目前最流行的有限元分析軟件有ANSYS、ADINA、ABAQUS和MSC,其中ADINA和ABAQUS是業界最受認可的兩個有限元分析軟件。ANSYS和MSC進入中國比較早,所以在中國比較知名,應用也比較廣泛。目前幾大公司在多個物理場的耦合中可以實現結構、流體、熱的耦合分析,但其他三者必須配合其他軟件進行叠代分析,唯壹能實現真正流固耦合的軟件是ADINA。
ANSYS是較早商業化的軟件。目前,該公司已經收購了旗下的許多其他軟件。ABAQUS側重於結構分析。目前,沒有流體模塊。MSC是老軟件,目前更新速度比較慢。ADINA是在同壹系統下開發的結構、流體和熱分析軟件。它功能強大,但進入中國較晚,市場還沒有完全鋪開。
結構分析能力排名:1,ABAQUS,ADINA,MSC,ANSYS。
流體分析能力排名:1,ANSYS,ADINA,MSC,ABAQUS。
耦合分析能力排名:1,ADINA,ANSYS,MSC,ABAQUS。
性價比排名:ADINA最好,其次是ABAQUS,ANSYS,MSC。
ABAQUS軟件與ANSYS軟件的對比分析
1.全球知名度:
兩個軟件都是國際知名的有限元分析軟件,在全球都有自己廣泛的用戶群體。ANSYS軟件在致力於線性分析的用戶中有著良好的口碑,在計算機資源的利用和用戶界面的開發方面也做出了巨大的貢獻。ABAQUS軟件致力於更復雜、更深入的工程問題,其強大的非線性分析功能在設計和研究中得到了高端用戶的廣泛認可。
因為ANSYS的產品比ABAQUS更早進入中國市場,而且5年前ANSYS的界面在當時是數壹數二的,所以在中國,無論是用戶數量還是市場推廣,ANSYS軟件都高於ABAQUS。然而,隨著ABAQUS北京辦事處的成立,ABAQUS軟件的用戶數量和市場份額正在大幅穩步增長,並有望在未來幾年內趕上並超過ANSYS。
2.應用領域:
ANSYS軟件註重應用領域的拓展,已經覆蓋了流體、電磁場、多物理場耦合等廣泛的研究領域。ABAQUS專註於結構力學及相關領域,致力於解決該領域深層次的實際問題。
3.性能價格比
由於靈活的價格政策,ANSYS軟件具有多種銷售方案,在解決常規的線性和耦合問題時具有良好的性價比。但在實際工程中,非線性是壹種遠比線性普遍的自然現象,線性通常只是對非線性的理想化假設。隨著研究水平的提高和研究問題的深入,非線性問題必然成為工程師和研究人員面臨的課題,成為制約深入研究和精確設計的瓶頸。購買ABAQUS軟件可以很好的解決這些問題,縮短開發周期,減少測試投入,避免重新設計。工欲善其事,必先利其器。使用不合適或低級分析工具的成本遠遠超過使用合適工具的成本。所以從綜合效益和長遠效益來看,ABAQUS軟件的經濟性也是非常突出的。
4.求解函數
對於常規的線性問題,兩種軟件都可以很好地解決,並且在模型規模限制、計算流程、計算時間等方面相似。
ABAQUS軟件在解決非線性問題方面具有明顯的優勢。它的非線性涵蓋了材料非線性、幾何非線性和狀態非線性等多個方面。
此外,由於ABAQUS/Standard(通用程序)和ABAQUS/Explicit(顯式積分)都是ABAQUS公司的產品,兩者之間的數據傳輸非常方便,可以很方便地考慮預緊力等動靜組合的計算。
ABAQUS軟件的求解器是壹個智能求解器,可以解決其他軟件不收斂,其他軟件也收斂的非線性問題。ABAQUS軟件具有更快的計算收斂速度,更易於操作和使用。
5.人機界面
ABAQUS/CAE是ABAQUS公司新開發的軟件運行平臺。它吸收了同類軟件和CAD軟件的優點,並與ABAQUS求解軟件緊密結合。
與有限元軟件的其他接口程序相比,ABAQUS/CAE具有以下特點:
采用L CAD對窗口系統進行建模和可視化,具有良好的人機交互特性。
強大的模型管理和負載管理方法為多任務、多工況的實際工程問題的建模和仿真提供了便利。
針對實際工程中接觸問題的普遍性,單獨設置了交互模塊,可以準確模擬實際工程中的各種接觸問題。
l參數化建模方法,為實際工程結構的參數設計和優化以及結構修改提供了有力的工具。
6.綜合性能比較
總而言之,ABAQUS軟件具有:
單元類型更多,有433種單元類型,提供了更多的選擇,能更好地反映細微的結構現象和現象之間的差異。除常規結構外,它還可以方便地模擬管道、接頭和纖維增強結構等實際結構的力學行為。
l材料模型較多,包括材料的本構關系和破壞準則,僅橡膠材料模型就有16。除常規金屬材料外,還能有效模擬復合材料、土壤、塑料材料、高溫蠕變材料等特殊材料。
ANSYS軟件、ABAQUS軟件和ADINA軟件的對比分析
1.全球知名度:
三個軟件都是國際知名的有限元分析軟件,在全球都有自己廣泛的用戶群體。
ANSYS軟件在致力於線性分析的用戶中享有很好的聲譽。ABAQUS軟件致力於復雜而深入的非線性工程問題;除了求解非線性問題,ADINA軟件的多物理場流固耦合求解功能也是全球唯壹的專利技術。
2.應用領域:
三種軟件都是大型通用分析軟件,都有各自廣泛的應用領域。
ANSYS註重應用領域的拓展和組合,已經涵蓋了結構、溫度、流體、電磁場、多物理場耦合等廣泛的研究領域。ABAQUS只有結構分析的功能,功能僅限於結構力學領域。ADINA軟件和ANSYS軟件壹樣,包含了結構、溫度、流體、流固耦合等功能,所以應用領域相當廣泛。
3.性能價格比
三個軟件都是美國的有限元分析軟件,價格差別不是特別大,但是ABAQUS軟件因為只有結構分析的功能,所以整體最便宜。但如果需要流體計算或多物理場耦合求解功能,相信ANSYS軟件和ADINA軟件會是更好的選擇。
4.求解函數
對於常規的結構線性問題,三種軟件都可以很好地解決,並且在模型規模限制、計算流程和計算時間上相似。
ABAQUS軟件和ADINA軟件在解決非線性問題上具有明顯的優勢。ANSYS軟件和ADINA軟件在流體和多物理場的耦合功能上有著不可比擬的優勢。
5.人機界面
ANSYS/Workbench、ABAQUS/CAE、ADINA/AUI都是基於CAD的建模和可視化窗口系統,具有良好的人機交互特性。三個軟件都提供了除窗口操作之外的命令流輸入,但是ABAQUS/CAE並不支持所有命令流的CAE界面操作。
6.建模方法
ANSYS軟件和ADINA軟件都采用了以Parasolid為核心的實體建模技術,因此可以真正無縫地與其他以Parasolid為核心的CAD軟件進行數據交換,而且自身的建模功能非常強大。ABAQUS軟件的兩種建模方法,CAE模塊和輸入文件,是由兩家不同的公司開發的。CAE模塊功能不全,有些功能只能通過編輯INP輸入文件來實現。
7.網格劃分
三款軟件都提供了多種網格劃分器,可用於復雜模型的自由網格生成。
除了常見的網格生成,ANSYS軟件和ADINA軟件還可以自動生成復雜模型的六面體網格,節省了技術人員的工作時間,保證了網格的精度。
8.綜合性能比較
ANSYS軟件的命令流操作非常方便,在結構循環優化方面有優勢,但目前僅限於線性方面,非線性方面功能較差,基本沒有功能;
ABAQUS軟件在顯式非線性方面有壹些特點,但是隱式非線性不如ADINA,不具備流體的功能。
ADINA軟件在結構非線性和多物理場耦合方面表現優異,是世界上最強大的有限元軟件之壹,具有世界上最好的流固耦合分析功能。