ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析_百度文库
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ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析
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ANSA for ABAQUS前处理设置
提示：双击播放器可全屏观看！
&ANSA作为通用的前处理软件，拥有广泛而完善的多种CAE求解器模板，支持的类型有NASTRAN、LS-DYNA、PAM-CRASH、、RADIOSS、ANSYS、PERMAS、CFD++、FLUENT、OPENFOAM、STAR、UH3D、SC/TETRA等等，此例题以abaqus为例在ANSA中定义材料、边界条件。
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结构优化技术是当前CAE技术发展的一个热点，在工程行业中的应用也越来越广泛。应用领域从传统的汽车行业发展到汽车、飞机和船舶的结构布局优化，电子产品的结构件及连接优化，建筑物和土木工程的结构布置等，优化能力从静态发展到动态，从线性发展到非线性，从金属发展到复合材料。国际上比较知名的优化软件有德国FE-DESIGN公司的Tosca、美国Altair公司的OptiStruct和hyperstudy、ansys优化模块等。这几个软件在现代工业发展中起到了越来越重要的作用，应用也越来越广泛。针对这么多的优化软件，究竟哪一个是你想要的，这是让人头疼的问题。下面笔者就对这些软件逐一进行比较，分析各个软件的优劣，以便给读者一个参考。1、Tosca vs OptiStructTosca和OptiStruct同为国际上先进的无参结构优化软件，都具备对复杂结构进行拓扑、外形和条纹优化的能力，并可以对任意载荷情况的有限元模型进行优化。表1
TOSCA–OptiStruct的比较TOSCAOptiStruct求解器接口+ABAQUS, ANSYS, I-DEAS,
MSC.Marc, MSC.Nastran, PERMAS– 集成OptiStruct求解器优化算法± 最优标准和控制策略；+标准目标函数和约束；± 数学程序敏感性；+ 标准目标函数和约束；前后处理器支持+ ABAQUS/CAE、
ABAQUS/Viewer、 ANSYS、FEMAP、Hypermesh、 I-DEAS、MSC.Patran、 MEDINA –Hypermesh、Hyperview由表1可见，两者在优化算法方面不相上下，而tosca在求解器接口和前后处理方面均要优于OptiStruct。表2
TOSCA–OptiStruct拓扑优化比较TOSCAtopologyOptiStructtopology分析能力+ 线性；+ 非线性（接触、大变形，非线性材料）；–
线性支持单元+
优化区内可以采用大多数的2d和3d单元；+
非优化区内可以使用任何类型单元；–
有单元类型限制性能+
由于采用标准求解器，对大型模型也非常有效；+
具有网格自适应划分功能，软单元的优化删除功能；+ 对中小型模型具有很好地分析性能；–
大型和超大型模型的分析性能；后处理+
TOSCA.smooth；+
离散材料分布；+
OSSmooth；–连续材料分布； 表3
TOSCA–OptiStruct形状优化比较TOSCAshapeOptiStruct Shape分析能力+ 线性；+ 非线性（接触、大变形，非线性材料）；–
线性支持单元+
可以使用所有类型单元–
单元选择有限制性能+ 由于使用最优化标准而使优化周期比较短；+ 优化周期对于设计变量没有依赖性；+ 每个设计节点的完全解空间分布；– 由于采用一般的优化算法，需要的优化周期较多；–优化周期数量对设计变量具有依赖性；–形状基础向量的限制解空间；使用性+ 通过节点集合非常简单地实现无参形状优化– 需要形状基础向量定义的有参形状优化 表4
TOSCA–OptiStruct条纹优化比较TOSCA beadTopography
Optimization优化算法±
最优标准和控制策略；–
标准目标控制函数和约束；+ 不依赖于网格划分的求解结果；±
采用敏感性的数学编程；+
混合目标函数和约束；–
结果具有网格划分依赖性；使用性+
离散解，解释容易–
没有离散解，解释困难 表5
TOSCA–OptiStruct尺寸优化比较TOSCAOptistruct
Sizing分析能力±可以对壳单元厚度和梁截面形状进行优化±可以对壳单元厚度和梁截面形状进行优化由上面的分项比较可知，在拓扑、形状、条纹优化方面，不论是分析能力、支持单元类型还是性能、使用性方面，Tosca均要优于Optistruct。2、TOSCAshape vs HyperStudy
HyperStudy主要用于CAE环境下的DOE分析，可用于参数形状优化。表6
TOSCA–HyperStudy形状优化对比TOSCAshapeHyperStudy求解器接口±ABAQUS、ANSYS、I-DEAS、
MSC.Marc、MSC.Nastran、 PERMAS±ABAQUS、ANSYS、Radioss、MSC.Nastran、LS-dyna性能+由于使用最优化标准而使优化周期比较短；+优化周期对于设计变量没有依赖性；+每个设计节点的完全解空间分布；–
由于采用了响应表面优化算法需要很多优化周期；–
求解具有很多设计变量的大型3D形状优化问题比较困难；–
形状基础向量的限制解空间；使用性+
通过节点集合非常简单地实现无参形状优化–
需要形状基础向量定义的有参形状优化由表6可以看出，两种软件都支持多种求解器接口，但是在性能和使用性方面，TOSCA明显要优于HyperStudy。3、TOSCA vs ANSYS优化模块
ANSYS软件的优化模块集成于ANSYS软件中，它必须和参数化设计语言完全集合在一起才能发挥其优化设计功能，即APDL是优化设计的一个核心步骤。表7
TOSCA–ANSYS优化对比TOSCAANSYS求解器接口+ ABAQUS、ANSYS、I-DEAS、MSC.Marc、MSC.Nastran、PERMAS–ANSYS 前后处理器支持+ ABAQUS/CAE、ABAQUS/Viewer、ANSYS、FEMAP、 Hypermesh、I-DEAS、MSC.Patran、 MEDINA–ANSYS产品状态、成本–附加产品，额外成本；+产品仍然在开发之中；+包括在ANSYS中，没有成本；–已经停止了开发
TOSCA–ANSYS拓扑优化对比
在求解器接口和前后处理器支持方面，TOSCA明显有多种选择，且其产品仍在更新开发之中。TOSCAtopologyANSYStopology分析能力+
线性；+ 非线性（优化区域外部的接触、材料非线性）；–
线性支持单元+
优化区内可以采用大多数的2d及3d单元；+ 非优化区内可以使用任何类型单元；–单元选择具有限制： PLANE2、PLANE82、
SOLID92、 SOLID95、 SHELL93优化算法±
最优标准和控制策略；+
非交错分布；±数学编程；–交错分布；性能+
网格自动优化功能–不具有网格自动优化功能后处理+
TOSCAsmooth–没有光滑后处理功能在拓扑优化方面，不管是分析能力、支持的单元类型，还是优化算法、性能及后处理，TOSCA的功能明显要优于ANSYS。表9
TOSCA–ANSYS形状优化对比TOSCAshapeANSYSOpt分析能力+ 线性；+ 非线性；+线性；+ 非线性；优化算法±
最优标准和控制策略；+
非交错分布；±
表面响应优化算法；+
通用优化算法；性能+
需要优化周期少；+ 优化周期的数量不依赖于设计变量的数目；–
需要很多优化周期；–
不能解决多于10个设计变量的优化问题；使用性+通过简单定义节点组进行无参形状优化；+
设计节点的不同耦合；– 要求形状基础向量的参数形状优化在形状优化方面，TOSCA与ANSYS在分析能力和优化算法上不相上下，而在性能和使用性方面，TOSCA要优于ANSYS。通过几种常用的优化软件的对比可以看出，TOSCA在分析能力、支持的求解器接口以及前后处理器，使用性等方面均优于其他优化软件。由于具有众多支持的求解器及前后处理器，用户还可以在自己熟悉的求解器以及前后处理环境下工作，而不需培训来熟悉另外一个陌生的软件环境。________________________________想让手机随时收到有限元在线的信息吗？微信右上角扫一扫功能扫描二维码关注有限元在线！有限元在线联系方式：联系邮箱：.cn.cn公司官方网站：.cn公司新浪微博：/feaonline公司技术论坛：联系我们全国：400-639-6688北京：010-手机： 西安：029-手机：上海：021-手机：深圳：7手机：武汉：027-手机：沈阳：024-手机：
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