三大有限元分析軟件(ABAQUS、ANSYS、MSC)的優缺點是什麼?應如何選擇?

1.Abaqus是達索公司旗下的軟件。法國達索公司很出名,這就不需要多說啦,航空及汽車行業的同學應該都知道。旗下還有Isight、Tosca、FE-SAFE、Simpoe-Mold、Simpack等軟件。這幾款軟件基本都是靠收購收進來的。最出名的是Abaqus,被達索收購後發展很快,特別是開發了更加易用的前處理模塊後。 Abaqus非線性能力是行業翹楚的。相比較其他有限元軟件,進入中國進行市場推廣較晚,所以目前更多的在於教育市場的普及,後續可能迎來爆發。Abaqus基本每個版本都有漢化版,英語不自信的同學,可以方便多啦!Tosca側重做結構分析的優化計算,但貌似相對Optistruct在非線性的優化能力上較好點。Simpoe-Mold重點在於塑料產品的注塑成型分析,但功能相對於MoldFlow而言,能力上稍微遜色一點。MoldFlow的可靠性和認可度更爲廣泛。
2.ANSYS:ANSYSAPDL、ANSYSWorkbench、Fluent、CFX、Icepak、ICEM、Ansoft。安世亞太公司的ANSYS可能最被中國人熟知,因爲他進入中國市場的時間較早,教育市場培育較好。近年來陸續收購的着名的流體分析軟件Fluent和CFX,及電磁仿真軟件Ansoft,使其在多學科仿真領域的能力愈發強大。 其中ANSYSAPDL就是常言的經典版,界面相對“古老”點,操作性不太人性化,但功能齊全,APDL語言的應用是其特色,對於入門者較難掌握,但熟練對分析效率可以事半功倍。

ANSYSWorkbench使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。雖然是調用的ANSYS求解器,但進行結構強度分析時有少數特殊的功能依然需要通過APDL才能實現。可以滿足工程中絕大多數的分析模擬。Icepak是針對電子產品或系統散熱問題進行仿真的一款工具,對於曲面的網格處理能力較好,據悉是調用的的Fluent求解進行計算。同類產品有另一家公司Mentor的Flotherm,市場認可度似乎比Icepak更好。

ICEM是進行前處理的工具,特別對於流場分析的處理,屬於非常突出的,可以劃分出非常漂亮的六面體網格。這對於對於網格要求較高的流體分析計算是非常有益的。Ansoft是一款電磁分析工具,在電磁分析領域認可度很高。疲勞分析有跟N-code合作,N-code在高低周疲勞的計算能力應該算是頂尖之一了。(疲勞分析工具目前更多爲人認可的還有MSC.Fatigue、FE-Safe)Fluentt和CFX在流體分析領域都是佼佼者,在行業內也更多爲人認可。另外顯示動力學領域有跟Ls-Dyna合作,Ls-Dyna是一款很強悍的顯示動力學分析工具,也爲同行認可。有免費的前後處理工具LSPP,其官網有相應的教程

3.MSC:MSC.Patran、MSC.Nastran、MSC.Marc、MSC.Adams、MSC.Dytran、MSC.Simxpert、MSC.Fatigue。 MSC公司的拿手產品是其求解器MSC.Nastran,因與美國NASA關係不同尋常,也就奠定了MSC.Nastran的行業地位,在國內外的航空工業、軍工領域的應用均較爲普遍。與其配套使用的是MSC.Patran,主要進行前後處理,Patran是一款通用的前後處理工具,也看作爲其他CAE軟件進行前後處理。(備註:據瞭解市場上有些其他公司的Nastran軟件,是源自2000前後的反壟斷商業訴訟而釋放出來的部分代碼而開發的。) Marc非線性分析能力非常突出,在製造業強國德國、日本的行業認可度非常高,但目前市場推廣不盡如人意,但軟件本身的能力還是非常強大的。Dytran是顯示動力學分析工具,主要計算三維問題中的爆炸、瞬時碰撞等問題。
Simxpert是MSC的一款綜合了前面幾個核心產品的軟件,貌似想更好的是數據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和其他公司在前後處理方面的努力而言,沒有獲得較大的突破性和亮點,市場普及型還待。。。
綜上所述,可以有個大致排名如下:
結構分析能力排名:ABAQUS、MSC、ANSYS
耦合分析能力排名:ANSYS、MSC、ABAQUS
流體分析能力排名:ANSYS、MSC、ABAQUS
性價比排名:ABAQUS、ANSYS、MSC

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