结构有限元及其应用软件
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。
135个有限元分析的软件介绍
135个有限元分析的软件介绍有限元软件点评1. 做结构分析或者谱分析可以考虑用ansys,新手初学推荐，软件评价: a 介质容易搞到b 正版的也不贵c 盗版同仁一堆一堆，易交流d 前后处理界面比较友好。
e 个人以为是所有fea软件中二次开发最好的。
2. 做热耦合的非线性分析可以考虑marc。
软件评价：a 非线性计算方面比较强，至少是很有口碑。
b 很多用户化子程序用起来方便，直接写就完了，不需要和ansys一样，需要和内核混编c 其他方面也都足能胜任，和ansys相伯仲(除了非线性计算比ansys强)缺陷：a 最令人梦魇的mentat屏幕菜单，居然到marc2000还不升级到弹出菜单，分特b 价钱比ansys贵一些，后处理也不如ansys丰富c 自从被msc收购后发展前景令人驻足，首先msc拥有目前最好的前后处理器patran，估计没兴趣改进mentat把，顶多最后把marc的前处理换成patran,内中一切接口问题。
再者同时发展nastran和marc,不知道msc力量够呼？3 .做碰撞分析，或者动力学分析,可以考虑用patran+dytran软件评价：a patran是目前为止偶所用过的最好的前后处理器b dytran处理起碰撞问题还是很职业的，对于一般的动力学问题更加是小儿科了缺陷： a 比较贵。
b 上手dytran比较困难，需要一定时间，要成为大师更加要对它的卡片填法了然。
c 对动力学问题的控制非常全面，可惜太专业，有效性值得怀疑。
任何一个人我想都大概不想为了仅仅验算一下自己的简单模型是否正确而去把某个软件的方方面面都摸透。
4. 做板料成形分析，推荐用deform或者autoform软件评价：a 极易上手，有针对单独问题的固有某块，用户只需要傻瓜型填填数就ok了b 计算很有效，由于是针对专门问题开发的，计算非常有效，很多方面的处理很能激发出用户的智慧火花。
缺点：a 比较贵b 盗版介质难寻c 虽然易用，但二次开发难，参数控制也不如dytran多。
有限元软件在建筑结构建模应用——有限元分析软件与国内结构设计软件的区别
有限元软件在建筑结构建模应用——有限元分析软件与国内结构设计软件的区别摘要：本文以Etabs、Sap2000、Midas等有限元软件的精细化模型为背景，与国内传统设计软件PKPM和YJK的工程应用进行对比，总结了复杂结构建立模型过程中需要注意的问题，简要介绍了国内外设计流程的区别，对国内工程师承接国外工程设计有一定参考意义。
关键词：建筑结构建模有限元软件刚性隔板0 引言由于国内建筑行业发展迅猛，设计周期短，对模型建立、检查往往停留在整体指标及荷载是否有遗漏等较浅的层面，这对结构设计有一定的安全隐患。
实际上，建筑结构模型的建立对结构内力有很大程度的影响，更合理的模型模拟对结构安全度有很大程度的提升。
而不合理的模拟有时表面上减少了工程造价，实际上对结构安全的牺牲往往超出工程师的预估。
1建模对比Etabs、Sap2000、Midas是完全集成的面向对象的分析、设计、优化和数字环境的结构分析和设计软件。
可以采用平面、立面和自定义视平面进行功能强大的3D建模（如右图）。
传统软件PKPM及YJK基本上仍然是2D建模结合3D视图功能。
前者是真正基于有限元理论基础上开发的工程应用软件，在材料定义、边界条件等应用上完全由工程师进行定义，而后者是完全由国内市场所需，将内力分析与设计高度融合，实现快速设计快速出图。
a.在异形洞口、构件边角部应对单元划分适当加密，防止应力过度集中现象导致设计结果偏差过大。
b.单元大小变化趋势不宜过大，矩形单元的精度通常高于三角形单元。
2模型要素PKPM及YJK软件是结构类软件的特例，极大的促进了工程设计速度并减少了工程师的工作量。
但在国际上，通常，通过有限元软件建立的建筑结构模型，需工程师考虑以下方面（如右图所示的Etabs扩展功能，可以快速找到相应建模定义模块，而YJK和PKPM相对繁琐，集成度较低）：材料属性定义a.结构刚度的构成（材料属性及本构关系的定义、梁柱等线单元、板墙等壳单元）；b.楼板的近似模拟（刚性隔板及半刚性隔板、刚性板、弹性板、膜单元等）；c.节点约束及单元局部坐标系；d.刚域指定；e.质量源；f.静力荷载及伪静力荷载（恒荷、附加恒荷、活荷载、风、地震等等）；g.温度作用及混凝土徐变、收缩；h.结构模态（自振周期）；i.P-Δ效应；j.指定施工次序等；k.承载力极限状态荷载组合及正常使用极限状态荷载组合；l.设计的适用规范及标准。
有限元的分析软件Ansoft在电机领域中应用
有限元的分析软件Ansys在电机领域中应用有限元分析是现代工程和科学领域中最强大的工具之一。
它是一种仿真技术，可用于预测复杂结构的加载和行为。
此技术已经在各种领域得到了广泛的应用，包括航空航天、汽车、建筑、医学设备等，也在电机领域中广泛应用。
Ansys是一家专业的机械仿真软件公司，推出了Ansys Maxwell、Ansys Q3D Extractor、Ansys Icepak等多款电磁仿真软件。
本文将重点介绍Ansys最著名的电机仿真软件Ansys Maxwell在电机设计中的应用。
Ansys Maxwell介绍Ansys Maxwell是Ansys专为电力电子、电机、传感器设计等行业推出的电磁仿真软件。
Ansys Maxwell提供了各种电机部件和材料的建模，通过有限元解算技术实现了对电机运行性能的全面分析。
Ansys Maxwell在电机领域的具体应用包括：电机的磁场仿真在电机部件上施加预定义的电源电压波形或电流波形，Ansys Maxwell可计算它们所产生的电磁力和涡流、磁通密度和磁力线等参数。
与他平面上的分析方法相比，有限元分析技术能够更好地解决非线性、非均匀和几何较复杂的问题。
电机的热老化仿真Ansys Maxwell不仅可以分析电机的电磁性能，还可以通过Ansys Icepak模块进行热仿真，分析磁场作用下电机的温度分布和热点位置等运行状况，从而设计出更加稳定的电机。
电机的噪声与振动仿真电机在工作时往往会产生噪声和振动。
在电机设计阶段，利用Ansys Maxwell 可进行噪声和振动仿真。
通过识别和测试电机的激励源和耦合过程，可以预测电机的声功率级和振动特性，从而优化电机设计。
Ansys在电机领域的应用实例应用Ansys Maxwell，企业可以快速准确地设计和验证新的电机概念和产品，预测其性能和优化设计，降低设计成本和提高设计效率。
以下列举了Ansys在电机领域的应用实例。
无刷直流电机的磁场和振动分析以无刷直流电机为例，Ansys Maxwell在电机的建模、噪音和振动分析方面做出了贡献。
常见工程结构分析软件介绍
常见工程结构分析软件介绍1. 概述工程结构分析软件是用来模拟和分析各种建筑、桥梁、高速公路、塔楼等工程结构的行为和性能的计算机软件。
这些软件通常基于有限元法（Finite Element Method, FEM）进行建模和分析，能够预测结构在各种负载和环境条件下的变形、应力和振动等参数，从而为工程设计和评估提供依据。
在本文中，我们将介绍几种常见的工程结构分析软件。
2. ANSYSANSYS是一种广泛使用的工程结构分析软件，它提供了强大的模拟和分析功能，可以用来研究和优化各种工程结构的性能。
ANSYS可以用于建立复杂的三维模型，应用包括结构力学、流体力学、电磁场分析等。
它的有限元分析求解器可以精确地模拟结构的行为，并提供详细的应力和变形分析结果。
ANSYS的用户界面友好，容易上手，支持多种模型导入和导出格式。
它还提供了丰富的预处理和后处理工具，包括模型几何修改、网格生成、结果可视化等，能够满足工程师对于结构分析的各种要求。
3. ABAQUSABAQUS是另一个常用的工程结构分析软件，它也基于有限元法进行建模和分析。
ABAQUS提供了强大的物理建模和求解功能，可以用于分析多种结构，如建筑物、桥梁、航空航天器等。
ABAQUS的求解器可以处理复杂的非线性问题，如接触、材料非线性和大变形等。
ABAQUS的用户界面清晰简洁，支持脚本编程，可以通过Python脚本实现自动化分析任务。
它还提供了各种后处理功能，包括曲线绘制、动画生成和结果可视化等，方便用户对分析结果进行进一步的分析和展示。
4. SAP2000SAP2000是一种广泛应用于结构分析和设计的软件，它可用于各种建筑和土木工程结构的模拟和分析。
SAP2000提供了丰富的建模和分析功能，包括静力分析、动力分析和频率分析等。
SAP2000的用户界面简单直观，支持多种模型导入和导出格式。
它提供了强大的网格生成功能，能够快速生成复杂结构的网格模型。
此外，SAP2000还具备丰富的分析和设计工具，例如钢筋设计、模态提取和地震响应分析等，可以帮助工程师更好地完成结构的设计和评估。
国内建筑结构领域常用有限元分析软件及选择
国内建筑结构领域常用有限元分析软件及选择近些年，随着电脑的飞速发展，有限元软件的开发也是日新月异，特别是随着人们对结构分析的精确性和高端性的追求，越来越多的国内外有限元软件被结构工程师所采用。
大致整理了一下，目前国内建筑结构领域使用的计算软件有：PKPM、3D3S、MTS、MST、同济启明星、ETABS、SAP2000、SAFE、PERFORM-3D、MIDAS、STAAD PRO、ROBOT、EASY、FORTEN、ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、MARC、LS-DYNA等。
其中PKPM、3D3S、MTS、MST、同济启明星属于国内开发的软件，目前使用的也比较普遍，效果也不错；ETABS、SAP2000、SAFE、PERFORM-3D、MIDAS、STAAD PRO、ROBOT、ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、MARC、LS-DYNA是国外引进的软件，目前在国内使用的也是十分普遍，而且因为一些国人有崇洋媚外的习惯，所以相对来讲国外软件使用的更多，认可度也更高，当然，老外软件的质量起到了关键的作用。
那么这么多软件在实际使用中怎么选择呢？其实每个软件都有其独到之处，针对计算工程的不同特点，可以选择不同的分析软件，有时候可以起到事半功倍的效果。
下面就谈一下自己的一点拙见，首先是国内软件：1、在国内PKPM可以将是葵花宝典级别的。
对于多高层结构特别好用，其最大的优点，也是大家所依赖的就是可以很快的配筋并出图。
现在也可以实现一些空间结构的建模与分析，但是使用起来还是有些不方便。
早期人们一直都是用PKPM行遍天下，只是后来随着ETABS等国外软件进来后才有人开始对其有些微词，因为很多人觉得PKPM 算起来有问题，比如不同版本算的结果区别、不规则结构建模不方便啦等，但是只要是做设计的，没有人能离开PKPM的。
2、3D3S不知道如何给它定位。
这是同济大学张其林老师开发的，可以计算的结构体系有：轻钢、厂房、多高层结构、空间钢结构、索膜结构等，可以进行中国规范校核。
ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比
ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比1.功能和应用领域：ANSYS是一款强大的通用有限元分析软件，包括结构、热力学、流体力学等多个领域，能够模拟各种复杂的物理现象。
它具有灵活的建模能力，可以进行静力学、热分析、模态分析、优化等多种分析，并且易于与其他软件集成。
ANSYS在航空航天、能源、汽车、电子等众多领域具有广泛的应用。
ABAQUS是由达索系统公司开发的有限元分析软件，主要用于结构和材料领域的分析。
它提供了丰富的分析类型，包括静力学、动力学、热分析、流体-结构耦合等。
ABAQUS具有强大的非线性分析能力，适用于复杂的材料行为和结构变形的仿真。
它在航空航天、汽车、能源等领域得到了广泛应用。
2.用户界面和建模：ANSYS提供了直观友好的用户界面，可以通过命令行或图形界面进行交互。
它具有丰富的建模和网格划分工具，能够快速创建几何模型并生成高质量的网格。
ANSYS还提供了强大的后处理工具，可以对计算结果进行可视化和分析。
ABAQUS的用户界面相对较为复杂，需要通过命令行或者Python脚本进行操作。
它的建模功能相对较少，对于复杂的几何模型需要使用其他软件进行前处理。
ABAQUS的后处理能力强大，可以进行详细的结果分析和可视化。
3.材料模型和求解算法：ANSYS提供了丰富的材料模型，包括线性弹性、非线性弹性、塑性、损伤等多种模型。
它使用有限元方法进行求解，可以选择不同的求解算法和求解器，如直接法、迭代法等。
ANSYS的求解速度较快，特别适用于大规模模型和复杂加载条件。
ABAQUS同样提供了多种材料模型，包括线性和非线性模型。
它使用显式和隐式求解算法，具有较好的稳定性和精度。
ABAQUS在非线性分析和大变形问题上有较好的表现，但对于大规模模型的求解速度相对较慢。
4.支持和学习资源：ANSYS和ABAQUS都拥有庞大的用户群体和丰富的学习资源。
两者均提供了官方文档、教程、培训等支持服务，用户可以从官方网站获取相关资料。
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。
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中国海洋大学本科生课程大纲
课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修
一、课程介绍
1.课程描述（中英文）：
本课程是一门重要的结构计算分析课程，通过多媒体教学和上机练习，系统学习结构有限元FEM的基本原理和方法，熟悉掌握通用有限元应用软件ANSYS进行结构静力和动力分析的方法和步骤，并初步掌握使用ANSYS进行海工典型结构强度计算的方法。
Structural finite element method and its application software is an important course of structural calculation and analysis. Through multimedia teaching and computer practice, the basic principles and methods of Finite Element Method (FEM) are learned systematically. The general finite element application software ANSYS for the methods and procedures of structural static and dynamic analysis are mastered.At the same time, the strength calculation method of typical ocean engineering structures using ANSYS is preliminarily mastered.
2.设计思路：
有限元方法是一种现代设计方法，应用于结构设计中，是一种具有重要经济意义和巨大潜力的先进结构设计技术。
因此选择该课程作为结构设计方面的一门必修课程，主要介绍结构有限元的基本原理和方法，还选择了通用的有限元软件ANSYS进行示例分析。
包括要求掌握有限元法的基本思想和基本原理、平面刚架结构的有限元法、弹
性力学平面问题以及结构动力学问题的有限元基本理论，并通过通用的有限元软件ANSYS了解解决相关问题的过程，同时掌握ANSYS进行结构静力和模态分析的基本步骤和方法，了解ANSYS进行结构瞬态动力分析的基本步骤。
3.课程与其他课程的关系：
先修课程为船舶结构力学。
本课程与船舶结构力学相关，在掌握了结构分析的基本概念和方法之后才能很好地学习结构有限元方法。
在后续课程中结构有限元及其应用软件为学生在海洋平台设计课程设计及毕业设计中提供了平台建模、海工结构强度分析的方法和技能。
二、课程目标
本课程的目标是学习掌握现代结构分析方法FEM，初步掌握通用的有限元软件ANSYS进行结构建模和分析，为船舶与海洋工程结构设计、强度校核提供计算结果，为海洋结构动力响应分析提供建模基础。
1. 知识获取
（1）掌握结构有限元的一般方法和步骤，通过平面刚架问题的计算了解结构有限元的基本概念、思路和方法。
（2）熟练掌握ANSYS进行简单结构的实体建模、加载和动静力分析。
（3）了解典型海洋工程结构有限元建模的特点和技巧。
2. 思维方法培养
（1）培养结构有限元分析中的网格划分方法和大小对结构计算精度和计算时间的平衡思维。
3. 能力培养
（1）具有对刚架结构、平板结构进行有限元的建模和分析能力
（2）具有一定的导管架平台有限元建模和分析的能力。
三、学习要求
结构有限元及其应用软件是一门理论和实践性都很强的课程，在机房上课，人手一台计算机，强调实际ANSYS操作能力的培养。
要达到以上学习任务，学生必须：（1）按时上课，上课认真听讲，积极参与结构分析典型案例分析。
本课程将包含较多的课堂有限元ANSYS作业练习和课后结构有限元计算作业。
（2）保质保量地按时完成课堂ANSYS作业练习和课后结构有限元计算作业，每位学生一个账号通过网络提交课堂ANSYS作业，只有在各项作业中认真练习才能够不断提高ANSYS的操作水平和结构分析的技能。
四、教学进度
五、参考教材与主要参考书
1. 参考教材
[1] 有限元法基础及ANSYS应用，黄国权主编，机械工业出版社，2004年6月第1版
2. 主要参考书
[1] 有限元法及ANSYS程序应用基础，张力主编，科学出版社，2008年10月第1版
[2] 工程中的有限元法，T.R. Chandrupatla, A.D. Belegundu著，曾攀译，清华大学出版社，2006年
11月第1版
六、成绩评定
（一）考核方式 B ：A.闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他
（二）成绩综合评分体系：
七、学术诚信
学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为。
他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。
本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。
八、大纲审核
教学院长：院学术委员会签章：。