CAE应用软件选用浅析之求解器篇

时间:2009-07-23   来源:   网友评论:0   人气: 312 作者:

随着计算机技术的飞速发展,CAE技术也发生了翻天覆地的变化。不仅CAE分析软件在不断升级换代,而且应用领域几乎涵盖了各行各业。因此CAE技术发展到今天,针对不同力学原理,不同应用领域雨后春笋般的涌现了一批求解器软件。

    上篇说到了前处理软件选用的一些个人看法,在这里重点说说求解器软件。供刚刚入行的朋友们参考一下。众所周知,CAE本义是计算机辅助工程,由于FEA有限元分析为其重要分支领域,因此CAE即成了有限元分析的代名词。
    而现代有限元方法思想的萌芽可追溯到18世纪末,欧拉在创立变分法用与现代有限元相似的方法求解轴力杆的平衡问题, 1941年A.Hrennikoff首次提出用构架方法求解弹性力学问题,但仅限于杆系结构来构造离散模型。1943年,纽约大学教授Richard Courant第一次尝试应用定义在三角形区域上的分片连续函数和最小位能原理相结合,来求解St.Venant扭转问题。 50年代,美国波音公司首次采用三结点三角形单元,将矩阵位移法应用到平面问题上。20世纪60年代初,克拉夫(Clough)教授首次提出“有限元”的概念。
    随着计算机技术的飞速发展,CAE技术也发生了翻天覆地的变化。不仅CAE分析软件在不断升级换代,而且应用领域几乎涵盖了各行各业。因此CAE技术发展到今天,针对不同力学原理,不同应用领域雨后春笋般的涌现了一批求解器软件。
 

一、 软件种类特点
    目前CAE分析软件经过多年的发展,已脱颖而出了一些具有代表性的软件如:Abaqus,Nastran,Ansys,ADVC,LS-Dyna,Ncode,StarCD,Fluent等。随着求解器市场的竞争变得日益激烈,因此软件产品的定位也遵循了“大而全,小而专”的规则。要么规模大,求解类型全面;要么规模小,求解专业。
    通用求解器,如Abaqus,Ansys等,这类求解器涵盖了多种求解类型,涉及隐式和显式算法。既可进行静态分析,也可进行动态分析;既可进行线性分析,也可进行非线性分析;也正是因为如此,这类求解器包含有非常丰富的单元类型,材料类型。
    专业求解器, 对某些分析任务进行更为专业,精确的模拟所诞生的求解器。如用于碰撞冲击分析的LS-Dyna, Pamcrash等,用于流体计算的StarCD,Fluent等,用于金属成型分析的Dynaform、Autoform等。

二、软件在各行业中的应用
    就目前CAE市场的应用情况来看,将CAE工具运用的如火如荼的当属汽车,船舶,航空,铁路等交通工具行业。太多的国家法规,行业标准,促使企业运用CAE技术降低大量的试验认证成本。所以无论是通用处理器还是专业求解器,都有广泛应用。
    对于传统机械制造行业,如机床、模具企业,大量的还是进行一些强度分析,金属成型分析。
    对于电子行业,热分析软件应用的比较广泛;医疗器械行业,强度分析软件应用比较广泛。

三、软件与企业的相结合
    所谓“萝卜白菜,各有所爱”,就是要根据不同的口味,不同的需求,选择适合企业自身的软件产品。一个软件少则十几万,多则上百万。CAE技术的深入应用既可以节约成本,又是企业研发实力的体现。在选用求解器时一定要正确定位,真正发挥软件的作用,使其成为研发的利器。

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