大型有限元软件-第一讲.pptxVIP

大型有限元软件张雄华中科技大学工程计算与仿真研究所2010.9

课程背景更为快速的交通工具更大规模的建筑物更大功率的发电装置更为先进的电子设备更为精密的机械设备随着现代科学技术的发展产品技术性能预测与优化设计分析产品的安全性、适用性、可靠性涉应力场、温度场、电磁场和声场等要求计算机辅助工程CAE

课程背景在工程实践中，有限元分析软件应用使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面：提高设计效率和缩短设计周期、减少设计成本；增强产品的可靠性；采用优化设计，降低材料的消耗或成本；在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题；模拟各种试验方案，减少试验时间和经费；进行机械事故分析，查找事故原因。

常见大型有限元软件ANSYSLS-DYNAABAQUSMARC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。在国内各行业应用十分广泛，可以采用命令流APDL语言模式进行建模和分析,在多场耦合分析具有过人之处。非线性计算能力较差，收敛速度较慢；岩土材料的本构关系也很少。LSTC公司的LS-DYNA软件长于冲击、接触等非线性动力分析。是一个通用显式非线性动力分析有限元程序。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。一套先进的通用有限元系统，属于高端CAE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。ABAQUS不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，但对爆炸与冲击过程的模拟相对不如DYTRAN和LS-DYNA3D建模方便，非线性计算能力强，收敛速度快，大概比ANSYS快5～6倍；计算土和水的功能很强，提供了土的摩尔－库仑模型（线性和非线性）、修正邓肯－张模型和修正剑桥模型；计算混凝土的功能不够强；摩擦分析能力不强

常见大型有限元软件NASTRANADINACOSMOS它独创有许多特殊解法,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,还同时具有隐式和显式两种时间积分方法。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。大型通用结构有限元分析软件，一款具有高度可靠性的结构有限元分析软件。长于线性有限元分析和动力计算，因为和NASA(美国国家宇航局)的特殊关系，它在航空航天领域有着崇高的地位。号称求解速度最快的有限元软件,但相对影响比较小，其研发者将保证收敛的迭代法，又称做快速有限元法导入产品之中，使其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。

常见大型有限元软件DytranAdamsDeformMSC公司开发的冲击碰撞分析软件。具有物质流动算法和流固耦合算法。在同类软件中，其在爆炸分析、高速侵彻等高度非线性、流固耦合方面有独特之处。机械系统动力学自动分析软件，材料均为刚体，不考虑其变形。对虚拟机械系统进行静力学,运动学和动力学分析,输出位移,速度,加速度和反作用力曲线.可用于预测机械系统的性能,运动范围,碰撞检测,峰值载荷等。

是针对复杂金属成形过程的三维金属流动分析的过程模拟分析软件。其应用包括锻造、挤压、镦头、轧制,自由锻、弯曲和其他成形加工手段。能够分析金属成形过程中多个关联对象耦合作用的大变形和热特性。系统中集成自动网格重划生成器，在要求精度较高的区域，可以划分较细密的网格，从而降低题目的规模，并显著提高计算效率。

HyperWorks(HyperMesh)01Patran有限元分析常用前后处理器,网格划分（前后处理）专用软件中，当属老大MSC的网格划分软件，前后处理器。02常见大型有限元软件

常见大型有限元软件比较有名的大型有限元软件还有：Algor，Pamcrash,COMSOL(FemLab)，I-DEAS，PKPM，SAP2000，Fluent等等，不一一赘述。国产：JIFEX、FEPG、SAP84各种软件在国内用户的大致分布

当今有限元方法的一个重要特点1是和CAD软件的无缝集成。因为有限元经常用于形状比较复杂的结构构件分析，通过和具有三维造型功能和CAD软件集成，使设计和分析紧密结合、融为一体。目前，许多商业化有限元分析软件都开发了和著名的CAD软件（例如Pro/ENGINEER、Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks、IDEAS、Bentley和AutoCAD等）的接口。2更为强大的网格处理能力。由于结构离散后的网格