ABAQUS软件与NASTRAN软件的对比分析.docx

ABAQUS软件与NASTRAN软件的对比分析ABAQUS软件与NASTRAN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。 NASTRAN软件历史悠久，长期以来以其高质量的程序代码及成功的应用实例在工业界尤其是航空航天和汽车工业用户中享有良好的声誉。 ABAQUS软件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，除了在广大工业用户中得到认可外，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赞誉。随着研究水平提高所引发的对高水平分析工具需求的加强，ABAQUS软件各行业用户群中所占据的地位也越来越突出。很多成功应用的范例都证明，ABAQUS软件无论在解决问题的广度方面还是在深度方面都是分析工程师的一种理想选择。目前，世界上几乎所有大的汽车制造企业如福特、通用等，所有大的飞机制造企业如波音、空中客车、洛克希德-马丁等，以及其他一些知名企业如摩托罗拉、诺基亚等都是ABAQUS的用户。 2 应用领域： NASTRAN具有很强的求解线性静力学和线性动力学问题的能力，在航空航天和汽车领域具有崇高的地位，很多公司甚至将其定为线性分析的标准软件，其针对这些领域的一些特殊功能如气动弹性分析等到目前为止仍然是其独有的。 ABAQUS软件除了能很好地解决常规的线性问题外，更致力于解决复杂的非线性问题。这决定了它比其他软件在应用领域上更加广泛和深入。其用户范围除航空航天和汽车工业外，还横跨土木工程、石油和海洋工程、核工业、材料处理以及生活消费品生产等众多工业领域。 3 求解器功能 NASTRAN具有很好的线性静力学分析能力，通常认为其解决超大型模型的能力较强；其线性动力学分析能力也很突出，具有多种不同的特征值求解器；另外它在设计灵敏度分析和优化设计、超单元分析等方面也有优势。 ABAQUS软件在求解非线性问题方面具有非常明显的优势，其非线性涵盖材料非线性、几何非线性和状态非线性等多个方面。ABAQUS软件的求解器是智能化的求解器，可以解决其它软件不收敛的非线性问题，其它软件也收敛的非线性问题，ABAQUS软件的计算收敛速度较快，并更加容易操作和使用。 由于ABAQUS/Standard(通用程序)和ABAQUS/Explicit(显式积分)同为ABAQUS公司的产品，它们之间的数据传递非常方便，可以很容易地考虑静力分析和高速非线性动力分析相结合的计算情况。 随着ABAQUS稀疏矩阵求解器的改进，其解决线性问题的能力得到大大加强。有数据表明，ABAQUS软件在线性静力问题求解和进行Lanczos特征值提取等过程中计算速度优于其它软件。 4 人机交互界面 NASTRAN软件的运行平台为MSC/PATRAN，该软件是较早的有限元人机交互界面，具有界面视觉效果好，可进行特征和非特征结构建模等优点，在汽车和航空领域已有较多的应用。但近年来，来自于一些更专业的有限元前后处理软件如Hypermesh等的挑战使其应用和推广受到威胁。 ABAQUS/CAE是ABAQUS公司新近开发的软件运行平台，它汲取了同类软件和CAD软件的优点，同时与ABAQUS求解器软件紧密结合。 与其他有限元软件的界面程序比，ABAQUS/CAE具有以下的特点： l 采用CAD方式建模和可视化视窗系统，具有良好的人机交互特性。 l 强大的模型管理和载荷管理手段，为多任务、多工况实际工程问题的建模和仿真提供了方便。 l 鉴于接触问题在实际工程中的普遍性，单独设置了连接(interaction)模块，可以精确地模拟实际工程中存在的多种接触问题。 l 采用了参数化建模方法，为实际工程结构的参数设计与优化，结构修改提供了有力工具。 5 综合性能对比 作为两个同样优秀的软件，NASTRAN和ABAQUS软件各有其特点，在很多问题上可与互相补充，各尽所长。 综合起来，ABAQUS软件的特点可以进一步概括如下： l 更多的单元种类，单元种类达433种，提供了更多的选择余地，并更能深入反映细微的结构现象和现象间的差别。除常规结构外，可以方便地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的力学行为 l 更多的材料模型，包括材料的本构关系和失效准则等，仅橡胶材料模型就达16种。除常规的金属材料外，还可以有效地模拟复合材料、土壤、塑性材料和高温蠕变材料等特殊材料 l 更多的接触和连接类型，可以是硬接触或软接触，也可以是Hertz接触或有限滑动接触，还可以双面接触或自接触。接触面还可以考虑摩擦和阻尼的情况。上述选择提供了方便地模拟密封，挤压，铰连接等工程实际结构的手段。 l ABAQUS的噪声分析功能提供了多种水下爆炸模型，可以队舰艇等结构在水下爆炸情况进行分析，并可以噪声及声传播分析。 l ABAQUS的疲劳和断裂分析功能，概括了多种断裂失效准则，对分析断裂力学和裂纹扩展问题非常有效。 上述功能决定了ABAQUS软件可以进行航空航天工业及其辅助设备的系统级结构分析。应用子结构和子模型的概念，可以进一步进行部件级的结构分析。两者结合可以从总体和局部两方面全面分析和掌握结构的力学现象和力学行为。