分析比較ABAQUS、MARC、Adina、ANSYS四種CAE軟件

有關市面上各種CAE軟件用戶究竟有多少? 很難評估,但可以肯定不管什么用戶(合法或非法用戶),我個人統(tǒng)計、調研(包括網(wǎng)上論壇、文章發(fā)表等)可以肯定ANSYS軟件的用戶最多。其主要原因是: 1. ANSYS軟件自帶的前后處理功能較強; 2. Ansys有教育版

  有關市面上各種CAE軟件用戶究竟有多少? 很難評估,但可以肯定不管什么用戶(合法或非法用戶),我個人統(tǒng)計、調研(包括網(wǎng)上論壇、文章發(fā)表等)可以肯定ANSYS軟件的用戶最多。其主要原因是: 1. ANSYS軟件自帶的前后處理功能較強; 2. Ansys有教育版<=2000節(jié)點(流體)和<=1000節(jié)點(固體)、大學版(節(jié)點1600和3200)以及商用版(無限制);3. Ansys軟件涉及的面較廣(應力場、溫度場、流場和電磁場、優(yōu)化設計、拓撲優(yōu)化設計、隨機有限元等)。Ansys軟件的高校教育計劃做的比較早、比較好。

  ABAQUS軟件進入中國,在我的記憶中,也大約在90年代左右,它本身沒有前后處理,國內其前后處理主要借助于Patran軟件,這也是發(fā)展其用戶致命的弱點,到90年代中后期,才開始其前后處理軟件的開發(fā),也就是現(xiàn)在的ABAQUS-CAE/Viewer,但是有某些原來的參數(shù)引入不進其CAE中,些參數(shù)主要是涉及到巖土工程中的某些參數(shù),ABAQUS5.8.14的命令行可以全部引入,但其CAE中不行,后來我一直跟蹤ABQUS6.0~6.3.3某些參數(shù)還是沒有解決,只有回歸老版本。但對于機械行業(yè)、板筋成形方面一點沒有問題。Abaqus在北美的石油行業(yè)的研究院所和石油專業(yè)的院下均有,他們主要是“租”軟件,而不是“買斷”軟件,只要每年交租金,那么均可以免費升級。而我國主要是“買斷”某一版本,要升級就在交升級費。

  本身ABAQUS軟件的開發(fā)一開始就是基于高度非線性問題,其理論性較強,專業(yè)性較強,要求用戶背景知識的起點較高,加上“以前”又沒有自己的前后處理功能,其微機版的問世也比其它軟件晚,有沒有高校培養(yǎng)計劃……因此,導致其用戶較少。 

  1).如果做接觸問題,選擇軟件的順序為Abaqus、Adina、Marc和Ansys,接觸問題本身就是一個高度非線性問題,前三者本身就是基于高度非線性問題而開發(fā)的,從建立接觸對(因為接觸對中按材料硬度可分硬-硬、硬-軟、軟-軟,如果相同硬度,那么那個接觸體誰大、誰小, 那個是凸面、那個是凹面等->來確定誰是接觸面、誰是目標面等考慮)的方便程度和收斂程度為以上順序。

  2).如果對結構要做結構優(yōu)化設計或拓撲優(yōu)化設計,那么Ansys最強,Ansys軟件中直接有優(yōu)化設計模塊,是單目標優(yōu)化設計,設計變量有結構尺寸變量和狀態(tài)變量(如某些地方的某種應力不能超過某一值,或某一變形不能超過多少),優(yōu)化結構變量寫入APDL程序中,如果對APDL程序不是很熟悉,那么可以通過Ansys軟件界面菜單完成建模和目標變量和設計變量設置,然后把所有操作過程寫入*.log 或*.lgw文件中,它們是文本文件,以APDL程序保存的,用記事本等調出此*.log 文件進行整理,整理出循環(huán)迭代結構,另存文件名,在菜單中執(zhí)行優(yōu)化模塊時,直接調此文件,一次性優(yōu)化出結果。其它幾個軟件中沒有結構優(yōu)化設計模塊,但也可以通過自己編寫個小程序,用MARc、Adina和Abaqus對結構進行優(yōu)化設計,但首先要熟悉如何取某節(jié)點或某單元的結果數(shù)據(jù),使其在設計范圍內尋求最優(yōu)。

  3).如果從界面菜單上建模方面來講,目前Adina、Abaqus與Ansys旗鼓相當,MARC最弱,甚至前兩者超過ANSYS軟件的建模,Adina-m和Abaqus/CAE的建模方式是基于現(xiàn)代CAD的建模方式(如類似Pro/E、UG、Solidwork等,其蒙皮技術、復雜曲面掃描技術遠強于ANSYS)。

  4). 如果從編程序建模,那么Ansys最強,因為它有自己的APDL程序語言,所有結構尺寸都可以參數(shù)化,這也是其率先開發(fā)結構優(yōu)化設計和拓撲優(yōu)化設計模塊的基礎。Marc也有一個python,但很不好用。Adina 可以在Adina-in準備文本模型文件,但不能設置變量參數(shù),可以通過文本編輯處理模型數(shù)據(jù)。Abaqus與Adina一樣,可以編輯輸入模型文件參數(shù)。

  5). 如果從結構網(wǎng)格劃分的方便程度來講(這里不指自由網(wǎng)格劃分),設置網(wǎng)格線、面、體的分段數(shù)和質量較好的映射網(wǎng)格方面,這幾個軟件的排序是Abaqus、Ansys、Adina和Marc。

  6). 從用于教學方面,只有Ansys(<2000節(jié)點)和Adina有教學版(900節(jié)點)。