結構有限元軟件的案例
元計算pFEPG有限元分析軟件彈托彈芯結構接觸靜力學分析
1、問題描述：
彈托彈芯結構具有軸對稱性，取總體的四分之一進行分析，幾何模型如下圖所示。
共有兩種材料：外圍彈托為金屬鋁材料結構，內部彈芯為金屬鎢材料結構，兩種材料結構之間鋸齒狀嚙合緊密。
圖1 計算模型剖面圖 （單位：mm）
圖2 計算模型側視圖
2、材料參數：
只有兩種材料：鋁和鎢。
表1 材料參數取值
參 數
彈性模量E
泊松比
密 度
X向加速度
Y向加速度
Z向加速度
單 位
N/mm2
g/cm3
mm/s2
mm/s2
mm/s2
金屬鋁
1.03×107
0.33
2.7
0
0
0
金屬鎢
3.6×105
0.346
17.6
0
0
0
3、邊界條件：
由于結構的軸對稱性，因此在四分之一剖切面處施加法向位移約束，另外在金屬鋁結構外表面兩處位置（如下圖位移邊界條件所示中“黃色”面）施加沿軸向的位移約束邊界條件。
圖3 位移邊界條件
金屬鎢結構沿軸向的頂面和底面，以及金屬鋁結構外表面、金屬鎢結構外表面的局部位置施加應力邊界條件（如下圖應力邊界條件所示中“藍色”面）。
圖4 應力邊界條件
4、計算方案
設計了兩種計算方案，施加不同的應力邊界。
展開 有限元軟件結構主應力計算
有限元軟件結構主應力計算
今天在Workbench的幫助文檔看到一段求解Mises的程序代碼，而程序求解Mises應力時是通過三個主應力進行求解的，而我們知道根據有限元求解問題時，最先得到的已知量是位移，再根據物理方程即可得到應力分量，而主應力的求解依然需要利用應力分量根據相關公式進一步計算。
Mises應力是結構的第四強度等效應力，其計算公式如下：
上式通過六個應力分量求解Mises等效應力，用主應力的形式表示即為：
上式中的三個應力為主應力。
程序代碼計算如下：
該段程序是一段函數，聲明變量是張量tensor，該張量的列向量即是節點的六個應力分量，為弄清楚該段代碼采用的公式，查相關文獻，得到主應力的計算公式，如下，參考文獻《王凱. 主應力的計算公式[J]. 力學與實踐, 2014(6):783-785.》
式中：
上述代碼中定義了一個很小的數值，用于比較，當三個切應力同時小于這個極小值時，可以認為三個正應力即可當作主應力。
當三個切應力分量不是同時小于這個極小值時，需要根據公式進行計算，代碼中分別定義局部變量A、B、C、p、q、R、z和phi，最終返回三個主應力S1、S2和S3.
展開 有限元軟件結構主應力計算
在Workbench的幫助文檔看到一段求解Mises的程序代碼，而程序求解Mises應力時是通過三個主應力進行求解的，而我們知道根據有限元求解問題時，最先得到的已知量是位移，再根據物理方程即可得到應力分量，而主應力的求解依然需要利用應力分量根據相關公式進一步計算。
Mises應力是結構的第四強度等效應力，其計算公式如下：
上式通過六個應力分量求解Mises等效應力，用主應力的形式表示即為：
上式中的三個應力為主應力。
程序代碼計算如下：
該段程序是一段函數，聲明變量是張量tensor，該張量的列向量即是節點的六個應力分量，為弄清楚該段代碼采用的公式，查相關文獻，得到主應力的計算公式，如下，參考文獻《王凱. 主應力的計算公式[J]. 力學與實踐, 2014(6):783-785.》
式中：
上述代碼中定義了一個很小的數值，用于比較，當三個切應力同時小于這個極小值時，可以認為三個正應力即可當作主應力。
當三個切應力分量不是同時小于這個極小值時，需要根據公式進行計算，代碼中分別定義局部變量A、B、C、p、q、R、z和phi，最終返回三個主應力S1、S2和S3.
本文位轉載，旨在分享知識，侵刪。
展開 《結構分析有限元原理及ANSYS實現》
作者：汪克斌 等編著
出版社：國防工業出版社 出版日期：2005-6-1
CAEnet價：￥30元
郵費:￥5元
總價:￥35元
可用分兌換：
兌換要求及條件:請參考中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動
兌換所需可用分：按照中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動相關條款。
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注：書價可能會根據市場價格波動，以您兌換時的價格為準。
ISBN：7118039489 292 尺寸：小16開 印張：18.75 字數：434000 印次：1 印刷時間：2005/06/01 用紙：膠版紙 版次：1
【內容提要】
本書在引入結構分析有限元基本原理的基礎上,結合多年的教學經驗編寫而成,著重介紹了如何利用ANSYS軟件實現結構有限元分析的基本思路、詳細步驟和實際操作中可能遇到的各種問題。全書主要內容包括:工程結構分析的任務與方法,結構分析有限元軟件的現狀和基本特點,ANSYS軟件的基本使用方法, ANSYS結構分析的定義以及利用ANSYS進行結構靜力分析的主要步驟,ANSYS結構分析的操作方法和注意事項。另外,書末附有習題和附錄,習題以供讀者檢驗學習效果,附錄詳細列舉了部分單元的相關計算資料以供讀者分析相關問題時參考。
本書適合于ANSYS軟件的初學者和具有一定基礎的讀者使用,并可作為從事有限元工程計算的技術人員的參考資料。
展開 
近海結構有限元分析軟件 ANSYS ASAS
ASAS是完全集成模塊的近海結構有限元方法，主要用于滿足近海結構和艦船工程師的特殊需要。ASAS具有強大的解決大規模工程問題的能力，包括線性和非線性分析。專門的集成模塊大大提高了ASAS的性能，可以對特定的問題提供全面的求解。
ASAS-OFFSHORE用于近海平臺套管/甲板以及其它相關結構的全面評估。ASAS(NL)用于包含耦合波－結構相互作用的非線性有限元分析。ASAS-SUPERPACK用于通常目的的有限元模擬和分析。
可以通過MS-EXCEL、Mathcad或其它用戶程序訪問集成結果數據庫，并提供大量對梁、加強板或混凝土的編碼檢查，使得ASAS卓越超群。
主要特色
· 全面的近海結構分析能力
· 用于結果存儲和調用的集成數據庫
· MS-EXCEL和Mathcad接口
· 規則/不規則波的耦合波－結構相互作用
· ASAS-VISUALIZER
· 性能－64GB ASAS(L), 8GB ASAS(NL)
· 來自AQWA 的壓力/運動載荷傳遞
· 集成的加強板&混凝土評估
全面的近海結構分析能力
ASAS為海洋結構工程師提供了廣泛的分析功能。30年來 ASAS-OFFSHORE提供了套管設計的最重要的方法，包含了波載荷、分析、代碼檢查、疲勞和耦合在一起的土壤－樁－結構的相互作用。ASAS求解器還和FEMGV集成在一起提供包含建模和后處理的強大的有限元分析工具。ASAS(NL)的非線性功能也適用于近海平臺和通用的有限元分析。
用戶結果集成數據庫
ASAS 14版本于2003年發布。這一版本的主要特點是提供了跨所有模塊的通用數據庫，允許后處理器能夠從ASAS(L) 或 ASAS(NL)以及其它的后處理器獲取所有結果。數據結果分成四類－方程、節點、單元和綜合，且完全文檔化。
展開 基于ABAQUS有限元軟件的雙軸連接結構仿真模型創建過程
現實生活中的常見的真實的連接件結構，依靠大量的緊固件來進行傳載，而且在緊固件的周圍，應力分布十分復雜，并非傳統的簡單單軸單向受力的狀態，而是大多數為多軸多向受力狀態。傳統的仿真模型也多圍繞單軸加載來開展，并不能真實的模擬緊固件受多軸受力的狀態。本文基于ABAQUS有限元分析軟件，以搭接結構為例，建立了十字形連接結構的雙向拉伸仿真模型。
一、創建三維實體模型
1.創建工作目錄：在文件中選擇設置工作目錄，將工作目錄設置為F:\Biaxial_FEM，以方便后處理時能夠方便的查詢模型文件和結果文件。
圖1 設置工作目錄
2.創建Part：首先建立L形板件的模型，選擇創建部件，名稱改為P-2mm，模型空間選擇三維，類型選擇可變形，選擇實體-拉伸的方式，草圖的大致尺寸設為300。使用多段線繪制草圖，草圖尺寸如圖3所示，圓角處選擇添加約束，將X、Y兩方向的直線與圓弧設置相切關系。草圖創建好后，點鼠標中鍵確定，選擇拉伸厚度為2mm。創建好的模型如圖5所示。為了減少接觸對的設置，本文螺栓和螺母簡化為一體，以提高計算效率。
展開 有限元分析軟件 ANSYS ASAS在近海結構里的應用
ASAS是完全集成模塊的近海結構有限元方法，主要用于滿足近海結構和艦船工程師的特殊需要。ASAS具有強大的解決大規模工程問題的能力，包括線性和非線性分析。專門的集成模塊大大提高了ASAS的性能，可以對特定的問題提供全面的求解。
ASAS-OFFSHORE用于近海平臺套管/甲板以及其它相關結構的全面評估。ASAS(NL)用于包含耦合波－結構相互作用的非線性有限元分析。ASAS-SUPERPACK用于通常目的的有限元模擬和分析。
可以通過MS-EXCEL、Mathcad或其它用戶程序訪問集成結果數據庫，并提供大量對梁、加強板或混凝土的編碼檢查，使得ASAS卓越超群。
主要特色
· 全面的近海結構分析能力
· 用于結果存儲和調用的集成數據庫
· MS-EXCEL和Mathcad接口
· 規則/不規則波的耦合波－結構相互作用
· ASAS-VISUALIZER
· 性能－64GB ASAS(L), 8GB ASAS(NL)
· 來自AQWA 的壓力/運動載荷傳遞
· 集成的加強板&混凝土評估
全面的近海結構分析能力
ASAS為海洋結構工程師提供了廣泛的分析功能。30年來 ASAS-OFFSHORE提供了套管設計的最重要的方法，包含了波載荷、分析、代碼檢查、疲勞和耦合在一起的土壤－樁－結構的相互作用。ASAS求解器還和FEMGV集成在一起提供包含建模和后處理的強大的有限元分析工具。ASAS(NL)的非線性功能也適用于近海平臺和通用的有限元分析。
用戶結果集成數據庫
ASAS 14版本于2003年發布。這一版本的主要特點是提供了跨所有模塊的通用數據庫，允許后處理器能夠從ASAS(L) 或 ASAS(NL)以及其它的后處理器獲取所有結果。
展開 船舶大開口結構有限元分析專用前后處理軟件的設計
針對船舶大開口結構的有限元分析，編制了專用前后處理軟件。軟件采用參數化的網格設計，前處理只需按可視化界面輸入一些簡單的基本尺寸、材料及載荷數據，就能生成供計算使用的復雜模型。在后處理中，能直接顯示甲板及舷側開口區的應力分布圖、應力值表和應力集中系數。提供的信息完整、圖形直觀、操作簡潔。
船舶大開口結構有限元分析專用前后處理軟件的設計.pdf
iSolver-國產自主結構有限元CAE軟件（對標Nastran、Ansys和Abaqus） ￥10
1.概述
iSolver為一個完全自主的面向工程應用的通用結構CAE軟件，以結構有限元分析為核心，對標Nastran/Ansys/Abaqus，支持靜力、模態、穩態、瞬態、非線性等常用分析，精度和商軟誤差<0.1%，效率和商軟相當，可用于航天、航空、船舶、汽車、機械、電子等各個領域。
有如下特點：
（1）高精度：自帶結構有限元基本的單元類型和分析方法，內部算法在工程應用上做了大量修正，結果精度和商軟<0.1%。
（2）易上手：自帶三維可視化前后處理，與Abaqus、Nastran、Ansys等具備雙向接口，無須重復建模，上手容易。
（3）可擴展：軟件整體框架靈活，支持基于Python及C++的用戶界面/自動化/用戶子程序的二次開發，便于擴展。
如有任何問題或者合作機會，歡迎聯系我們。
展開 鋼筋混凝土結構有限元分析單元類型和分析模型 附混凝土結構有限元分析下載
下載地址：混凝土結構有限元分析
深圳有限元分析公司，提供有限元航空結構分析
航空結構分析
飛機一般由機翼、機身、起落架和飛機操作系統組成，其結構受力復雜，用以往的經典工程分析進行應力分析已滿足不了現代飛機型號設計的要求，花費的時間長，分析的部位具有局限性。隨著大型計算機及工作站的出現和大量工程應用軟件的投入使用，使得復雜的工程問題得以用有限元法進行分析，使航空結構分析走上CAE的道路，用有限元對飛機結構進行分析具有極大的優越性。
CAE可以對飛機的各大部件如機身、機翼、舵面、發動機短艙、氣密艙、起落架等進行常規的結構分析、熱分析、動力分析等，而且其強大的多物理場耦合功能可進行諸如流體－固體耦合、熱－結構耦合、氣動分析，完全能滿足飛機設計中對有限元分析的需求。
1.飛行器總體
v 頻率和振型
v 線性和非線性靜態和瞬態應力
v 失穩分析
v 飛鳥和飛機的撞擊
v 總體氣動性能
v 飛機、發動機的氣動匹配
v 軍用飛機的雷達反射特性以及紅外輻射特性
2.子系統
機身
v 靜力分析
v 動力響應分析（模態、顫振等）
v 失穩分析
v 損傷容限分析
機翼
v 靜力分析
v 動力響應分析（模態、顫振、抖振等）
v 失穩分析
v 損傷容限分析
v 結構優化設計
3.起落架
v 飛行器起落架多體動力學分析
v 飛行器起落架部件級靜力分析
v 飛行器起落架部件級動力分析
4.航空發動機
v 軸系彈塑性、靜動力分析、疲勞分析、優化設計
v 盤系的靜力計算、模態計算和動力響應計算
v 葉片模態計算、動力響應計算、熱疲勞分析
v 發動機機匣載荷分析、疲勞變形分析
v 燃燒室/加力燃燒室/推進劑熱應力分析、熱疲勞分析、靜力分析
5.衛星設計
v 衛星的模態動力學分析
v 電池組托架的應力分析
v 太陽能電池板的展開
v 運輸引起的沖擊和損傷
展開 
國產有限元軟件對標Abaqus慘遭各大有限元軟件圍攻，仿真大戰究竟誰能勝出
[首先感謝Simdroid開發人員知乎用戶lanjieying大師提供的驗證算例]
近年來，發展國產自主CAE軟件的呼聲越來越高。尤其在去年中美貿易戰的加劇的形勢下，走出被“卡脖子”的藩籬，發展自主CAE軟件再一次在行業內被提起。實際上，幾十年前，我國部分計算力學家就倡導發展自主CAE軟件，并且當時實際上也發展了一部分國產有限元軟件。大連理工在八九十年代開發了JIFEX（目前該軟件叫SIPESC），北大在SAP的基礎上發展了SAP84，在當時積累了部分用戶，梁國平院士發展了自動有限元生成系統FEPG（目前叫FELAC）。
同時，目前還有一批新興的軟件已經面市或者即將面市，安世亞太目前在宣傳他們的自主通用仿真軟件PERA SIM；同時在知乎上，知乎答主lanjieying大師通過不少驗證案例展示了新興有限元軟件Simdroid的計算能力。以下是lanjieying大師提供的一個計算案例（鏈接https://zhuanlan.zhihu.com/p/107046577）：
問題描述：
半徑2.54m的圓環，矩形截面0.0254m*0.0254m，彈性模量2.068e11Pa，泊松比0.0。外表面均勻受壓。采用線性屈曲分析計算圓環的臨界荷載。
Lanjieying認為：有限元軟件COMSOL對該案例的計算結果是錯誤的（其計算出的臨界荷載因子為0.068），原因是其沒有考慮壓力引起的荷載剛度，而abaqus，ANSYS和Simdroid則可以得到正確的結果0.0517。
展開 淺談我用過的有限元軟件
有限元分析可以分為很多種，比如：靜力分析和動力分析，線性分析和非線性分析，穩態分析和瞬態分析等等。其中有一種有限元分析技術不管是在低端制造業還是在高端科技領域都占據著非常大的份量，那就是結構優化技術，而Optistruct 就是為結構優化技術而生的。
說到Optistrut軟件有的人可能比較陌生，相比于其他赫赫有名的商用軟件，Optistruct 用的人少一些，但是這并不能說明這款軟件的求解能力不如其他軟件，它的結構分析能力絕對是一流的，但這并不是它最擅長的領域，讓它聞名世界的是其無可比擬的結構優化能力，其在結構優化領域的統治力，好比當年的奧尼爾。
Optistruct 有限元求解器是Hyperworks 系列中一款非常卓越的軟件，是業界公認的算法穩健、優化類型全面的商業優化設計軟件。它也是Altair 軟件公司的旗艦產品，其與Hypermesh 之間無縫銜接，兩個軟件的協同分析能力堪稱一絕，絕對不亞于之前提到的Patran 和Nastran。
Optistruct 的優化設計能力在現有的各種商業軟件中占據第一，其基于有限單元和多體動力的方法，能夠輕松處理百萬級別自由度的結構，且能在很短時間內解決具有成千上萬設計變量的優化問題。不僅如此，Optistruct 充分汲取了其他軟件在可制造加工性上的缺陷，設置了便于結構制造加工的模式重復模塊，把優化結果最大限度的應用于實際。
Optistruct 支持優化分析類型有拓撲優化，尺寸和自由尺寸優化，形狀和自由形狀優化。這里我就主要講講拓撲優化，其他優化類型要是有時間再單獨拿出來說。拓撲優化是目前比較新穎的一種結構優化技術，實質是在給定的優化空間內，根據確定的邊界條件，找到滿足各種性能指標的最佳傳力路徑，從而獲得質量最輕，用材最少的結構。
展開 【有限元科技培訓】元王講堂開課啦！專業的Flotherm有限元分析軟件培訓等你
課程簡介：
Flotherm是一款強大的應用于電子元器件以及系統熱設計的三維仿真軟件，可以實現從元器件級、PCB板和模塊級、系統整機級到環境級的熱分析。Flotherm軟件自1989年推出以來就一直居于市場領導地位（市場占有率高達70%以上）并引領該行業的技術發展。Flotherm 操作簡便，使用者一般不需要經過專業就可以很快入門；高效的運算能力，可以縮短電子產品的研發周期，減少研發成本；可靠的仿真結果已被眾多企業驗證并認可為幫助廣大學員盡快的掌握Flotherm，有限元科技特開設Flotherm基礎培訓課程，詳細講解Flotherm軟件操作步驟與每一步設置的原因和原理，并與學員們分享產品仿真實例，提高學員獨立解決實際問題的能力。
講師介紹：
專業的Flotherm培訓
崔老師（Kevin） 江蘇大學熱能工程碩士
崔老師有近十年的企業有限元工程仿真分析經驗，專注于工程CAE仿真及熱設計，精通Flotherm、6sigmaET、Fluent等軟件的仿真分析。
主要項目經驗：
1. 大屏幕拼接顯示產品（DLP、LED、LCD）整體散熱系統和優化；
2. 3D多屏處理器/分布式架構處理器/Ark系列/AR系列等處理器的系統級別熱設計（包括熱仿真/熱測試/噪音）；
3. Apple/Microsoft/Dell/Cisco/Facebook/Intel/Amazon等國際知名公司電源產品（包括手機平板充電器/筆記本適配器/服務器電源等）的熱設計；
4. 消費類電子產品的熱設計（包括手機/平板/主機箱/可穿戴設備等）；
5. 新能源動力電池包熱設計（包括自然對流與輻射換熱/風冷/水冷等）；
6. 冰箱流體仿真。
展開 Matlab做有限元分析并與ANSYS對比 附Matlab有限元結構動力學分析與工程應用徐斌下載
下載地址：Matlab有限元結構動力學分析與工程應用徐斌
