引言：iSolver為一個完全自主的通用結構有限元軟件，對標國際主流結構CAE商業軟件Abaqus、Ansys、Nastran，支持結構分析的常用功能，線性及材料非線性的精度和Abaqus沒有誤差，效率和Abaqus相當， iSolver自帶友好的三維可視化前后處理界面，也可作為一個輕量化插件集成到Abaqus/FEMAP或者自主軟件中。本帖以一單層球面網殼模態分析為例，將iSolver求解器和Abaqus、Ansys、Nastran、Midas計算結果、進行對比，驗證iSolver的求解可靠性。

1、問題描述

單層球面網殼結構的實物圖：

有限元模型：

軸測圖

有限元模型建立

由于該球面網殼結構桿件數目較多，但是規律性很強，非常適合使用apdl命令流建模。因此本貼采用先在Ansys中建立模型，后導出到其他求解器中的方式。

建模的命令流，及相關參數解釋如下所示

2. 五個軟件結果對比

對單根桿件，我們分別采用一個單元和20個單元建模，同時用Ansys、Abaqus、Nastran、Midas和iSolver 5個軟件來計算比較結果，以下貼出20個單元建模的前10階特征值結果：

2.1 Ansys計算結果

2.2 Abaqus計算結果

對同一套網格，導入Abaqus中計算前10階模態頻率如下。

2.3 Nastran計算結果

導入Nastran計算（使用iTranslator工具），前10階模態頻率結果如下，

2.4 Midas計算結果

2.5 iSolver計算結果

將模型導入iSolver：

計算前10階頻率結果：

3. 基頻計算結果對比

3.1 五個軟件的基頻比較

第1階自振頻率

梁單元類型	單根桿件單元數目	Ansys (Hz)	Abaqus (Hz)	Nastran (Hz)	Midas (Hz)	iSolver (Hz)
歐拉梁	1	10.040	9.4386	10.084	10.0521	10.0839
鐵木辛柯梁	1	10.657	10.123	--	10.0519	10.1231
歐拉梁	20	9.6087	9.6058	9.6065	9.5790	9.6090
鐵木辛柯梁	20	9.6117	9.6072	--	9.5762	9.6076

從表中數據可以看到：

（1）當使用歐拉梁單元且單根桿件僅有1個單元時，abaqus與其他軟件計算出的第一階頻率均存在較大差異；而iSolver的計算結果和Nastran頻率基本完全一樣，而Midas也與ansys更接近。

（2）對于鐵木辛柯梁單元且單根桿件僅有1個單元時，Ansys 、Abaqus、Midas計算結果也存在差異；而iSolver的計算結果和Abaqus完全一致，同時也和Midas的結果更接近。（根據midas的計算結果，文中提到的Midas的鐵木辛柯梁可能只是加入剪力修正的歐拉梁。）

（3）對于歐拉梁單元，當單元加密以后，Abaqus、Nastran、iSolver計算結果基本一致，且略大于Midas，但比Ansys要小一些；

（4）對于鐵木辛柯梁，單元加密時，Ansys、Abaqus、iSolver、Midas四個軟件計算結果基本一致。

總結：

iSolver的歐拉梁和Nastran完全一致，鐵木辛柯梁和Abaqus基本一致，同時和Midas相近。

**問題**：

對于單根桿件劃分1個單元的，使用歐拉梁模型，abaqus與其他軟件的計算結果差異較大；而使用鐵木辛柯梁時，ansys與其他軟件計算結果差異較大。原因未知。

3.2 第1階自振模態振型

Abaqus計算結果

Nastran計算結果

iSolver計算結果

4. 結論

從自振周期和模態上可以看出，在該問題上，iSolver求解器與大型商業軟件Abaqus、Nastran結果基本一致。iSolver軟件在本問題上有足夠的求解精度。

5. 軟件免費下載地址

iSolver為免費軟件，且無license限制，最新版免費下載地址如下：

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/337351

=============================================================

附：模型

model.zip

壓縮包中包含ansys apdl、abaqus inp、Midas/Civil mcb、Nastran bdf文件，可供參考使用。

**也希望有人能夠找到單根桿件劃分1個單元時候，不同軟件間計算出來的基頻存在較大差別的原因，歡迎交流。