非线性有限元软件

非线性有限元软件MSC_Marc及其在轴承分析中的应用

非线性有限元软件MSC.Marc 及其在轴承分析中的应用Ξ张业1,2,任成祖1,2,刘远新1,2(1.天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室,天津　300072;2.天津大学东超纳米复合结构陶瓷联合实验室,天津　300072)摘要:介绍了Marc 软件的特点、非线性分析功能及其在接触问题上的应用,并将其应用于圆柱滚子轴承的接触分析。

关键词:MSC.Marc 软件;接触分析;轴承中图分类号:TP317 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2004)10-0051-031　MARC 软件简介MARC Analysis Research Corporation (简称MARC )始创于1967年,是全球第一家非线性有限元软件公司。

经过三十余年的不懈努力,MARC 软件得到学术界和工业界的大力推崇和广泛应用,建立了它在全球非线性有限元软件行业的领导者地位。

MARC 公司的主要产品之一是通用的有限元分析软件MARC /MEN TA 。

包括求解器MARC 和前后处理界面MEN TA T 。

图1所示为MEN TA T 与MARC 程序之间的相互关系。

图1　MENTAT 与MARC 及其输入输出文件求解器MARC 是软件的核心,软件强大的非线性有限元分析功能就是由求解器完成的。

MARC 拥有许多对用户开放的子程序,即用户子程序,用户可以根据各自需要编制用户子程序,实现对输入数据的修改、材料本构关系的定义、载荷条件、边界条件、约束条件的变更,甚至扩展MARC 程序的功能。

MEN TA T 是MARC 公司有限元分析软件的图形界面,主要由4部分组成:(1)生成有限元网格;(2)交互式输入边界条件、材料参数、几何参数、初始条件、接触条件、定义载荷工况等;(3)进行有限元数值分析和计算;(4)显示计算结果,进行后处理。

由于其易于操作、方便灵活、直观快捷,使用户有更多的时间去关注问题的本质,而不会陷入繁琐的数据准备之中。

敦朴-DIANA高端非线性有限元分析解决方案

前处理
• 类似于CAD的几何建模功能 • 便捷的选择功能 • 便捷的几何体建模 • 实体的布尔运算 • 几何体的检查与修复工具 • 鼠标捕捉
• 自动网格、映射网格、扩展网格 • 网格控制与检查功能 • 荷载和边界条件直接施加于几何体或网格 • 荷载和边界条件的自定义函数 • 与Excel表格数据兼容
2
• 流固耦合分析 • 强度折减分析 • 刚度适应分析 • 参数反演分析 • 土工格栅
单元类型
• 桁架 • 实体 • 接触 • 流体 • 铁木辛柯梁、欧拉伯努利梁、明德林梁 • 平面应力单元、平面应变单元 • 完全平面应变单元 • 轴对称单元 • 板弯压单元 • 平面壳单元、曲面壳单元、多层壳单元 • 复合单元 • 界面单元 • 离散弹簧/阻尼 • 地基弹簧 • 边界单元（弹簧/阻尼） • 节点质量/节点阻尼 • 钢筋单元 • 桩单元 • 边界面单元
• 建筑工程 • 桥梁工程 • 隧道工程 • 地铁工程 • 水利工程 • 水运工程 • 电力工程 • 石化工程 • 市政工程 • 矿山工程
材料模型
• 线性、非线性、修正弹性 • 超弹性 • 各向同性和正交异性弹性 • 粘塑性 • 弥散裂缝模型 • 总应变固定和旋转裂缝模型 • 杨氏硬化混凝土模型 • 徐变与收缩 • 前川混凝土模型 • 土体专用模型 • 液化模型 • 混凝土与钢筋的标准本构 • 用户自定义本构 • 界面单元的特殊本构 • 环境与时间依存特性、热传导、地下水流动特性 • 标准砌体本构 • 钢材反复荷载作用下的修正的双曲面本构 • 钢筋的Menegotto-Pinto塑性本构
1972年，荷兰TNO(荷兰应用研究机构)的计算力学部门开始开发 DIANA。在上个世纪八十年代，DIANA开始商业化推广，并在全世界范围内的大学、研究所、工程设计单位得到了广泛的应用。2003年，计算力学部门独立为TNO的全资子公司TNO DIANA BV，总部位于荷兰的代尔夫特。

有限元分析

1.LSTC公司的LS-DYNA系列软件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(Lawrence Livermore National Lab.)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。

此软件受到美国能源部的大力资助以及世界十余家著名数值模拟软件公司(如ANSYS、MSC.software、ETA等)的加盟，极大地加强了其的前后处理能力和通用性，在全世界范围内得到了广泛的使用。

在软件的广告中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。

即使是这样一个被人们所称道的数值模拟软件，实际上仍在诸多不足，特别是在爆炸冲击方面，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。

虽然提供了十余种岩土介质模型，但每种模型都有不足，缺少基本材料数据和依据，让用户难于选择和使用。

2.MSC.software公司的DYTRAN软件当前另一个可以计算侵彻与爆炸的商业通用软件是MSC.Software Corporation ( MSC公司) 的MSC.DYTRAN程序。

该程序在是在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。

在同类软件中，其高度非线性、流—固耦合方面有独特之处。

MSC.DYTRAN的算法基本上可以概况为：MSC.DYTRAN采用基于Lagrange 格式的有限单元方法(FEM)模拟结构的变形和应力，用基于纯Euler格式的有限体积方法(FVM)描述材料(包括气体和液体)流动，对通过流体与固体界面传递相互作用的流体—结构耦合分析，采用基于混合的Lagrange格式和纯Euler格式的有限单元与有限体积技术，完成全耦合的流体-结构相互作用模拟。

ABAQUS介绍

最先进的大型通用非线性有限元分析软件——ABAQUS1、概述美国ABAQUS软件公司成立于1978年，总部位于美国罗德岛博塔市，专门从事非线性有限元力学分析软件ABAQUS的开发与维护。

公司总部雇员400余人，其中近130余人具有工程或计算机博士学位，近120人具有硕士学位，被公认为世界上最大且最优秀的固体力学研究团体。

ABAQUS公司不断吸取最新的分析理论和计算机技术，领导着全世界非线性有限元技术的发展。

ABAQUS是国际著名的CAE软件，它以其强大的非线性分析功能以及解决复杂和深入的科学问题的能力赢得广泛称誉。

ABAQUS软件已被全球工业界广泛接受，并拥有世界最大的非线性力学用户群。

ABAQUS已成为国际上最先进的大型通用非线性有限元分析软件。

ABAQUS软件，除普通工业用户外，也在以高等院校、科研院所等为代表的高端用户中得到广泛。

研究水平的提高引发了用户对高水平分析工具需求的加强，作为满足这种高端需求的有力工具，ABAQUS软件在各行业用户群中所占据的地位也越来越突出。

ABAQUS是一个推崇技术的公司，它始终走在结构力学研究和软件化领域的前沿，它良好的品质和服务得到业界的广泛认可。

制造业是ABAQUS最重要的应用领域之一，拥有NASA、罗克希德-马丁、波音、空中客车等长期合作的用户。

对制造业很多复杂和特殊的问题，如热传导、爆炸冲击、流固耦合、疲劳断裂、复合材料损伤、接触连接、金属塑性等，在所有的CAE软件中，ABAQUS是最有优势的。

目前ABAQUS软件在中国的用户已超过800家，涵盖汽车、航空航天、船舶、武器、工程机械、建筑、电子、石化和核能源等各个领域，如宝山钢铁集团、长春一汽、上海泛亚、中国船级社、北京石化设计院、江钻股份、摩托罗拉和诺基亚等。

2、功能介绍ABAQUS软件的功能可以归纳为线性分析、非线性分析和机构分析三大块。

线性静力学、动力学和热传导o静强度/刚度、动力学和模态、热力学和声学等o金属和复合材料、应力、振动、声场、压电效应等∙非线性和瞬态分析o汽车碰撞、飞机坠毁、电子器件跌落, 冲击和损毁等o复合材料损伤、接触, 塑性失效, 断裂和磨损, 橡胶超弹性等∙多体动力学分析o起落架收放、副翼展开、汽车悬架、微机电系统MEMS、医疗器械等o结合刚体和柔体模拟各种连接件，进行运动过程的力学分析3、模块介绍ABAQUS软件主要由ABAQUS/CAE，ABAQUS/Standard，ABAQUS/Explicit三个模块组成。

基于ANSYS的钢筋混凝土结构非线性有限元分析

2、应力-应变曲线：描述了混凝土和钢筋的在往复荷载作用下的变形和能量吸收能力，显示了结构的塑性变形和损伤演化过程。
参考内容
引言
钢筋混凝土结构在建筑工程中具有重要地位，其非线性行为对结构性能影响显著。因此，进行钢筋混凝土结构的非线性有限元分析对于预测结构响应、优化结构设计具有实际意义。本次演示将根据输入的关键词和内容，建立钢筋混凝土结构非线性有限元分析模型，并详细描述分析过程、结果及结论。
基于ANSYS的钢筋混凝土结构非线性有限元分析
基本内容
引言：
钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑工程的重要材料，其非线性力学行为对结构设计的安全性和稳定性具有重要影响。为了精确模拟钢筋混凝土结构的真实行为，需要借助先进的数值计算方法，如非线性有限元分析。ANSYS作为一种广泛使用的有限元分析软件，为钢筋混凝土结构的非线性分析提供了强大的支持。
对于钢筋混凝土，其非线性行为主要来自两个方面：混凝土的本构关系和钢筋与混凝土之间的相互作用。在非线性有限元分析中，需要建立合适的模型来描述这些行为。例如，可以采用各向异性本构模型来描述钢筋混凝土的力学行为，该模型可以捕捉到材料在不同主应力方向上的不同响应。
二、ANSYS中混凝土本构关系研究
在进行荷载试验时，通过施加不同大小和方向的荷载，检测结构的变形和破坏过程。采用静力荷载试验和动力荷载试验两种方式，分别模拟实际结构在不同荷载条件下的响应。在试验过程中，记录各阶段的位移、应变和荷载数据。
在进行有限元分析时，采用ANSYS软件对试验数据进行模拟分析。首先进行模态分解，了解结构的基本振动特性。随后进行屈曲分析，预测结构的失稳趋势。通过调整模型参数和网格划分，对比分析不同方案下的有限元计算结果，为结构的优化设计提供依据。

先简支后连续结构的非线性有限元分析

先简支后连续结构的非线性有限元分析摘要：利用体外预应力来进行先简支后连续结构的后连续段的二次张拉以其施工快捷的优势定会具有广阔的应用前景。

其结构体系较为复杂，设计涉及的问题较多。

本文利用大型通用有限元软件ANSYS来对先简支后连续梁进行全过程数值模拟。

关键词：非线性分析，简直，连续，应力1 基于ANSYS的预应力混凝土梁的数值模拟通常钢筋混凝土结构的有限元模型主要有三种方式：分离式、整体式、组合式。

而利用ANSYS分析时，主要利用分离式和整体式两种模型。

分离式模型把混凝土和钢筋作为不同的单元来处理，即混凝土和钢筋各自划分为足够小的单元，两者的刚度矩阵是分开来求解的，考虑到钢筋是一种细长材料，通常可以忽略其横向抗剪强度，因此可以将钢筋作为线单元处理。

钢筋和混凝土之间可以插入粘结单元来模拟钢筋和混凝土之间的粘结和滑移。

一般钢筋混凝土是存在裂缝的，而开裂必然导致钢筋和混凝土变形的不协调，也就是说要发生粘结的实效与滑移，所以此种模型的应用最为广泛。

整体式模型也称为分布式模型或弥散钢筋模型，即将钢筋连续均匀分布于整个单元中，它综合了混凝土与钢筋对刚度的贡献，其单元仅为SOLID65，通过参数设定钢筋分布情况。

通常混凝土裂缝的处理方式有离散裂缝模型、分布裂缝模型和断裂力学模型。

对于分离式和整体式有限元模型，ANSYS则均采用分布裂缝模型的处理方式。

分离式模型的优点是可以考虑钢筋和混凝土之间的粘结和滑移，而整体式模型则无法考虑粘结和滑移，认为混凝土和钢筋之间粘结很好是刚性连接。

就建模和计算而言，分离式模型建模复杂，尤其是钢筋较多且布置复杂时，且计算不易收敛，但其结构更加符合实际；而整体式模型建模简单，计算易于收敛，但其结果较分离式模型粗略。

对于实际钢筋混凝土结构，由于结构构件多且钢筋布置复杂，建议采用整体式模型进行分析，其结果也足够精确；对于单个构件要考虑其他因素影响时，可采用分离式模型进行分析，以便于数值试验或试验结构进行对比分析，从而获得参数分析结果。

有限元软件历史

FEA软件的发展历史有限元方法思想的萌芽可以追溯到18世纪末，欧拉在创立变分法的同时就曾用与现代有限元相似的方法求解轴力杆的平衡问题，但那个时代缺乏强大的运算工具解决其计算量大的困难。

Courant(1943)用最小势能原理和现代有限元法中的线性三角元求解st Venant弹性扭转问题，但未能引起足够重视。

波音飞机工程师Turner，Clough等人在1956年首次将有限元法用于飞机机翼的结构分析，吹响了有限元的号角，有限元这一名称在1960年正式提出。

有限元方法的理论和程序主要来自各个高校和实验室，早期有限元的主要贡献来自于Berkeley大学。

Berkeley的Ed Wilson发布了第一个程序，其他著名的研究成员有J.R.Hughes，Robert Tayor,Juan Simo等人，第一代的程序没有名字，第二代线性程序就是著名的SAP(structural analysis program)，非线性程序就是NONSAP。

位于洛杉矶的MSC公司自1963创立并开发了结构分析软件SADSAM，在1966年NASA招标项目中参与了Nastran的开发。

1969年NASA推出第一个Nastran 版本，MSC对原始的Nastran做了大量的改进并于1971年推出自己的专利版本MSC.Nastran，1983年股票上市并开始了一系列并购重组的活动。

第一批非线性有限元方法的主要贡献者有Argyris(1965)，Marcal和King(1967)，其中Pedro Marcal毕业于Berkeley大学，任教于Brown大学，于1969年创建了第一家非线性有限元软件公司MARC公司，在1999年被MSC公司收购。

K.J. Bathe是Ed Wilson在Berkeley的学生，后来在MIT任教，期间他在NONSAP 的基础上发表了著名的非线性求解器ADINA(Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis)，其源代码因为长时期广泛流传而容易获得。

CAE软件概述及非线性有限元软件介绍

CAE软件概述及非线性有限元软件介绍CAE软件通常可分为分析软件和行业专用软件。

它从功能上可分为求解器软件和前后处理软件。

从应用方向和领域上有可以分为主要面向结构领域的有限元分析（FEA）软件和针对流体力学领域的计算流体力学分析（CFD）软件，以及解决多物理场耦合问题的多场耦合分析软件。

通用软件是可以对多种类型的产品和工程问题的物理力学性能进行分析，模拟，预测，评价和优化，以实现产品技术创新的软件，它以覆盖的应用范围广而著称。

通用软件可以说是琳琅满目，目前在国际上被市场认可的通用FEA软件主要包括：美国MSC公司的MSC.NASTRAN, MSC.MARC, MSC.DYTRAN, MSC.ADAMS. MSC.FATIGUE. 美国ANSYS公司的ANSYS，AUTODYN, 法国DASSAULT SYSTEMS公司的ABAQUS，美国LSTC公司的LS-DYNA，美国NEI公司的NEiNASTRAN，比利时SAMTECH公司的SAMCEF，美国ADINA公司的ADINA，法国ESI公司的PAMCRASH，美国Altair公司的OPTISTRUC，RADIOSS和美国EDS公司的I-DEAS等。

这些软件都有着各自的特点，在行业内，一般将其分为线性分析软件，一般非线性分析软件和显式高度非线性分析软件。

例如，NASTRAN, ANSYS, SAMCEF/LINEAR都在线性分析方面具有自己的优势；而MARC，ABAQUS, SAMCEF/MECANO和ADINA则在非线性分析方面各具特点。

其中，MARC和ABAQUS被认为是最优秀的非线性求解软件；SAMCEF/MECANO在弹性体和刚体耦合非线性分析方面见长；LS-DYNA. MSC.DYTRAN. ABAQUS/EXPLICIT. PAMCRASH和RADIOSS是显式高度非线性分析软件的代表；LS-DYNA在结构分析方面见长，是汽车碰撞房子（CRASH）和安全性分析（SAFETY）的首选工具；而MS.DYTRAN则在流固耦合分析方面见长，在汽车缓冲气囊和国防领域应用广泛。

用I—DEAS软件进行结构几何非线性有限元分析

用I—DEAS软件进行结构几何非线性有限元分析维普资讯用IDA-ES软件进行结构几何非线性有限元分析长沙中联重工科技发展股份有限公司关键词：非线性有限元IDA-ES软件平衡方程迭代张劲值得注意的是，几何非线性问题和材料非线性问题的求解方法完全相同。

1非线性问题简介一般来说，固体力学的问题中的所有现象都是非2非线性有限元简介在有限元法中，平衡方程为[K】{}={dF}+{T}其中：线性的。

当载荷、材料特性、接触条件、结构刚度是位移的函数时，此类问题均属于非线性问题。

工程中有许多问题用线性理论解决会导致结果有很大的误差，甚至完全不合适，而必须用非线性理论来解决。

非线性问题分为几何非线性和材料非线性两大类。

前者是由结构变形的大位移所造成的(括大位移、小应变包和大位移、大应变问题)而后者是指材料的物理定律，是非线性的一类问题(如弹塑性、蠕变、粘弹性、粘塑性问题等)。

[K】=∑J.B】[[.[D】B】dv{F}=EJ,N】[】d[fv{}=∑J[[】dTN】f上式中∑是指在整个域中所有单元求和。

[K】是整体刚度矩阵，F}T}{、{分别为作用与节点上的当量在本例中，液压油冷却风机的启停和手遥转换开关的控制没有通过LO!OG。

由于风机功率只有20,5W可门和B6门，Q分配阀电磁铁线圈得电。

同样，2或使5正反泵控制信号IlB4l经2反相器输出低电平，2、2使B2B3与门无输出。

54主缸点动.直接采用按钮加小型接触器来控制，手遥转换开关也可以直接用两位旋钮开关控制即可。

当主缸点动信号I接通时，经Bl96或门，使Q主6缸电磁铁线圈得电。

当主缸点动信号I0l接通时，经Bl7从上述实例中，可以看出LG的使用是极其灵OO!活和方便的，使用者借助于(OG手册》(LO!的操作说明，并具有一定的逻辑电路知识，可以编出满足自己所要就求的应用程序。

当然除西门子公司的LO!OG产品以外，或门，使Q7主缸电磁铁线圈得电。

55正反泵.在前面分配阀点动的讨论中，可以看出，正反泵控日本三菱公司、松下电工、德国金钟一默勒公司和国内一一制信号I1l的变化，会直接影响到左、右分配阀电磁铁得电情况的变化。

结构非线性有限元分析现状综述

结构非线性有限元分析现状综述摘要:简要介绍非线性有限元概念及基本算法,浅谈结构非线性有限元分析之现状,例举数值算法和网格划分技术对结构非线性有限元分析的精度和效率的影响。

关键词:有限元分析网格ANSYS有限元方法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互连接在一起的单元的组合体,利用在每一个单元内假设的近似函数来分片地表示全求解区域待求的未知场函数,从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。

随着单元数目的增加,即单元尺寸的缩小,解的近似程度不断改进,最后将收敛于精确解。

按所取基本未知量的不同有限元方法分为位移控制法和荷载控制法。

位移控制法选取节点位移为基本未知量,荷载控制法选取节点力为基本未知量。

位移控制法因为容易实现电算求解而应用广泛。

国际上通用的有限元软件有ABAQUS、ADINA、ANSYS、MARC、NASTRAN、SAP等。

其中ANSYS历经30多年的发展,已经能够紧跟计算机硬件、软件发展的最新水平,而成为计算机辅助工程(CAE)和工程数值分析和模拟最有效的软件。

结构非线性全过程分析中的迭代控制算法早被提出[1-3]。

牛顿－拉普森平衡迭代(NR法)迫使在每一个载荷增量的末端解达到平衡收敛。

在每次求解前牛顿－拉普森方法估算出残差矢量,这个矢量就是回复力(对应于单元应力的载荷)和所加载荷的差值,然后使用非平衡荷载进行线性求解,且核查收敛性。

如果不满足收敛准则,重新估算非平衡载荷,修改刚度矩阵,获得新解。

持续这种迭代过程直到问题收敛。

如果仅仅使用牛顿－拉普森法,正切刚度矩阵可能变为奇异矩阵,导致严重的收敛问题。

近年来,国内外对非线性结构问题的数值解法做了大量的研究。

修正的牛顿－拉普森迭代法的出现,为保证计算精度提供了保障。

但是,对求解结构极限强度而言,这种方法仍很难找到极限点。

Wright&Gaylord发展了假想弹簧法以保证后极限强度区域结构刚度矩阵的正定,并成功应用于框架结构的分析。

非线性有限元ANSYS(liuheng)

求解:解析半解析法
弹塑性力学
对象；任意变形体特征；变形(屈服、
非线性) 任意形状的体变量： 1)材料弹塑物性描述 2)变形方面描述 3)力的平衡描述方程(微体dxdydz): 1）物理本构方程 (屈服、非线性) 2）几何变形方程 3）力的平衡方程三大变量—三大方程求解:解析半解析法
非变形体（刚体）
变形体
非线性有限元ANSYS讲义——刘恒
变形体及其受力情况的描述
基本变量：
u
==》 ui ij ij
(位移) (应变) (应力)
(如研究xyz三个方向，对应张量描述)
基本方程： 1）材料方面
三大类变量
2）几何方面
3）力平衡方面求解方法：
三大类方程
1）经典解析方法
2）半解析方法
3）传统数值求解方法
难易程度
很难
较难
简单
求解精度
高
较高
低
方程最后形式
常微分方程
差分方程积分方程->线性方程组线性方程组
方法规范性不规范，技巧要求高较规范只要试函数确定，后续过程很规范
方法通用性
不好
较好
较好
很好
解题范围简单问题（非常有限）较复杂问题
较大
大
其它
具一定物理背景(最小残差) 最小势能
第二章
非线性有限元概述
Fa - Fnr = 0
收敛是平衡的度量。
非线性有限元ANSYS讲义——刘恒
收敛(续)
Newton-Raphson 迭代过程如下所示。基于 u0 时的结构构形，计算出切向刚度KT，基于F 计算出的位移增量是u ，结构构形更新为 u1。
载荷

非线性问题有限元分析

【问题描述】如图I所示的模型，纵向尺寸均为100mm，水平尺寸均为30mm，圆角半径均为10mm，模型厚度为4mm。

图I 本例中所使用的模型【要求】在ANSYS Workbench软件平台上，通过改变材料属性，分别对该模型进行线性材料静力分析以及非线性材料的静力分析，并加以对比。

1.分析系统选择（1）运行ANSYS Workbench，进入工作界面，首先设置模型单位。

在菜单栏中找到Units下拉菜单，依次选择Units>Metric（kg,mm,s,℃，mA，N,mV）命令。

（2）在左侧工具箱【Toolbox】下方“分析系统”【Analysis Systems】中双击“静力结构分析”【Static Structural】系统，此时在右侧的“项目流程”【Project Schematic】中会出现该分析系统共7个单元格。

midas的心得体会

midas的心得体会篇一：midas心得MIDAS学习心得土木二班张文博 XX141473076Midas中文名迈达斯，是一种有关结构设计有限元分析软件，分为建筑领域、桥梁领域、岩土领域、仿真领域四个大类。

Midas FEA是“目前唯一全部中文化的土木专用非线性及细部分析软件”，它的几何建模和格划分技术采用了在土木领域中已经被广泛应用的前后处理软件Midas FX+的核心技术，同时融入了MIDAS强大的线性、非线性分析内核，并与荷兰TNO DIANA公司进行了技术合作，是一款专门适用于土木领域的高端非线性分析和细部分析软件。

Midas FEA拥有简洁直观的用户界面，即使是初学者也可以在短期内迅速掌握。

特别是工程中比较难处理的各种非线性分析问题，程序不仅提供了简单的参数化输入方法，其全中文化的程序界面、全中文化的技术手册、全中文化的培训例题，可以让初学者迅速成长为高级分析人员。

在周六的Midas选修课上我们就跟着校外专家学习了Midas building和Midas gen的基本操作和设计方法。

在这之前我们仅仅学习了设计软件cad，看过简介后我确信这是一款比cad的功能更加强大的，专门针对工程领域的专业设计软件。

经过了几节课的学习，自己也有一些心得体会，现在写出来权当做复习和总结。

Midas的界面设计的相当不错，和office的界面很相似。

第一眼就给人非常专业和高端的感觉。

由于UI设计的很细致和人性化，不会给人距离感，让人觉得虽然这是一款专业设计软件，但是我操作起来不会觉得枯燥乏味。

Midas采用的是3d视角，与采用平面视角的cad相比，Midas无疑方便了很多。

对于设计师来说能看到建筑的模拟图形是很有帮助的。

在绘制一个建筑模型的时候，cad就只能按平面图、立面图、剖面图的顺序来绘制。

但是Midas是以3d的方式来建模的，非常的直观。

而且Midas对于建模时候的各个细节，都有相应的功能按钮。

对于墙、柱、梁、板，软件都是对应的不同的模块，批量操作时不容易产生误操作。

ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・ｗｗｗ．ｉｃａｄ．ｃｏｍ．ｃｎ
图１　动力系统模型
图２　防碰撞性能模拟
２．航空航天工业
作为航空航天领域的领导者，波
音公司最早在设计阶段采用计算机辅
助模拟。

面对新机型设计的各种挑战，
波音公司从９０年代开始选择ＡＢＡＱＵＳ
作为其主要的有限元模拟软件，并将
ａ）ｂ）
图３　压力舱隔框应力和屈曲分析结果云图
３．军事工业——子弹穿甲模拟
ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ具有强大的分析
水下爆炸（ＵＮＤＥＸ）的功能，图４为潜艇
处于深海中的三维立体模型，图５为
分析的潜艇外壳的压力轮廓线。

图４　潜艇处于深海中的三维立体模型
ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・ｗｗｗ．ｉｃａｄ．ｃｏｍ．ｃｎ
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的推出，Ｓｏｌｉｄ　Ｅｄｇｅ不断增加的智能化
的设计功能，通过直接构建于模型内
的知识信息，可富有成效地洞察最初
的设计意图。

这确保了设计数据在整
个开发流程中移动时，使用这些数据
的人员不会忘记或误解最初的设计意
图５　ＡＢＡＱＵＳ分析的潜艇外壳的压力轮廓线
４．海洋工程
（１）膨胀管分析
荷兰壳牌石油公司同ＡＢＡＱＵ图６　接触压力分布云图
ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・ｗｗｗ．ｉｃａｄ．ｃｏｍ．ｃｎ。

非线性有限元软件ABAQUS

美国ＡＢＡＱＵＳ软件公司成立于１９７８年，总部位于美国罗德岛州首府普罗维登斯市，在北美、欧洲、亚太地区共有近４０个分公司或代表处，其研制的ＡＢＡＱＵＳ软件已被全球工业用户广泛接受，并拥有世界最大的非线性力学用户群。

同时，公司研发队伍不断吸取最新的分析理论和计算机技术，引领着全世界有限元非线性技术的发展。

迄今为止，ＡＢＡＱＵＳ公司在中国已经有２００多个大学用户，商业客户涵盖航空航天、国防、核工业、土木工程、桥梁设计、城市建筑、汽车、船舶、耐用品、电子等众多领域。

ＡＢＡＱＵＳ被广泛地认为是功能非常强的非线性有限元软件，可以分析复杂的结构力学系统，尤其能够驾驭非常庞大复杂的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以及研究。

ＡＢＡＱＵＳ优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使其被各国的工业领域和研究领域广泛采用，在大量的高科技产品研究中发挥着巨大的作用。

ＡＢＡＱＵＳ包括一个十分丰富的、可模拟任意实际形状的单元库，并拥有与之对应的各种类型的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩高弹性的泡沫材料以及各种土体和岩石等地质材料。

作为一种通用的模拟计算工具，ＡＢＡＱＵＳ可以模拟结构领域的各种问题，例如静力学、动力学、多体运动学、热传导、质量扩散、电子部华的热控制（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。

ＡＢＡＱＵＳ为用户提供了广泛的功能，且使用起来非常简单。

大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合而容易地模拟出来，例如，对于复杂多构件问题的模拟可以通过把定义每一构件的几何尺寸的选项块与相应的材料性质选项块结合起来。

在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，如结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。

在一个非线性分析中，非线性有限元软件ＡＢＡＱＵＳ美国ＡＢＡＱＵＳ软件公司北京代表处梁明刚109航空制造技术２００６年第８期ＡＢＡＱＵＳ能自动选择相应载荷增量和收敛限度，不仅能够选择合适的参数，而且能够连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。

非线性有限元软件ABAQUS

非线性有限元软件ABAQUS
梁明刚
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2006(0)8
【摘要】美国ABAQUS软件公司成立于1978年，总部位于美国罗德岛州首府普罗维登斯市，在北美、欧洲、亚太地区共有近40个分公司或代表处，其研制的ABAQUS软件已被全球工业用户广泛接受，并拥有世界最大的非线性力学用户群。

同时，公司研发队伍不断吸取最新的分析理论和计算机技术，引领着全世界有限元非线性技术的发展。

【总页数】2页(P109-110)
【作者】梁明刚
【作者单位】美国ABAQUS软件公司北京代表处
【正文语种】中文
【中图分类】TP317
【相关文献】
1.Abaqus有限元软件在材料力学课程教学中的应用
2.非线性有限元软件--ABAQUS
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