【CAE】前處理軟件ANSA與Hyperworks性能對(duì)比

一、綜述

ANSA與Hyperworks是世界上最優(yōu)秀的兩款前處理軟件,在有限元分析領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,它們能極大地提高了cae工程師的工作效率,縮短了前處理所花費(fèi)的時(shí)間。同時(shí)這兩款軟件有著各自的風(fēng)格和特點(diǎn)。

根據(jù)世界范圍內(nèi)用戶評(píng)價(jià),在網(wǎng)格劃分方面,ANSA表現(xiàn)出了比hyperworks更高效,網(wǎng)格質(zhì)量更好的特點(diǎn)。下面重點(diǎn)介紹一下ANSA相對(duì)于Hyperworks的一些優(yōu)勢(shì),供大家參考。

二、優(yōu)勢(shì)介紹

1.快捷方便的操作

◎ANSA采用單級(jí)菜單操作;hyperworks采用是多級(jí)菜單,選取菜單命令速度慢,工程師在劃分網(wǎng)格的時(shí)候,具體的操作就是不斷的點(diǎn)擊鼠標(biāo)來(lái)完成一個(gè)個(gè)的命令。ANSA的單機(jī)操作大大減少了操作人員點(diǎn)擊鼠標(biāo)的次數(shù),提高了工作效率。

◎ANSA提供了按特征選取能力,能按殼單元邊edge、體單元面facet、macros、角度范圍選取需要操作的對(duì)象;ANSA提供的這個(gè)按特征選取能力要比Hypermesh方便快捷很多。

◎ANSA能對(duì)通過(guò)邏輯運(yùn)算(and, or, not, …)隱藏和顯示操作對(duì)象,符合人們的一般思維方式,

在進(jìn)行大規(guī)模網(wǎng)格劃分的時(shí)候,可方便顯示需要的區(qū)域,屏蔽不需要顯示的區(qū)域。

2.豐富的CAD接口功能

ANSA具有豐富的CAD接口,能方便的和各種CAD進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。尤其是對(duì)UG,CATIA,pro-e主流CAD的接口方面。同時(shí)ANSA提供了批處理數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?這一點(diǎn)比Hyperworks要快的多。在處理IGS模型方面,ANSA由于導(dǎo)入的幾何精度比Hyperworks導(dǎo)入的要高,速度方面略比Hyperworks慢一些。

3.強(qiáng)大的幾何清理能力

幾何清理通常要占前處理工作量的20%~30%。而ANSA在幾何清理方面具有非常大的優(yōu)勢(shì)。

◎ANSA能夠去除復(fù)雜倒角、能建各種曲面結(jié)構(gòu);

◎對(duì)各種幾何特征操作的功能非常全面;

◎幾何導(dǎo)入精度高,對(duì)于大結(jié)構(gòu)里面的小特征也能很好地表達(dá)。

◎尤其對(duì)于幾何面得切割方面,用hypermesh會(huì)經(jīng)常遇到無(wú)法切割的或者將面切壞的情況,這一點(diǎn)ANSA要明顯比hypermesh要好。

4.人性化的網(wǎng)格與幾何關(guān)聯(lián)和分離能力

◎復(fù)雜結(jié)構(gòu)的初始網(wǎng)格,通常局還需進(jìn)行調(diào)整。ANSA網(wǎng)格與幾何關(guān)聯(lián)的能力,使得清理幾何特征的同時(shí),自動(dòng)生成新的網(wǎng)格,無(wú)需冗余的手工操作。Hyperworks在最近的一些版本中也借鑒的這個(gè)思想(topology revision->remesh),但目前功能不夠成熟,工程師較少采用。

◎在ANSA中,既可以幾何關(guān)聯(lián),同時(shí)還提供了幾何和網(wǎng)格進(jìn)行分離操作。一方面ANSA可以根據(jù)有限元網(wǎng)格生成關(guān)聯(lián)的幾何;另一方面也提供了眾多可直接修改有限元模型的方法。這樣給用戶修改有限元模型時(shí),可以用兩種方法來(lái)修改,既可以修改幾何后自動(dòng)重構(gòu)網(wǎng)格,亦可以在有限元網(wǎng)格模型上進(jìn)行局部修改,比hyperworks更方便一些。

5.豐富的網(wǎng)格生成算法

ANSA提供了更多網(wǎng)格生成算法,方便用戶選擇,這一點(diǎn)上,ANSA明顯要優(yōu)于Hyperworks。

◎殼單元有spot- me(焊點(diǎn)優(yōu)化)、free(自由劃分)、map、gradual(漸進(jìn)算法)、adv.fr、best(程序自動(dòng)判斷各種算法)等;

◎體單元有meshv、map、extrude、rotate、offset、glide、sweep等;

◎開(kāi)關(guān)按鈕a.mesh自動(dòng)網(wǎng)格重劃,2nd ord生成二階單元等。

6.單元質(zhì)量調(diào)整能力強(qiáng)

ANSA可以更加靈活地調(diào)整單元質(zhì)量。

◎多種自動(dòng)網(wǎng)格質(zhì)量?jī)?yōu)化算法:reshape、recons、fix qual;

◎強(qiáng)大的手動(dòng)調(diào)節(jié)能力:節(jié)點(diǎn)操作——自由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MV FREE,MV SURF是很方便的移動(dòng)表面節(jié)點(diǎn)功能、節(jié)點(diǎn)對(duì)齊ALIGN、孔特征修改MV HOLE;節(jié)點(diǎn)粘結(jié)PASTE,A.PASTE、插入節(jié)點(diǎn)INSERT;單元編輯——JOIN、SPLIT等;SPLIT可以很方便的切出自己想要的網(wǎng)格形狀,Hypermesh雖然也有SPLIT這個(gè)功能,但操作起來(lái)就沒(méi)有ANSA方便。

◎FREEZE、 UNFREEZE凍結(jié)保護(hù)已劃分單元,這樣有利于我們?cè)诓僮髌渌P(guān)聯(lián)面時(shí)不會(huì)將已劃分好單元的面節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)格改變,Hypermesh就沒(méi)有此項(xiàng)功能。

◎比如在單元質(zhì)量warping檢查和提高方面,ANSA可以將表面網(wǎng)格鎖定后用Fix Quality來(lái)自動(dòng)調(diào)整單元質(zhì)量,要比Hyperworks方便很多。

7.對(duì)于劃分面網(wǎng)格而言,簡(jiǎn)單的中面抽取方面Hyperworks要比ANSA略快;但是對(duì)于復(fù)雜模型的中面抽取,ANSA更具優(yōu)勢(shì)。另外根據(jù)國(guó)外用戶的情況,簡(jiǎn)單中面一般用CAD軟件來(lái)抽取效率更高,比如可以用UG;復(fù)雜中面則要用有限元前處理軟件來(lái)取得。

8.對(duì)于單元厚度及材料的賦予,ANSA可以在抽中面時(shí)就很方便的賦予中面厚度及材料屬性,給工程師提供了很大的方便,在Hypermesh現(xiàn)在的新版本現(xiàn)在也借鑒這個(gè)功能,但功能不夠成熟。

9.在顯示的選取方面,ANSA早版本中就已經(jīng)可以根據(jù)模型的PID,MID和Thickness等顯示模型,而在最新的hypermesh版本中才可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)顯示功能;

10.從國(guó)際上眾多用戶評(píng)價(jià)來(lái)看,在面網(wǎng)格劃分方面,ANSA劃分網(wǎng)格速度要明顯比Hyperworks要快;在四面體網(wǎng)格劃分方面,ANSA要比Hyperworks快很多;簡(jiǎn)單幾何模型六面體網(wǎng)格劃分方面,Hyperworks則提供了更好的方法,速度更快;對(duì)于復(fù)雜幾何模型的六面體網(wǎng)格劃分,則需要進(jìn)行相應(yīng)的幾何剖分,此時(shí),ANSA比其他軟件都好。

11.ANSA具有豐富的連接管理器,能方便的處理有限元模型的各種連接,比如螺栓連接、焊接、粘接、膠接等。在處理焊點(diǎn)方面,ANSA在國(guó)際上被評(píng)為最優(yōu)秀的軟件。據(jù)測(cè)試,焊點(diǎn)數(shù)量在500以內(nèi)的,利用Hyperworks的圖形顯示比較直觀、方便。如果焊點(diǎn)的數(shù)量增加,比如做一個(gè)整車,焊點(diǎn)可能上萬(wàn),則用圖形顯示不是很方便了。

12.集成任務(wù)流程管理(Task manager)和集成CAE數(shù)據(jù)管理(Data management)

在較大規(guī)模的CAE應(yīng)用領(lǐng)域,數(shù)據(jù)管理和任務(wù)管理是項(xiàng)目工程師必須認(rèn)真考慮的重要內(nèi)容,ANSA的集成任務(wù)流程和CAE數(shù)據(jù)管理能夠有效地協(xié)助客戶完成這方面的工作。

◎集成任務(wù)流程管理能方便地完成任務(wù)分組排配和工作流程的標(biāo)準(zhǔn)化;

◎集成CAE數(shù)據(jù)管理有利于企業(yè)數(shù)據(jù)維護(hù)和資源重利用。

13.可視化的裝配模型管理功能

◎縮略圖顯示,直觀快捷。

14.簡(jiǎn)單易用的二次開(kāi)發(fā)能力

ANSA二次開(kāi)發(fā)主要是基于自身的類c腳本語(yǔ)言,具有c語(yǔ)言基礎(chǔ)的人可以很快掌握。

15.廣泛而完善的多種CAE求解器模板

◎全面支持NASTRAN、LS-DYNA、PAM-CASH、RADIOSSS、ANSYS、 PERMAS、CFD 、FLUENT、FLUENT-2D、OPENFOAM、STAR、UH3D。

16.強(qiáng)大的Morphing功能

◎支持Geometry Morphing和Fe-Model Morphing;

◎支持Box Morphing、2D Morphing、Parameterized Morphing、Direct Morphing。

17.快速的CFD網(wǎng)格生成,hypermesh在CFD網(wǎng)格生成方面很差。

18.其他專業(yè)化工具

◎ANSA的螺栓建模器;

◎橫截面生成工具;

◎編輯—過(guò)濾—修改(EFM)工具等

三、小結(jié)

總的來(lái)說(shuō),ANSA是一款非常優(yōu)秀的前處理軟件。相對(duì)于Hyperworks而言ANSA在幾何清理、單級(jí)菜單系統(tǒng)、網(wǎng)格與幾何關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)和任務(wù)管理、流體網(wǎng)格生成等方面有明顯優(yōu)勢(shì)。由于ANSA的界面采用單既菜單操作,對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)相對(duì)于Hypermesh的多級(jí)菜單容易上手;并ANSA對(duì)電腦顯卡的要求比hypermesh要低,只要稍作設(shè)置,就可以很輕松的應(yīng)付極大模型。