四种常用有限元计算软件的比较
几款常用有限元软件的比较
[转载]几款常用有限元软件的比较经常有朋友问到常用几款有限元软件的优劣问题，笔者也很关注，也用过一些常用软件，下面首先转发网上一些朋友对于常用有限元软件的评价，最后表明自己的观点。
下面是网上一些朋友的评价。
-----------------------------------------------------------------------------------------------目前流行的CAE分析软件主要有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。
以下为对这些常用的软件进行的比较和评价：LSTC公司的LS-DYNA系列软件。
LSDYNA长于冲击、接触等非线性动力分析。
LS-DYNA是一个通用显式非线性动力分析有限元程序，最初是1976年在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室由J.O.Hallquist主持开发完成的，主要目的是为核武器的弹头设计提供分析工具，后经多次扩充和改进，计算功能更为强大。
虽然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，但实际上它在爆炸冲击方面，功能相对较弱，其欧拉混合单元中目前最多只能容许三种物质，边界处理很粗糙，在拉格朗日——欧拉结合方面不如DYTRAN灵活。
MSC.software公司的DYTRAN软件在同类软件中，DYTRAN在高度非线性、流固耦合方面有独特之处。
MSC.DYTRAN程序是在LS-DYNA3D的框架下，在程序中增加荷兰PISCES;INTERNATIONAL公司开发的PICSES的高级流体动力学和流体结构相互作用功能，还在PISCES的欧拉模式算法基础上，开发了物质流动算法和流固耦合算法发展而来的。
但是，由于MSC.DYTRAN是一个混合物，在继承了LS-DYNA3D与PISCES优点的同时，也继承了其不足。
首先，材料模型不丰富，对于岩土类处理尤其差，虽然提供了用户材料模型接口，但由于程序本身的缺陷，难于将反映材料特性的模型加上去；其次，没有二维计算功能，轴对称问题也只能按三维问题处理，使计算量大幅度增加；在处理冲击问题的接触算法上远不如当前版的LS-DYNA3D全面。
各种有限元软件介绍
ls-dyna 软件是美 国 lstc 公 司 出 品,不是 ansys 公司的产品,可 以集成到 ansys 环境中
支持并行
玻璃成型,生物医学,体育器 材;
5.
MSC MARC
非线性有限元分析.MSC MARC 具有多种物理场的分析能力,复合 场的耦合分析能力, 强大的非线性分析能力, 最先进的接触分析能力, 并行计算功能,丰富的单元库,开放的用户环境,强大的网格自适应 功能,全自动三维网格重划分 有限元分析前后处理.MSC Patran 其友好的用户界面条例清晰,符合 CAE 操作流程,最多不超过三级的菜单按"事件"激发,使用户可随意 接通任何分析任务.对大模型的操作响应及快,包括网格剖分,图形 优化, 数据库优化, 内存管理及屏幕刷新等, 都能快速给出操作结果, 大大加快了分析速度.其几何模型直接访问技术为所有的 CAD 软件 系统间的几何模型沟通及各类分析模型无缝连接提供了完美的集成 环境.MSC Patran 允许用户直接在几何模型上设定载荷,边界条件, 材料和单元特征,并将这些信息自动地转换成相关的有限元信息,以 最大限度地减少设计过程的时间消耗.
支持并行
6.
MSC Patran
不支持并行 支持 Win/Linux/ Unix 系统
7.
MSC Nastran
有限元分析.MSC Nastran 具有极高的软件可靠性,独特地结构动力 航空航天, 国防, 汽车, 造船, http://www.mscs 学分析技术,完整的非线性求解技术,高效的大型工程求解能力 机械制造, 兵器, 铁道, 电子, -ACMS 方法,针对大型问题的优化技术和设计灵敏分析技术,高度 石化,能源材料等 灵活的开放式结构与功能独特的用户化开发工具 DMAP 语言,独特 的气动弹性及颤动分析技术,独特的多级超单元技术,支持 MSC Nastran 所有的分析类型,高效的分布式并行计算 零部件疲劳寿命分析. MSC Fatigue 支持多种有限元软件的求解结果, 自带大量的材料疲劳特性数据库,独特的随机振动条件下的疲劳寿 命,独特的旋转车轮的疲劳分析,具有重设计循环能力,进行真是载 荷工况仿真, 支持 MSC Nastran 所有的 CWELD 选项 ALIGN, GRIDID, ELEMID,支持 XDB 和.OP2 文件 空间站,飞机发动机,汽车, http://www.mscs 铁路, 家电, 电子通讯, 舰船, 石油化工,内燃机,核能,电 站设备,机械制造
有限元软件比较
有限元软件比较1 CAE软件概述CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）是指基于有限元法、有限差分法、有限体积法或者无网格法，利用计算机技术，对复杂工程问题或者产品结构问题进行近似求解的一个软件行业。
在国内有限元法应用最为广泛。
CAE软件可以分为两类：针对特定类型的工程或产品所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软件，称之为专用CAE软件；可以对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进行分析、模拟和优化，以实现产品技术创新的软件，称之为通用CAE软件。
目前世界上的通用有限元软件数以百计，而各种专用的有限元软件则数以千计，但是知名的有限元软件仅十几个，如表1所示。
表1 常用的有限元分析软件图1 国内知名仿真论坛统计比较图1是国内某知名仿真论坛的帖子总数统计情况，应该能够反映国内目前有限元软件用户的分布情况。
2 有限元软件比较ProCast和Deform分别是铸造和锻造领域相关的软件；而作为国内自主研发比较知名的FEPG，虽然在国内产生了一定的影响，但没能在业界得到广泛应用；ANSYS和ALGOR的优势在于线性分析方面；COMSOL Multiphysics中“Multiphysics”翻译为多物理场，其专注于解决多物理场耦合问题，可以实现任意多物理场高精确的数值仿真；而LS-DYNA的优势在于冲击、碰撞等非线性动力分析方面；ADINA和ABAQUS的优势在于非线性分析方面。
ADINA是近年来发展最快的有限元软件，它独创有许多特殊解法，如自动步进法、梯度矩阵更新法等，使得复杂的非线性问题（如结构、流体及流固耦合等），具有快速且几乎绝对收敛的特性。
但是ADINA在复杂的接触问题、热机耦合问题以及优化方面的功能明显比ABAQUS和MSC要弱。
而且ADINA的用户大多集中在高校、研究所，在国内外的工程用户比较少，国内的技术支持能力较弱也不够稳定。
MSC是一个软件集体，包括解决非线性问题的Marc、解决线性优化问题的Nastran、解决瞬态非线性问题的Dytran以及解决机械系统动力学问题的Adams。
各行业有限元软件比较
的气动弹性及颤动分析技术、独特的多级超单元技术，支持 MSC
Nastran 所有的分析类型、高效的分布式并行计算
8.
MSC
零部件疲劳寿命分析。MSC Fatigue 支持多种有限元软件的求解结果、 空间站、飞机发动机、汽车、 http://www.mscs 不支持并行
Fatigue
自带大量的材料疲劳特性数据库、独特的随机振动条件下的疲劳寿 铁路、家电、电子通讯、舰船、 支持 Win/Linux/
度的气动弹性力和力矩；在所限定的条件下计算分布的气弹载荷和位
移以及自由飞行状态和伺机精确机动；支持多种重量条件和多种气动
边界条件；支持设计优化
13. MSC
Patran 和 MSCnastran 的软件集成包，专用于部件级设计的有限元分 部件级设计的有限元分析
http://www.mscs
FEA
析。提供了静力分析、动力分析、热分析、非线性分析、优化设计、
软件；Blade Modeler 是涡轮机械叶片设计软件；CoolSim 是虚拟数据
中心制冷审核服务软件。
2.
ABAQUS ABAQUS 等是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题 属、橡胶、高分子材料、复合 www.abaqus.co 支持并行
的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS 材料、钢筋混凝土、可压缩超
Dytran
种材料及几何非线性，同时提供拉格朗日求解器与欧拉求解器，既能 国防、核工业
支持 Win/Linux/
模拟结构又能模拟流体。具有领先的材料流动欧拉技术、纯结构的有
Unix 系统
限元技术和纯流动的欧拉有限体积技术结构并形成精确独特的流固
耦合技术、集成 Lagrange 技术领先的 LA-DYNA 程序、强大的结构
有限元软件对比表
软件ANSYS ABAQUS MIDAS/GTS简介ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ABAQUS是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。
ABAQUS 除了能解决大量结构（应力/位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透/应力耦合分析）及压电介质分析GTS将通用分析程序MIDAS/Civil的结构分析功能和前后处理程序MIDAS/FX+的几何建模和网格划分功能结合后，加入了适合于岩土和隧道领域的专用分析功能。
MIDAS/GTS提供了静力分析、渗流分析、动力分析、边坡稳定分析、非线性动力分析等功能。
特点ANSYS软件注重应用领域的拓展，覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域由于ABAQUS 优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得ABAQUS 被各国的工业和研究中所广泛的采用前后处理的便利性；多种分析功能和材料模型；卓越的分析规模和分析速度；直观亲和的图形后处理；计算书自动生成。
有限元分析软件及应用
有限元分析软件及应用有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种工程力学的数值计算方法，用于模拟和分析材料或结构在力学、热学、流体力学等领域的行为。
有限元分析软件是用于进行有限元分析的工具，提供了对复杂问题进行建模、求解和分析的功能。
下面将介绍几种常用的有限元分析软件及其应用。
1. ANSYS：ANSYS是全球领先的有限元分析软件之一，适用于多个领域，如结构力学、流体力学、电磁场等。
在结构分析方面，ANSYS可以进行静力学、动力学、疲劳分析等，可应用于航空、汽车、能源、医疗等行业。
2. ABAQUS：ABAQUS是另一个广泛使用的有限元分析软件，适用于结构、热、流体、电磁等多个领域的分析。
ABAQUS提供了丰富的元件模型和边界条件，可以进行复杂结构的非线性、瞬态、热源等分析，广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。
3. MSC Nastran：MSC Nastran是一款专业的有限元分析软件，主要用于结构和动力学分析。
它提供了丰富的分析和模拟工具，可进行静力学、动力学、疲劳分析等。
MSC Nastran广泛应用于航空、汽车、船舶等领域，具有较高的准确性和可靠性。
4. LS-DYNA：LS-DYNA是一款用于求解非线性动力学问题的有限元分析软件。
它可以进行结构和流体的动态响应分析，主要应用于汽车碰撞、爆炸、冲击等领域。
LS-DYNA具有强大的求解能力和灵活性，可以模拟复杂的物理现象和材料性能。
除了上述几个常用的有限元分析软件外，还有许多其他软件也具有广泛的应用。
有限元分析在实际工程中有着广泛的应用，下面以汽车结构分析为例进行介绍。
汽车结构分析是有限元分析的一个重要应用领域。
有限元分析软件可以帮助工程师对汽车的结构进行模拟和分析，评估其在碰撞、强度、刚度等方面的性能。
首先，工程师可以使用有限元分析软件对汽车的结构进行建模。
软件提供了各种几何建模工具，可以根据汽车的三维CAD数据进行建模，或者使用简化的二维平面模型。
(完整版)国内外主要有限元分析软件比较
有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。
有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
常见软件有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。
目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。
软件对比ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。
ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名：1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS流体分析能力排名：1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS耦合分析能力排名：1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析1．在世界范围内的知名度两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。
ANSYS 软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。
ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
几乎所有的有限元分析的软件介绍——让你对CAE软件更了解
几乎所有的有限元分析的软件介绍——让你对CAE软件更了解有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种数值计算方法，用于求解结构、固体力学、热传导和流体力学等领域中的工程问题。
它通过离散化技术将复杂的连续体问题转化为一个有限数量的单元问题，再通过求解这些单元的代数方程组得到整个问题的近似解。
在工程领域，有限元分析常常被用来进行结构强度、振动、疲劳和优化分析等。
下面将介绍几个常见的有限元分析软件，包括ANSYS、ABAQUS、LS-DYNA和SolidWorks Simulation。
1.ANSYSANSYS是一款全面的有限元分析软件，包含了结构分析、流体动力学、电磁场分析和耦合多场分析等功能。
它具有强大的前后处理功能和丰富的材料模型库，可以模拟各种复杂的物理现象。
ANSYS还提供了多种优化算法，用于进行结构和材料参数的优化设计。
它广泛应用于航空航天、汽车、能源和电子等领域。
2.ABAQUSABAQUS是一款广泛应用于工程和科学领域的有限元分析软件，主要用于求解复杂的结构、流体和热力学问题。
它具有强大的建模和求解能力，支持线性和非线性分析。
ABAQUS还提供了各种完整的元件库和材料模型，同时支持多学科的耦合分析。
它适用于多种工程和科学领域，如航空航天、汽车、生物医学和材料科学等。
3.LS-DYNALS-DYNA是一款专注于动力学和非线性问题的有限元分析软件，用于模拟高速碰撞、爆炸和弹道问题等。
它具有优秀的显式求解器和平行计算能力，能够处理大型和复杂的模型。
LS-DYNA还提供了丰富的材料模型和接触算法，支持多物理场耦合。
它适用于汽车、航空航天、国防和地震等领域。
4. SolidWorks SimulationSolidWorks Simulation是一款基于SolidWorks CAD软件的有限元分析工具，用于进行结构和流体力学分析。
它提供了友好的用户界面和强大的建模和分析功能，能够快速进行设计验证和性能优化。
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四种常用有限元计算软件的单元方向，材料方向以及复合材料定义的
比较：
一． MSC.PATRAN/NASTRAN
单元方向：PATRAN中的单元坐标系是由单元节点的顺序来确定的（X轴平行与单元的其中一条边，Y轴与之垂直，Z轴是它们的差乘）。
应力应变的输出均按照其每个单元所固有的单元坐标系的方向来输出，但不从坐标系上区分正负。
正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。
材料方向：PATRAN中定义的材料方向是一个向量，也即0度铺层方向。
材料坐标系的方向决定着各向异性材料的材料数据方向，是为了确定材料数据中E1的方向，E2与之垂直，E3是前两个的差乘。
PATRAN中材料方向并不决定应力应变的输出方向。
（各向同性材料而言其材料方向没有实际意义）
复合材料：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向为将材料方向偏转这个度数后的方向。
（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最外层）。
结果里各个层输出的都是主轴方向的应力应变。
二． MSC.MARC
单元方向(同PATRAN)：MARC中的单元坐标系是由单元节点的顺序来确定的。
应力应变的输出均按照其每个单元所固有的单元坐标系的方向来输出，但不从坐标系上区分正负。
正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。
材料方向(同PATRAN)：MARC中定义的材料方向是一个向量，也即0度铺层方向。
材料坐标系的方向决定着各向异性材料的材料数据方向是，为了确定材料数据中E1的方向，E2与之垂直，E3是前两个的差乘。
MARC中材料方向并不决定应力应变的输出方向。
（各向同性材料而言其材料方向没有实际意义）
复合材料（与PATRAN有区别）：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向为将材料方向偏转这个度数后的方向。
（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最内层）
三． ABAQUS
材料方向（有区别）： ABAQUS软件与上述两种软件最大的不同在于其单元坐标系就是 材料坐标系，局部坐标的1和2轴位于壳平面内，1轴是整体坐标的1轴在壳元上的投影（若整体坐标的1轴垂直于壳面则用整体坐标的3轴投影）。
2轴与1轴垂直，3轴差乘。
其材料坐标系的方向不但决定着各向异性材料的材料数据方向（比如E1表明沿1轴的弹性模量），也同时决定应力应变的输出方向。
与前两种软件相同，应力应变不从坐标系上区分正负，正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。
复合材料（有区别）：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向
为将材料方向偏转这个度数后的方向。
（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最外层：同PATRAN）
四． ANASYS
单元方向： 单元坐标系是每个单元的局部坐标系，一般用来描述整个单元，shell单元默认的单元坐标是以i-j边为基础的坐标系。
应力应变的输出均按照其每个单元所固
有的单元坐标系的方向来输出，但不从坐标系上区分正负。
正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。
材料方向： 材料坐标系是确定材料属性方向的坐标系，一般没有专门建立的材料坐标系，而是参考其他坐标系。
在Ansys程序中，材料坐标是由单元坐标唯一确定的，要确定材料坐标，只要确定单元坐标就行了。
材料坐标系的方向决定着各向异性材料的材料数据方向。
复合材料：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向为将材料方向偏转这个度数后的方向。
四种常用有限元计算软件的梁元截面定义方式的比较：
一． MSC.PATRAN/NASTRA
单元坐标：由左图所示梁的单元坐标是这样规定的：梁轴向为X轴，截面为Y和Z轴。
确定截面：如右图梁截面由1（对应Z轴）和2（对应Y轴）两根轴组成，在PROPERTIES 中的BAR ORIENTION一项中定义的向量方向为截面中2轴的方向。
这样截面的位置就确定了。
注意，图中标出了剪心（刚心）和质心的位置（此图中重合）。
计算偏心时可以参考图中质心的坐标。
下图以三维形式显示了梁单元，能很好的说明问题。
二.MSC.MARC
单元坐标：MARC的梁单元坐标系规定轴向为Z轴，截面上为X和Y轴。
确定截面：在梁属性定义时要定义向量来给出截面上X轴的方向，这样截面就确定了。
注意，MARC梁截面的X轴对应PATRAN梁截面的2轴（也即Y轴），MARC梁截面的Y轴对应PATRAN
梁截面的1轴（也即Z轴）。
另注：在将PATRAN模型通过.BDF文件倒入MARC时应注意---MARC只能识别PBAR命令，所以必须把截面形状的定义方式改为面积和截惯矩的方式。
（注意：PBAR中是I1和I2，按PATRAN中的数据填，导入MARC后会自动将对应关系找对。
但若在MARC界面上填写时则要注意对应关系）
三．ABAQUS
单元坐标：ABAQUS中规定梁的轴线方向为t,截面上有n1和n2两个坐标轴。
确定截面：在PROFILE里的梁截面图如右图所示,图中1轴即为n1轴。
定义梁截面方向时是通过给出一个向量来定出n1轴的方向（与上述两种软件相反），这样截面就确定了。
四．ANASYS
单元坐标：由图所示梁的单元坐标是这样规定的：梁轴向为X轴，截面为Y和Z轴。
确定截面：截面上的Z轴是这样确定的---通过人工定义关键点K来和单元的X轴构成一个平面，这样平面里垂直于X轴的即为Z轴。
Y由Z和X差乘即得。
特殊情况：若梁元平行于整体坐标系的任何一个轴，则截面上的轴由其余两个整体坐标轴的投影得到。