受它的优点。ANSYS,是笔者用得最多的软件。当初笔者之所以用ANSYS是因为做博士论文要用多物理场耦合，而ANSYS故多物理场耦合的确非常好。在近些年，ANSYSW继收购了一堆很牛的软件，现在对于流体分析，电磁分析，以及瞬态动力学分析已经很强大。至于热分析则很一般，对于岩土结构的静力学计算也不过尔尔。我想，很难评价哪个软件好，哪个软件不好。就一般使用而言，NASTRAN,ABAQUS,ANSYS感觉都差不多，界面都很友好，操作都很方便。如果说最明显的感觉，就是ANSYS故得很全面，流