有限元软件介绍和比较

有限元软件介绍和比较一、msc/patran+nastran, ansys, abaqus 三者的比较俺最喜欢的是msc/patran+nastran，因为当年国内飞机公司最先引进的就是nastran，其菜单式的操作，比用手写有限元程序，爽多了！！特别是建立飞机这类巨大型结构，可以说，只有patran的建模最强！！（有人在仿真说abaqus能建整个飞机模型，哈哈，吹牛不上税，就凭其目前功能，要花一百年！！）另外，msc财大气粗，其教程是手把手式，航空上最常用的有限元分析，都有现成的例题，step by step，傻瓜都会很快地入门！！由于其广泛应用于航空航天/汽车工业，所以，至今为止，如果要学CAE软件，俺认为应首选msc/patran+nastran。

与patran+nastran相比，ansys的界面就低了一些，操作也没有patran舒服。

不过，差别不是很大。

ansys据俺的体会，唯一的强项就是多场耦合。

其他的功能，msc/patran+nastran都有。

不过，ansys的apdl语言比较高级，是其最大优势，或者说，msc 应向这一方向发展！！不过，apdl最开始学也很费事，得一条一条查，一条一条记，这个过程没有两三个月下不来。

由此，ansys的清爽度比msc差一些。

abaqus，如果自己用手编写过有限元程序的，入门应该不难。

其命令格式，跟自己用手编程序一个套路。

abaqus的强项是其分析功能很全面，特别是非线性部分，基本上都包含了。

abaqus最大的缺点是上手慢，其教程太差，除了几本手册，基本上等于没有教程。

要学abaqus，其时间要比msc, ansys长多了！！现在看，学abaqus实在没什么省时间的方法（比如它的 training lecture，一本250$，买来一看，气晕俺，还没手册说得详细！！），所以唯一的笨方法就是要看手册啦。

(如果说msc是windows点鼠标时代的水平，abaqus就是敲dos命令的原始时代。

不过，如果愣要用非线性分析，而nastran/ansys都没用，也只能用abaqus了。

估计几年后，其CAE应能发展patran的水平，其教程应有step by step的水平。

否则，为了一个非线性，多花数倍的时间，实在不爽！！或者说，花一辈子时间，才会用其中一部分功能，真可谓生也有涯，学也无涯，以有涯学无涯，不如不学算了！！二、MSC.PATRAN和ANSYS比较MSC.PATRAN最早由美国宇航局(NASA)倡导开发的, 是工业领域最著名的并行框架式有限元前后处理及分析系统，其开放式、多功能的体系结构可将工程设计、工程分析、结果评估、用户化身和交互图形界面集于一身，构成一个完整 CAE集成环境。

ANSYS软件是融结构、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。

由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Algor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。

在建立复杂模型上ANSYS不如PATRAN，但PATRAN很繁琐。

ANSYS比较适合于教学和科研，但ANSYS的求解效率确实不如NASTRAN。

所以NASTRAN比较适合于工程。

比较如下：1、PATRAN界面层次分明，建模思路清晰；ANSYS界面菜单重叠、繁杂、互相覆盖，建模思路交替杂乱，条理不清。

2、PATRAN在一个界面内完成所有的同类模型（Geo. Fem BC. Mat. Prop.等各自为一类）操作。

而ANSYS要重复打开和关闭多个相互重叠覆盖的界面，才能完成一个特征的创建和参数的输入等操作，非常烦琐。

3、PATRAN将计算任务提交给NASTRAN在后台运算后，在前台PATRAN仍然可以进行各种建模操作。

而ANSYS提交了计算任务后，就不能再使用其前后处理功能。

ANSYS的使用效率就大大地降低。

4、PATRAN可以根据问题的具体情况，采用灵活的建模方式。

点、线、面和实体之间，没有任何创建顺序的限制，底层的几何特征对上层的几何特征没 "{>有必然的约束，可以随意删除底层特征。

而ANSYS几何体的创建采用由底向上（point-line-surface-solid）的模式，不能删除底层几何特征（例如，由面生成体后，不能再对面进行删改），给修改模型增加了困难。

同时，无疑会增大模型文件。

5、PATRAN伴随着许多功能菜单有一系列相应的图标，建模操作方便明晰。

ANSYS 无图标，建立几何特征和有限元特征时，辅助选项少。

例如，创建线时，只有1种点与点相连生成线的方法，因此必须先有点points。

再如，选取线与线的相交点时，相交线都自动被删除，而很多时候，这些线是不能删除的。

6、PATRAN中Geometry和FEM的每一个操作中，有关的选项多。

可以利用各种不同的选项构造出复杂的和更精确的Geometry模型和FEM模型。

而ANSYS的每个操作，选项都较少，建立复杂模型既困难又麻烦。

7、PATRAN的所有操作不受模型复杂程度的限制，ANSYS的Boolean运算，对于较复杂体，并不能多次地进行运算，主要对简单的几何体比较有效。

因此，当建立较大的模型时，比较困难。

8、PATRAN中的Group可以作为一个独立的模型，并在其中添加各种特性参数。

GROUP可以象1个特征一样进行Copy 、Translate、Revolve、Mirror等运算,对于创建包含相同几何结构的模型，非常简便。

而ANSYS中的Component只能作为一个同类特征（Point、Line、 Surface、Solid）的集合，没有Transform功能。

9、ANSYS没有模型的装配功能。

相应于PATRAN中的Group，ANSYS是omponent。

但在建立Component之前，首先必须是已经建立了大的模型（装配模型），然后在模型中选取指定类型的1种几何特征（point、line、surface、solid）或者有限元特征(node、element)，要先有大的装配模型，后有小的部件模型。

不能先建立一个空的Component,然后在其中建立模型。

这与装配的要求正相反。

|10、PATRAN可以在不同的Group中输入.db文件，然后组装在一起，便于建立复杂结构模型和多人并行协同工作。

ANSYS没有输入多个.db文件的功能，不能多个人同时建立模型的不同Part部分的.db文件，然后输入一个新文件中组装在一起。

11、PATRAN的几何建模思路和术语同CAD的基本相同。

现在CAD/CAE往往紧密相连，CAD软件非常普及的情况下，学会用CAD之后，就很快可以学会用PATRAN建立几何模型。

MSC软件可以更紧密地同CAD软件结合在一起。

而ANSYS的建模思路和术语与CAD几乎完全不同。

12、ANSYS中需要用户选择确定的单元繁多，凌乱。

而NASTRAN虽然提供的单元更多，但根据输入的特性、边界条件和结果求解方式等，在后台自动选取单元类型，因此在PATRAN 中简化了有限元模型建立过程，同时也使得模型更准确。

13、PATRAN中进行检查验证最后以图形的形式直观准确地显示出来。

而ANSYS绝大部分检查不以图形方式显示，只是以List形式列表。

14、PATRAN中输入参数，既可以离散的形式，也可以通过Field这项功能以解析式PCL FUNCTION的形式，这对于在模型的大范围内输入与模型形状有关的变化参数，既简便又准确。

而ANSYS只有离散输入形式。

15、PATRAN中特性Property的修改方便，不需要进入Geometry和FEM中，直接调出相应的Property修改有关的参数即可。

而在ANSYS中修改单元特性，要求再选取相应的单元，重新设置参数，经过多次的界面转换。

16、PATRAN中几何模型与有限元模型可以完全脱离，可以单独对几何模型进行各种操作运算而不涉及有限元模型。

而在ANSYS中有限元模型完全从属于几何模型，两者连在一起，不能随意改动几何体，无形中会增大.db文件。

17、PATRAN板的厚度可以表示成空间坐标的函数，直接施加在几何模型上，然后传到有限元模型中。

而ANSYS只能在每个板单元的4个节点上定义不同的厚度，不能在整个板上定义变厚度。

18、PATRAN中一切特性的名字都以任意简单易记的字符表示，直观明了。

ANSYS 的材料名、实常数（单元特性）名都只能以1 2 3 …数字的形式命名，区分不同特性时很困难，常常要做笔记注名。

数据库中已有哪些特性，也无显示。

而修改某项参数时，必须进行几个界面的操作才能完成，很烦琐。

19、PATRAN的边界名字都以字符的形式表示。

ANSYS的边界条件名字以数字的形式表示。

加多个边界条件时，相互之间进行区分就很困难，修改起来也麻烦。

20、ANSYS输入非线性材料有时存在一定困难。

例如，输入与温度有关的材料参数m(T)时，输入温度点T=10℃ 100℃上的m(T)后，就无法再输入T=10℃ 20℃上的m(T)。

ANSYS要求后面输入的温度数值必须高于前面相应点的温度数值，前后两组数据存在T= 20℃<T=100℃，就出现问题。

21、PATRAN的Undo功能给建模提供了极大的方便。

而ANSYS虽一直想添加此功能，但仍没有实现。

22、PATRAN中模型的鼠标动态亮显功能，以及ERASE功能，方便了选择重叠的特征。

ANSYS无此功能。

23、PATRAN在创建模型的过程中，在命令行窗口中实时地显示相应于界面操作的PCL，这便于图形界面和PCL的交互使用，也便于很快熟悉掌握PCL。

而ANSYS的APDL命令流却不能显示，只能用编辑器打开.Log文件查看。

24、PATRAN的后处理和前处理一样，都直观显示。

PATRAN的后处理界面上，各种工况和计算步都直观地列出在下拉菜单框中，可以随意选取任一步查看计算结果。

而ANSYS 的载荷工况和计算载荷步并不显示出来，需要列表查询或者查询做的笔记，来查看有什么工况和有多少计算步。

25、PATRAN中后处理可以组合计算结果。

利用几个简单的载荷工况，通过施加不同的比例系数，组合出复杂载荷工况的结果。

三、浅谈ABAQUS、MARC、Adina和ANSYS%!仅供参考这里我整理了一下以前我在其它讨论区的发的帖子和本次对CAE软件用户多少的原因浅析，供Abaqus和CAE同仁做“信息参考”，或发挥各自的评论，下面仅是我个人的观点，不偏见任何软件。

1、市面上最多用户CAE软件---可能是ANSYS ：有关市面上各种CAE软件用户究竟有多少? 很难评估，但可以肯定不管什么用户(合法或非法用户)，我个人统计、调研(包括网上论坛、文章发表等)可以肯定ANSYS软件的用户最多。