有限元常用软件功能与特点概览

随着中国经济的发展，越来越多的企业从过去的单纯关注CAD到现在更加深入的关注到CAE对企业在设计和生产方面带来的实用价值。

CAE全称为Computer Aided Engineering，即计算机辅助工程，但当前而言更多的突出表现在用计算机辅助求解复杂工程和产品可靠性的一种近似数值计算方法，具体通过一些仿真模拟工具的工程应用，一定程度上可以节约企业的设计或生成成本。

主要CAE软件

下面就当前市场上存在的常用通用有限元分析软件进行简单概述，以便大家了解。目前在市场上推广较好，应用较好的主要有：

1安世亚太公司：ANSYS APDL、ANSYS Workbench、Fluent、CFX、Icepak、ICEM、Ansoft。

安世亚太公司的ANSYS可能最被中国人舒适，这得益于他进入中国市场的时间较早，教育市场培育较好。近年来陆续收购的著名的流体分析软件Fluent和CFX，及电磁仿真软件Ansoft，使其在多学科仿真领域的能力愈发强大。

其中ANSYS APDL就是我们常说的经典版，界面相对“古老”点，操作性不太人性化，但功能齐全，APDL语言的应用是其特色，对于入门者较难掌握，但熟练对分析效率可以事半功倍。

ANSYS Workbench是近年来为应对制造业信息化大潮开发的协同仿真环境（即流固热磁耦合更加方便），操作简单模块化、流程化，更加简单易用。虽然是调用的ANSYS求解器，但进行结构强度分析时有少数特殊的功能依然需要通过APDL才能实现。个人理解为求解能力还未完全耦合进来，但可以满足工程中绝大多数的分析模拟。

Fluentt和CFX在流体分析领域都是佼佼者，在行业内也更多为人认可。另外较多为人熟知的是另一家公司的Star CCM。

Icepak是针对电子产品或系统散热问题进行模拟的一款仿真工具，对于曲面的网格处理能力不错，据知是调用的的Fluent求解进行计算。同类产品有另一家公司Mentor的Flotherm，市场认可度貌似比Icepak更好，详细信息各位小伙伴自己上网深刨。

ICEM是进行前处理的工具，特别对于流场分析的分网处理，属于佼佼者，可以划分出非常漂亮的六面体网格。这对于对于网格要求较高的流体分析计算是非常有益的。

Ansoft是一款电磁分析工具，但自己没用过，不太了解，但据朋友的了解在电磁分析领域认可度很高。

另外显示动力学领域有跟Ls-Dyna合作，Ls-Dyna是一款很强悍的显示动力学分析工具，也为诸多同行认可。自己也有免费的前后处理工具LSPP，其官网有相应的教程。

疲劳分析有跟N-code合作，N-code在高低周疲劳的计算能力应该算是顶尖之一了。（疲劳分析工具目前更多为人认可的还有MSC.Fatigue、FE-Safe）

2MSC公司：MSC.Patran、MSC.Nastran、MSC.Marc、MSC.Adams、MSC.Dytran、MSC.Simxpert、MSC.Fatigue。

MSC公司的拿手产品是其求解器MSC.Nastran，因与美国NASA关系不同寻常，也就奠定了MSC.Nastran的行业地位，在国内外的航空工业、军工领域的应用均较为普遍。与其配套使用的是MSC.Patran，主要进行前后处理，Patran是一款通用的前后处理工具，也看作为其他CAE软件进行前后处理。（备注：据了解市场上有些其他公司的Nastran软件，是源自2000前后的反垄断商业诉讼而释放出来的部分代码而开发的。）

Marc非线性分析计算能力非常突出，据了解在制造业强国德国、日本认可度非常高，但被MSC公司收购后，市场推广不尽如人意，但软件本身的能力依然非常强大。

Adams是多体动力学分析领域的娇楚，针对汽车领域还开发有专业的仿真模块，据了解目前市场上很多三维CAD软件的运动仿真模块的求解器都得益于Adams。

Dytran是显示动力学分析工具，针对瞬时碰撞、爆炸等问题。主要计算三维问题。

Simxpert是MSC的一款综合了前面几个核心产品的软件，貌似想更好的是数据管理和耦合方面找到突破，但依我个人的感觉，其易用性相对与其Patran和其他公司在前后处理方面的努力而言，没有获得较大的突破性和亮点，市场普及型还待...

3Altair公司：Hypermesh、Optistruct、Radioss、Hyperview、Hyperstudy。

最先认识Altair公司是通过其分网工具Hypermesh，其面网格处理的能力较其3D网格处理的能力更强，近几年逐渐完善了诸多实体网格的能力，几何建模功能较弱，修补功能还行，对于做汽车、机械类产品的网格分网已经绰绰有余了。另外一款与其在同领域其名的分网工具是ANSA，这里就请小伙伴们自己找度娘吧。

Altair公司有两个求解器Optistruct和Radioss,前者侧重于线性分析和优化，后者侧重于非线性能力，特别是碰撞一类，在汽车领域的应用较为广泛，特别是Radioss本身就起家于汽车企业。

4达索Simula公司：Abaqus、Isight、Tosca、FE-SAFE、Simpoe-Mold、Simpack。

达索公司，举世闻名，我就不赘述了。这几款软件基本都是靠收购收入囊中的。最出名的是Abaqus，被达索收购后获得了突飞猛进的发展，特别是开发了更加亲民的前处理模块后。Abaqus与前面的Marc历史渊源很深，我就不多说了，所以非线性能力也是非常牛的。因为市场推广较晚，所以普及度更多的在于教育市场，后发之势值得期待。（注：Abaqus基本每个版本都有汉化，可减少英语导致的不利干扰）

Tosca侧重做结构分析的优化计算，但貌似相对Optistruct在非线性的优化能力上较好点。

Isight在做多学科优化的能力上是很突出的，因为没用过，具体没法细述。

Simpoe-Mold侧重于塑料产品的注塑成型分析，但功能相对于另外一家公司的模流分析工具MoldFlow而言，能力上稍微逊色一点。MoldFlow的可靠性和认可度更为广泛。

Simpack是一款多提动力学软件，个人理解类似Adams，功能上没用过，不做详述。

5其他CAE

ADINA：软件很小，但非线性能力不输自abaqus的有限元工具，但前处理易用性欠佳；

COSMOS：被达索的SolidWorks公司收购，并更名为SolidWorks Simulation，适合设计工程师使用；

ALGOR：现被AutoDesk公司收购，并更名为Autodesk Mechanical Simulation，适合设计工程师使用；

ProCast：铸造模拟软件；

Ideas、Femap+NX Nastran：西门子公司CAE分析软件；

Mentor：Flotherm、FloEFD(与SolidWorks公司合作的名字为Flow Simulation)、FloMaster，侧重于电子产品流场散热等；

Midas：韩国POSCO集团旗下有限元工具，国内版全汉化；