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CD-adapco很荣幸地宣布，CD-adapco公司的工业应用领先的模拟工具，STAR-CCM+，现在可以和SIMULIA公司的FEA产品Abaqus进行直接连接，实现完全双向耦合的流固耦合模拟。
从树枝的随风摆动到穿越大西洋时飞机机翼的颤动，在真实的物理世界中流体与固体一直在和谐地相互作用着。但是在工程模拟的虚拟世界中，上述的画面却并非这样和谐。尽...&
CD-adapco很荣幸地宣布，CD-adapco公司的工业应用领先的模拟工具，STAR-CCM+，现在可以和SIMULIA公司的FEA产品Abaqus进行直接连接，实现完全双向耦合的流固耦合模拟。
从树枝的随风摆动到穿越大西洋时飞机机翼的颤动，在真实的物理世界中流体与固体一直在和谐地相互作用着。但是在工程模拟的虚拟世界中，上述的画面却并非这样和谐。尽管从根本上是密不可分的，长久以来结构分析和流体动力学被当做彼此独立的学科，对结构变形与流体流动间的相互作用的研究停留在最基本的层面上。
第一代能够进行流固耦合计算的产品往往在对计算资源的需求和计算时间上是令人望而却步的，并且还需要通过第三方的代码对具体问题进行具体设定来传递信息。由于上述原因，传统上流固耦合的数值模拟被当做研究性项目或者用来做学术研究，游离于工程设计主体过程之外。
这种情况即将成为历史。CD-adapco公司的工业应用领先的模拟工具，STAR-CCM+，首次可以和Simulia公司的FEA产品Abaqus进行直接连接，实现完全双向耦合的流固耦合模拟。直接耦合模拟大大提高了效率，避免了像通过文件格式进行数据传输和使用外部中转软件等冗余过程。这就可以使流动-结构-热力学耦合计算成为工程设计过程中的日常性工作。
&CD-adapco和SIMULIA的紧密合作使得进行直接耦合模拟成为可能，&CD-adapco高级执行副总监Bill Clark博士说，&通过和SIMULIA的紧密合作，我们设法开发出一种工具，让普通的工程师能够触及到同类中最好的流固耦合计算。&
&和CD-adapco的合作关系是我们业务中的重要部分，来为我们共同的客户提供多物理场的解决方案，帮助他们在产品开发周期的早期就获得对其产品在实际中的性能的深层次了解。&SIMULIA，Dassault Systemes首席战略官员Steve Levine说，&我们致力于发展新的和更好的直接耦合模拟方法使像CD-adapco这样的有价值的合作伙伴来帮助他们的客户降低把最好的产品投放到市场的成本并缩减周期成为可能。&
CD-adapco和SIMULIA的合作关系同样意味着对问题的设置和求解全部都可以在方便易用的STAR-CCM+环境中进行，而不必去编写脚本和输入文件以及进行数据的投影插值。指出你想STAR-CCM+在Abaqus中的任务并点击&运行&。在流固耦合模拟时两种软件的强大的物理模型可以被综合利用，像STAR-CCM+中的所有模型都可以进行耦合，单相和多相流、化学反应和燃烧、低速流动和高超声速流动。在Abaqus中的可选项也十分全面，耦合分析中支持静态应力/应变、动力学（隐式和显式）、热量传输、热应变、热电和压电分析。
STAR-CCM+和Abaqus的紧密耦合让很多领域的流固耦合问题的解决方法对普通工程师来说变得易于掌握。从实用性和准确性上来讲，耦合模拟（双方在运行过程中都实时进行数据交换）是解决诸如气动喘振、流动诱导变形和涡诱导振动等问题的唯一方法。
关于Abaqus标准FEA
Abaqus的标准FEA系列产品为常规到非常复杂的工程问题提供了切实有效的完整解决方案，涵盖了广泛的工业应用。在汽车行业里，工程师们可以利用一个通用的结构模型和集成化求解器来考虑全部车体载荷、动态振动、多体系统、冲击/碰撞、静态非线性、热耦合和声结构耦合。Abaqus标准FEA系列产品是由SIMULIA，the Dassault Systemes brand for Realistic Simulation开发和销售。更多详情请登录SIMULIA网站（）。
关于STAR-CCM+
STAR-CCM+是一款将从几何准备到模拟分析的整个工程模拟流程都集成在同一的软件环境中的过程导向的CAE工具。除了功能强大的表面准备和体网格生成工具外，还具备很多方法和模型来模拟基本流动、湍流、化学反应和燃烧、多相流、流固耦合以及其它现象。STAR-CCM+是由CD-adapco开发和销售。如需更多详情，请登录CD-adapco的网站（）。
(2011 年6月22日，北京)全球领先的3D 和产品生命周期管理领域(PLM)解决方案提供商-达索系统(DS)(欧洲交易所巴黎：#13065, DSY.PA)的子公司Simulia公司Abaqus软件帮助古生物学家菲尔&曼宁证实了有关大型恐龙体型极限的推测，这个推测的数据至少比现有最大的 恐龙重三十吨，这是Simulia公司有限
元分析软件Abaqu...&
(2011 年6月22日，北京)全球领先的3D 和产品生命周期管理领域(PLM)解决方案提供商-达索系统(DS)(欧洲交易所巴黎：#13065, DSY.PA)的子公司Simulia公司Abaqus软件帮助古生物学家菲尔&曼宁证实了有关大型恐龙体型极限的推测，这个推测的数据至少比现有最大的 恐龙重三十吨，这是Simulia公司有限
元分析软件Abaqus第一次应用在判定恐龙的体型极限上。
最近美国国家地理 频道制作播出了一套探索恐龙秘密的系列纪录片&&《侏罗纪犯罪现场》。(纪录片相关信息，敬请访问 .cn/programme/)。该系列片保持着美国国家地理频道一贯的风格，科学家们 运用各种科技手段，对恐龙身上种种谜题进行求解，进而为观众生动的重现了恐龙生存的种种秘密。对于世界上最大的恐龙究竟会有多大这个谜题，Abaqus软 件通过对恐龙日常活动的仿真模拟，为古生物学家菲尔&曼宁提供了强有力的证据来支持他惊人的推测&&世界上最为巨大，体重最重的恐龙尚未被世人所发现。
体 型巨大、体重惊人的恐龙在这个地球上生存，这似乎违反了物理学定律，可是他们仍然在这个地球上自由的活动。古生物学家菲尔&曼宁为了寻找能够承受强大压力 的测试工具，揭开恐龙的这个秘密，和航天领域的专家合作，将广泛运用于火箭设计和测试的有限元仿真软件Abaqus应用在了他的模拟实验上。通过对恐龙体 重、骨骼强度以及行动的模拟，菲尔&曼宁为这个问题找到了他的答案，揭开了身形巨大的恐龙能够在这个世界上生存并自由行动的秘密。实验证明了他的推测是正 确的，恐龙的骨骼可以承受的压力高于120吨，甚至可以达到150吨，而目前人类所发现的恐龙，其体重还远没有达到这个数字，真正的恐龙巨无霸或许正静静 的躺在我们脚下的这片土地长眠。
Abaqus仿真模拟软件被广泛地认为是功能最强的有限元分析软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系 统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。这款软件不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。该软 件的系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。由于它的优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得Abaqus被各国的工业和研究中所广泛 的采用。Abaqus产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。
菲尔&曼宁的推测和实验使有限元分析法和Abaqus在新的领域发挥了不可思议作用。而在此之前，这种高端的仿真技术一直被广泛应用于航天航空，汽车及飞机制造，电子工业和土木工程等领域里。这种技术和领域的新的组合将给予更多的专家们思考和借鉴。
如果叫大家列出一辆车上的安全装置时，估计很多人都会首先想到安全带或安全气囊。在晴朗的天气中，这个答案或许是正确的，但是如果在暴雨或暴风雪中驱车，而没有前挡风玻璃雨刮器的话，可能会寸步难行。就是这种毫不起眼的雨刮器在为驾驶员的视觉提供着重要的保护。
虽然雨刮片需要定期更换，但是整个雨刮器本身被认为是汽车上最可靠的系统之一，...&
如果叫大家列出一辆车上的安全装置时，估计很多人都会首先想到安全带或安全气囊。在晴朗的天气中，这个答案或许是正确的，但是如果在暴雨或暴风雪中驱车，而没有前挡风玻璃雨刮器的话，可能会寸步难行。就是这种毫不起眼的雨刮器在为驾驶员的视觉提供着重要的保护。
虽然雨刮片需要定期更换，但是整个雨刮器本身被认为是汽车上最可靠的系统之一，设计寿命平均达到150万次刮擦。可靠性和驾驶员安全性被现代汽车公司视为车辆开发的重中之重，因此在挡风玻璃雨刮器设计方面，该公司的研发中心给予了特别的重视。
&我们会优化现代旗下每一款轿车雨刮器的刮擦性能和疲劳寿命，&现代研发工程师Sungjin Yoon说道。&为了做到这一点，我们会将雨刮器的所有关键设计因素都考虑在内，比如雨刮片的形状、材料以及雨刮臂结构和连接方式等。CAE在整个设计过程中发挥着关键的作用。&
采用各种CAE工具在最初设计阶段对雨刮器几何结构、运作特性、负荷以及应力进行评估和分析可以让现代工程师更好地达到目前雨刮器在性能方面的要求。采用CAE工具还可以让他们预先知道采用不同材料、轻量化或创新雨刮器配置后的设计效果。在车辆开发的最初阶段就确定最有效的设计可以帮助加快产品设计的流程，同时还可以降低原型制作成本及之后的产品制造成本。
现代公司设计小组从事模拟工作的核心工具是达索公司SIMULIA品牌下的Abaqus Unified FEA软件。&雨刮器的物理性能比大家想象的要复杂得多，&Yoon说道。&以前，我们针对刮擦和耐久性分别进行分析，在两个不同的计算机模型上采用两个不同的FEA系统，但是我们想开发一个联合分析模型，这样可以同时分析两个不同的属性。Abaqus拥有全面的模拟性能，可以让我们在一个软件包中对各种属性展开分析。&
除了最基本的往复运动特性，雨刮器还需要在挡风玻璃和雨刮片之间保持一致的压力分配，这样才可以让驾驶员保持清晰的视野。随着雨刮片的老化，雨刮器的刮擦清洁能力还应该可以保持在一定水平。此外，整个雨刮器系统还需要具备足够的强度，可以承受不同程度的负荷，从风雨到暴雪等各种天气条件，还可以保持多年的使用寿命。
为了研究雨刮器设计对刮擦性能和系统耐久性会造成怎样影响，现代研究人员通过其联合FEA工具仅对橡胶雨刮片展开了分析。首先需要一个材料模型，而且要包含橡胶的所有属性，这对精确预测雨刮片的性能来说至关重要。橡胶材料具备非线性的弹性性能，而且其弹性行为对时间有依赖性。这两个性能通过Abaqus中超弹性和粘弹性材料两个选项进行描述。
接下来，研究人员开始模拟雨刮臂系统。雨刮臂是彼此依赖的关节和杆相互连接在一起形成的机械装置，需要在整个橡胶雨刮片上提供一致的压力（这样可以避免玻璃上出现刮擦条纹）。为了加快该系统FEA模型的建立，研究小组采用了动态视觉分析软件。该软件针对各种车辆雨刮器都有一个针对性的模板。雨刮臂组件其实就是一个机械装置，关节部分采用Abaqus连接器元素进行建模分析。
现在研究小组就可以开始运行整个Abaqus模型，对雨刮器的刮擦性能进行评估分析。首先要在雨刮片上施加合适的负荷，让雨刮片与挡风玻璃之间建立初始接触压力。Abaqus中的轴向连接器元素用于体现雨刮臂弹簧的性能。&首先要弄清楚预施加的张力，&Yoon说道。&因为在雨刮器移动的时候需要考虑到这个张力，此外雨刮片在玻璃上形状的改变直接影响整个刮擦区域的效果。&
雨刮臂基座地方会施加旋转力矩，用于模拟电机力矩，具体施加的点处于雨刮器旋转的地方。该力矩使雨刮臂在整个玻璃上往复运动，形成刮擦动作。之后通过分析可以在具体的时间和不同温度下记录雨刮片的整个张力&&温度会对橡胶雨刮器造成影响。最终的报告通过现代公司内部工具出具，会显示在整个挡风玻璃上雨刮片的压力分布。模拟结果最终可以与最初的设计参数进行对比分析，确定雨刮片是否达到预期的效果。
分析的第二部分，也就是耐久性（疲劳寿命）分析，也可以在同一个FEA模型上进行。&我们要做的就是在Abaqus Unified FEA模型中改变边界值和负荷条件，&Yoon说道。
在获得刮擦和耐久性分析结果后，工程师便可以通过改变设计参数，同时观察不同参数对雨刮器系统整个性能的影响来优化这两个属性。
&联合分析模型的好处就在于它可以让我们将各种影响刮擦性能和系统耐久性的因素考虑在内，&Yoon总结说道。&在对雨刮臂和连接进行优化之后，我们便可以成功开发出更轻的雨刮器系统，在提高关键关节的连接强度的同时还降低了最大应力。&
血管支架分析：
美国食品和药品管理局推荐采用Abaqus进行植入人体的医疗器械的有限元分析，下图为采用Abaqus对形状记忆合金制造的血管支架进行的变形和受力分析。
血管支架分析：
美国食品和药品管理局推荐采用Abaqus进行植入人体的医疗器械的有限元分析，下图为采用Abaqus对形状记忆合金制造的血管支架进行的变形和受力分析。
人体骨骼分析：
下图左为对该人造骨关节加载了内部负载后的内部应力分析，下图右为整个人造关节及由此生成的有限元立体图。
电子产品中的弹簧片损坏分析：
液体持续的滴落对弹簧片造成永久的损伤，重新设计后在液体滴落前即发生接触，从根本上解决了这种损伤的产生。
由于其尺寸小重量轻的特点，便携式、手提式的电子产品越来越被普遍应用。这些产品有时不可避免地经受跌落带来的撞击载荷。在设计过程中，如果从理论和试验上都可以对这个加载情况加以说明解释，就能发展更加耐用的产品。能够模拟落地载荷情况下的可靠性，可以减小对试验测试的依赖性。Abaqus/Explicit 已经...&
由于其尺寸小重量轻的特点，便携式、手提式的电子产品越来越被普遍应用。这些产品有时不可避免地经受跌落带来的撞击载荷。在设计过程中，如果从理论和试验上都可以对这个加载情况加以说明解释，就能发展更加耐用的产品。能够模拟落地载荷情况下的可靠性，可以减小对试验测试的依赖性。Abaqus/Explicit 已经被广泛应用于检验电子产品经受机械撞击载荷的特性。
Abaqus 的主要功能和优点
对短历时、动态、非线性工况高效模拟的显式求解方法。
通用（&自动的&）接触算法以简化接触定义。
修正了的十节点四面体单元，使得复杂几何体的网格划分更加容易，还可提供精确的接触结果。
可变的质量缩放技术提高了计算效率。
独立网格划分的紧固件，使用连接件单元来进行点与点的连接，考虑了复杂的结构和机械性能，包括损坏。
时效输出的实时低通过滤可避免重叠误差。
个人电子产品受到机械撞击载荷是很寻常的，特别是从手中或者桌上掉下来产生的撞击。能否经受这种载荷对于设计一个成功的产品很关键。
要评估一个电子产品受到撞击载荷时的响应，需要结合实验测试和分析模拟。与物理实验相比，模拟有着明显的优势：提供重复结果和模型上任意点的信息（应力、应变、加速度等等），成本低，在设计过程中，任意阶段都可以进行模拟。
在本技术简报中涉及的分析是一个无线光电鼠标从 1 米高的地方跌落的模拟。该分析主要研究电子构件在跌落过程中可能出现的故障。
有限元分析方法
鼠标模型由外壳、带有电子元件的电路板、滚轮和两个按钮组成。将外壳、按钮和滚轮划分为 10 节点四面体单元。这种单元可以很好地解决大变形、接触分析问题以及出现最小体积和剪切锁死等问题。它们的优势还在于可以利用自动四面体网格生成器来简化复杂电子部件几何模型网格划分的工作。
电路板和电子元件划分为六面体单元。电子元件作为刚体，通过基于表面的连接约束与电路板连接。连接约束将表面牢牢连接起来，在分析中是不会分开的。连接约束的优点是被连接的网格不需要匹配，电子元件允许有相对比较粗糙的网格。图 1 - 3 为组成鼠标的部件。
&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&& &图 1：底座&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&图 2：电路板、电子元件和滚轮
3：完整的模型
所有的变形部分采用线弹性材料。对于这些预期应变很小的部件，通常都是如此处理。
实际的电脑鼠标是用螺钉、揿钮接头和线夹配合或者其他连接方式连接起来的。建立这些特性完整详细的模型是有可能的，然而目前分析着重的是电子元件承受的载荷。因此，所有构件之间的机械连接点都是利用独立网格划分的紧固件或者基于表面的连接约束来近似。连接电路板和底座、按钮和上壳都使用了约束。
独立网格划分紧固件可以在任意点连接两个或者两个以上部件；在连接的位置上不要求节点一致。另外，实际连接可以用连接件单元来建模。这样使比如材料非线性、摩擦和损坏等复杂特性可以包含点到点的连接。
鼠标壳体的底座、中间部分和上部是利用基于连接件的独立网格划分的紧固件连接起来的。Cartesian 和 Cardan 类型的连接件相结合，来获得类似梁的特性。图 4 标明紧固件连接的位置。
图4：独立网格划分的位置
网格独立是通过将附着件分布到被连接表面上的一些节点上。这些节点会自动地和附着点一起被选中。然后这些附着点被用来定义连接件单元。例如，如图 5 显示了鼠标前部连接底座和外壳中间部分的紧固件（从里看）。与单元连接的连接件单元和节点用红点标示出来。
图 5：底座和外壳中间部分紧固件的剖面图和连接点
虽然本次分析没有包括材料损伤模型，但是该模型可以用于建立外壳损伤的模型。对于有屏幕或者镜头的电子产品，这一类模型对于这些易损部件的抗损性可以更加准确地评估。
使用了通用（或者&自动的&）接触运算法则，两个表面都不需要详细定义，从而简化了接触的定义。只用一个交互作用的定义，整个装配就都在接触域内。底面被定义为刚体，所有的鼠标部件都加上重力载荷。从 1 米高自由落体的初速度在每个节点上也都被设定了。
分析模拟了一个 5 毫秒的跌落过程。为了减少这次分析的运算时间，使用了质量缩放技术。利用质量缩放技术，求解过程中，Abaqus 在不连续的时间点自动进行质量缩放，来保证用户指定的最小时间增量。
分析结果和讨论
图 6 为本例中撞击后瞬间的等效应力等值线云图，在撞击区域和支持电路板凸起的底部有应力集中。在这些区域中的应力可采用子模型技术进行更详细的分析，利用子模型技术，整个模型得到的结果可以用来驱动某个区域中更小的、更详细的模型。
如果部件有相对运动，力或者力矩变得太大，典型的紧固件可能被损坏成碎片。在 Abaqus/Explicit 中，可以对可能会出现损坏的部件进行定义，或者对所有部件进行定义。同时也可以部件相对运动产生破坏的准则进行选择。
图 6：撞击瞬间等效应力
对于每个连接件单元，对轴向破坏力进行定义。另外，当连接件损坏后，所有有相对运动的部件都将松开。图 7 为分析结束时模型结构，连接件在大约 0.08 毫秒时损坏，引起外壳完全分离。
图 7：在运动 5 毫秒时鼠标模型，显示了外壳部件分离
图 8 为前底座与外壳中间部分的连接件（参见图 5）受到的力，绘出了局部 X 向和 Z 向分力，分别表示轴向和侧面剪切力。因为对称，局部 Y 向分力为零。另外两条曲线显示了连接件损坏没有发生的情况下受到的每个分力。
图 8：前底座到外壳中间部分紧固件的所有受力
图 9 为模型内能和动能的时程曲线。模拟开始，鼠标自由落体，此时只有动能。撞击开始，使外壳变形，将动能转换成内能。另外两条曲线表示在连接件损坏没有发生的情况下每种能量的时程曲线。
图 9：整个模型内能和动能
这个分析的目的是为了评估电子元件损坏的可能性。电路板元件的加速度记录提供了关于载荷的信息。每个部件质心的响应被测量，图 10 标明了各质心点的位置。图 11 为 3001 部件的垂直加速度时程曲线，而且包括了连接件损坏没有发生情况下的结果。
最初的加速度结果包含噪音，图 11 中的曲线是经过过滤后得到的。在求解过程中，单元、节点、接触、集成和紧固件交互作用的时程数据在写入输出数据库之前都经过了过滤。在本次分析中，选用了截止频率为 5kHz 的 Butterworth 过滤器。在撞击过程中，过大的加速度可能损坏电子元件，尽管它们可能还附在电路板上。为了得到电子元件的耐用性，可以在已确定的实验限定中检验它们承受的最大加速度。
图 10：电子元件质心的标示
图 11：电子元件 3001 的垂直加速度
其他确定耐用性的方法包括检验详细的应力应变时效图，特别是电路板上电子元件附近的应力应变情况。这些值可以用来判断焊接点是否损坏。
跌落模拟已经成为设计个人电子产品必不可少的工具。Abaqus/Explicit 的先进性使得这种加载情况很容易运用到设计过程中去。
摘 要：本文以波音公司某支柱式起落架为原型，在HyperWorks 软件平台上建立该起落架仿真模型，并进行了起落架的着陆试验仿真。该仿真实现了两个目标，一是得出飞机着陆时的支柱载荷变化曲线，结合目标曲线用以优化起落架阻尼特性；另一个是通过强度目标约束，采用拓扑和形状优化方法重新设计压杆接头和扭杆结构，并使用OptiStruct 模块独有的ESL 法优化压杆接...&
摘 要：本文以波音公司某支柱式起落架为原型，在HyperWorks 软件平台上建立该起落架仿真模型，并进行了起落架的着陆试验仿真。该仿真实现了两个目标，一是得出飞机着陆时的支柱载荷变化曲线，结合目标曲线用以优化起落架阻尼特性；另一个是通过强度目标约束，采用拓扑和形状优化方法重新设计压杆接头和扭杆结构，并使用OptiStruct 模块独有的ESL 法优化压杆接头结构。结果表明通过多种分析和优化方法的结合使用，有效提高了起落架机构的动力学性能，改善了零件应力分布和疲劳寿命，并实现了零件的减重。
关键词： 飞机起落架，MontionView，OptiStruct，等效静态载荷（ESL）
起落架设计是飞机设计中一个非常重要的环节。起落架的主要功能就是起支撑和缓冲作用，来改善飞机的垂直方向和纵向的受力情况，起落架在飞机起飞滑跑、着陆接地和地面运动时应能承受较大的运动载荷并减缓这种撞击，以便提高乘坐舒适性和安全性。因此起落架设计包括的内容多，涉及的范围广，是一个极其复杂的过程，无论在理论上还是工程上都需要进一步研究。运用仿真技术分析飞机1起落架的动态特性，对于降低研发成本，提高起落架性能具有十分重要的工程意义[1]。
本文建立了美国波音公司某起落架的仿真模型，得出了起落架着陆时的动态响应曲线，通过和试验的对比验证了仿真模型的正确性，并在该模型的基础上结合HyperWorks 软件的系统优化模块HyperStudy 和结构优化模块OptiStruct 进行了系统结构和零部件结构的全面优化，为飞机起落架的设计和优化提供了工程参考价值。由于涉及到数据保密，本文中的部分数据采用了典型示意图形式代替了实际曲线。
2 起落架结构及分析模型
图 1a 是该柱式起落架结构的CATIA 外形和材质示意图，其主要由油缸和多个支柱及轮胎结构组成。而图1b 是将关键部件CATIA 外形导入到HyperWorks 平台下多体动力学分析软件MotionView后建立的单边起落架多体动力学模型，为了考虑着陆时的轮胎旋转对结果的影响，我们在多体动力学模型上施加了与前进方向相反的轮胎转动的初速度，当轮胎接触到跑道路面后转速慢慢降低直到轮胎停止转动，而且还考虑了轮胎在着陆时对飞机能量的衰减。该起落架模型初始状态为飞机即将着陆前的某一状态，此时飞机的前进方向如图1b 中所示。
a）起落架结构示意图
b）MotionView 分析模型
图1 飞机起落架结构及多体动力学模型
3 分析结果及模型验证
起落架的动态性能仿真通常被用来得到能量衰减特性曲线，而飞机能量得到尽快衰减的同时，还需要保证有较好的舒适性，以及不能产生较大反向作用力超出了起落架的承载极限，从而造成零件断裂事故。图2 是该起落架动态、静态载荷随减震器行程变化曲线，通过与试验结果的对比分析，验证了仿真模型的可靠性。
图 2 起落架着陆动态和静态载荷曲线
4 系统性能和结构的优化
4.1 系统性能的优化
在实际的设计中，为满足图2 所示的动态载荷曲线，可通过优化起落架的动态阻尼特性，得到较理想的动态载荷和行程曲线的形状和幅值，从而在有效进行能量衰减的同时提高舒适性。而典型的支柱阻尼特性曲线将是一个随着行程不断变化的非线性曲线，其典型示意图如图3 所示。
图3 阻尼系数随减震器行程变化曲线（仅为示意图，实际曲线有很大不同）
对着陆动态性能的优化主要体现在该曲线的优化，我们采取的方法是将减震器阻尼曲线简化为如图3 所示的多段线组成，并将曲线的关键点作为优化的设计变量（图3 中数字）。在建立的MotionView 模型的基础上结合&环境下实验设计、优化及随机分析工具HyperStudy，指定优化目标为低于图2 中Dynamic load Envelope 曲线，经过自动优化后得出新载荷曲线（图2 中New Dynamic Load curve），根据该曲线重新设计了支柱减震器结构。
4.2 结构强度分析
通过对起落架着陆仿真得出关键零部件的强度分析所需的边界条件，施加在零部件的有限元模型上进行了零件强度分析和校核，为了精确模拟轴承和前后载荷分布，在有限元模型采用了非线性gaps 和bars 单元（如图4 所示），强度分析方法较为成熟，在此不做过多说明。
图 4 有限元模型图
4.3 结构拓扑和形状优化
将应力结果作为优化约束，对图5 所示的两个零件重新定义设计空间，并进行了拓扑和形状优化，在满足强度的目标要求下实现多个零件的减重，其中单个扭杆重量从原来的120 磅减少为88 磅，减重达27%。
图5 起落架零件拓扑优化
4.4 ESL 优化[2] [3] [4]
ESL（Equivalent Static Load，等效静态载荷法）最早的提出者是韩国汉阳大学的Park 博士。该方法适用于对承受动态载荷的结构进行优化，可以将结构所受到的动态载荷自动等效转化为结构优化的静态边界条件，大大缩短了载荷人工转化的时间，并提高了优化结果的准确性。Altair 将该技术集成到OptiStruct 中，是目前唯一一家拥有该技术的商用软件厂商。
采用 ESL 方法对该起落架的压杆接头进行形状优化，考虑多体动力学分析得出的机构动态载荷。优化后的零件最大应力降低40％左右（见图6），从而大大提高了该零件的强度和疲劳寿命。
图 6 ESL 法优化前后结果对比
通过对起落架着陆试验的仿真模拟和优化，证明MotionView 软件能够较为准确模拟着陆动态过程，通过与优化软件HyperStudy 和OptiStruct 的无缝集成，为飞机起落架机构的设计提供了依据，实现了零部件的减重，有效减低了试验和制造的成本，同时对类似产品的设计和优化具有参考价值。
参 考 文 献
[1] 王志瑾，飞机结构设计，国防工业出版社，2004.9。
[2] Kang,B.S.,Choi,W.S. and Park,G.J. Structural Optimization under Equivalent Static Loads Transformed from Dynamic Loads Based on Displacement. Computers & Structures,):145-154
[3] Choi,W.S. and Park,G,J.Structural Optimization Using Equivalent Static Loads at All the Time Intervals. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering,5-2122
[4] Park,G.J. and Kang,B.S.Validation of a Structural Optimization Algorithm Transforming Dynamic Loads into Equivalent Static Loads.Journal of Optimization Theory and Applications,):191-200
微机电系统（MEMS）的设计与模拟是一个独特的学科。在微尺度下，设计必须考虑多物理的影响。例如电磁-结构、热-结构、流体-结构（FSI）的相互作用是谐振器，传感器，执行器，压电，以及微流体系统设计中的典型问题。
MEMS模块可用于求解结构力学、微流体、电磁场问题及这些物理场间的任意耦合问题。此外，微机电系...&
微机电系统（MEMS）的设计与模拟是一个独特的学科。在微尺度下，设计必须考虑多物理的影响。例如电磁-结构、热-结构、流体-结构（FSI）的相互作用是谐振器，传感器，执行器，压电，以及微流体系统设计中的典型问题。
MEMS模块可用于求解结构力学、微流体、电磁场问题及这些物理场间的任意耦合问题。此外，微机电系统模块还能用于求解静电驱动、压电材料、微流、薄膜阻尼、FSI、焦耳热与热膨胀、两相流等问题。基于COMSOL Multiphysics的核心能力，微机电系统模块几乎可以用于求解微尺度下的所有问题。
应用领域：
悬臂梁和其它开关
生物医学传感器
DNA芯片、片上实验室
微通道中流固耦合
微通道中两相流
MEMS声换能器
MEMS电容器
MEMS热传感器
微反应器、微泵、微混合器
微波传感器
MOEMS、VCSELS
压电、压阻器件
射频MEMS器件
声表面波传感器和滤波器
1、本质上都是刚体，只在ref point上积分，外形只是用来判断接触用，二者本质上没有区别。
2、都需要指定一个参考点，所有的边界条件和载荷都施加在这个参考点上。
3、都不需要赋材料属性和截面属性。
1、解析刚体的边界由解析公式定义，只能是较简单的几何形状，计算代价要比离散刚体部件小。离散刚体的边界由网格节...&
1、本质上都是刚体，只在ref point上积分，外形只是用来判断接触用，二者本质上没有区别。&
2、都需要指定一个参考点，所有的边界条件和载荷都施加在这个参考点上。&
3、都不需要赋材料属性和截面属性。&&
1、解析刚体的边界由解析公式定义，只能是较简单的几何形状，计算代价要比离散刚体部件小。离散刚体的边界由网格节点控制，可以是任意的几&
何形状，可以为其添加part模块中的大部分特征。换句话说，解析刚体不能描述复杂模型，但离散刚体可以。&
二维离散刚体部件只能使用Wire或Point，三维离散刚体部件可以是Solid、Shell、Wire或Point。但是只有Shell和Wire才能将单元类型设置为刚体&
二维解析刚体只能使用Wire，三维解析刚体只能使用Shell旋转或者拉伸。&&
2、解析刚体不需要画网格，离散刚体需要画网格，且要在发生接触的部位划分足够细的网格，以保证不出现大的尖角。&&
3、离散刚体通常用于接触分析中，类似与可变形体，可以模拟任何形状的物体。如果仅仅为接触分析提供刚性表面接触，则可以考虑使用解析刚体，这样可以有效地避免由于离散刚体网格划分太粗造成的摩擦力不准。&&
4、解析刚体只输出和参考节点相关的结果（反作用力等），对于接触问题如果要查看接触力、接触压力、切向滑移等结果，只能查看从动面上的结果；离散刚体可以输出上述接触力、接触压力、切向滑移等结果。&&
5、解析刚体在不考虑温度的情况下使用，计算速度快；在考虑温度对材料或者其它方面影响的情况下使用 计算效率较解析刚体低。&&&
注意事项：&
（1）定义一块钢板，属性定义弹模无限大、泊松比无限小，可以模拟刚体。&
（2）参考点的位置会影响刚体所受弯矩和可能发生的转动，因此对于动力分析，如果涉及到旋转或考虑转动惯量对模型的影响，需要把参考点设置为刚体的质心，其他情况参考点位置任意。&
（3）刚体一般有这么几种,一种是找个主点,其他点与主点的关系约束为123456自由度,这称为约束刚体,还有就是修改某个部件的弹性模量非常的大,泊松比很小,这种是人为的近似刚体处理方法,第三种是无须划网格和赋属性的真正的刚体,前面两种都有人为的处理手法在里面,最后一种没有.一般来说最后一种的计算效率也是最高的。&&
（4）Interaction模块中的刚体约束和显示体约束，可以将变形体变为刚体，其各部分的运动情况完全取决于所指定的参考点的运动情况。在删除或抑制掉这两种约束后，就恢复为变形体。
钢球的半径为0.05m,钢板的半径为0.25m,厚度为0.05m,假设钢球以垂直于钢板的速度为500m/s,平行于钢板的速度1000m/s冲击钢板，冲击时间为4E－5s,分析钢板对钢球冲击的响应。
Z方向的接触力：...&
钢球的半径为0.05m,钢板的半径为0.25m,厚度为0.05m,假设钢球以垂直于钢板的速度为500m/s,平行于钢板的速度1000m/s冲击钢板，冲击时间为4E－5s,分析钢板对钢球冲击的响应。
Z方向的接触力：
我很高兴参加ECCM&99。正如Wunderlich博士邀请我参加时我告诉他的，我的确已经不处于能为计算力学领域做任何技术贡献的位置。然而，我已经在这个被称为有限元方法(FEM)的领域积极工作了超过45年，包括研究生教学和我退休后12年的咨询工作。咨询重点绝大多数在混凝土大坝&特别是混凝土拱坝的地震行为。
我与FEM结缘是在1952年夏天，我被西雅图波...&
我很高兴参加ECCM&99。正如Wunderlich博士邀请我参加时我告诉他的，我的确已经不处于能为计算力学领域做任何技术贡献的位置。然而，我已经在这个被称为有限元方法(FEM)的领域积极工作了超过45年，包括研究生教学和我退休后12年的咨询工作。咨询重点绝大多数在混凝土大坝&特别是混凝土拱坝的地震行为。
我与FEM结缘是在1952年夏天，我被西雅图波音飞机公司聘请为他们summer faculty项目的成员。那时我已经在1949年加入Berkeley土木系。由于波音summer faculty项目提供了结构动力学小组的位置，我抓住了这个最好机会，做为我在地震工程领域发展的准备。我很幸运地选择了波音公司的那次夏季工作机会，因为他们结构动力学小组的领导人是M.J. Turner先生&一个在处理结构振动与颤振问题非常有能力的人。
当我在1952年夏天参加的时候，Jon Turner让我从事一种delta翼结构的振动分析工作。由于它是三角平面形状，这个问题不能用基于标准梁理论的方法解决；于是我花了1952年一个夏天时间来建立由一维梁与桁架组拼成的一个delta翼模型。然而基于这种类型的数学模型得到的变形分析结果与delta翼比例模型试验数据吻合很差。我最后的结论是我一个夏天的工作是一个彻底的失败&然而，至少我知道了什么是不可行的。受这次失败挫折的刺激，我决定重新回到波音参加1953年的夏季faculty项目。在冬季期间，我和Jon Tuner一直保持联系，这样我能够重新参加六月的结构动力学小组。冬季期间最重要的进展是，Jon建议我尝试通过组装三角或矩形形状的平面应力小块来建立机翼的刚度特性列式，但我确定三角形状会更有用，因为这样一种小块可以组拼近似任意结构形状。况且，单个三角块的刚度特性可以在假定X与Y方向主应力的均匀分布结合剪应力均匀分布状态的基础上很容易的计算。于是整个结构的刚度由单个子块的贡献相应叠加得到。波音小组称这种方法为直接刚度法。1953年夏天的剩余时间花在演示用三角单元组装成结构的模型的变形计算结果和实际结构的试验室测量结果非常吻合。同样，也很显然的发现计算结果的精度可以通过连续细分有限元网格渐进提高。那个夏天工作得到的结论由Jon Turner发表在1954年一月的Institue of Aeronautical Sciences年度会议上。然而至今我仍不明白为什么Jon直到许多月以后才把这篇论文拿去发表。因此，这篇被认为是有限元第一篇论文的文章直到1956年9月才发表[1]&在它被口头提出两年多后。
值得强调的是Jon Turner的结构动力学小组做这个工作的基本目的是为了振动和颤振分析。他们并不关心应力分析，因为那是应力分析小组的任务。然而，很显然的是通过直接刚度法建立的模型除了用于振动分析，同样可以用于应力分析。因此我计划一旦可能，马上调查它在应力分析中的应用。然而当时我有其它研究任务，我无法抽出有用的时间在应力分析问题上，直到1956年9月我申请到挪威Trondheim进行休假。于是，当我到达挪威时，我所能做的只是拟定了一个研究方案，并且用一台台式计算器计算一些很小的系统，因为挪威理工学院那时还没有一台自动电子计算机。
在Institute of Aeronautical Sciences上发表的那篇文章[1]第一次向技术人员引入了有限元的原理；尽管很短时间后这种方法的一些基本概念在1954年八月到1955年五月期间被John H. Argyris博士[2]在Aircraft Engineering发表的一系列论文提出。然而，在这些论文中出现的矩形单元仅仅是所做贡献的一小部分。在我在挪威的休假期间 ，Argyris的工作吸引了我的注意，那时我把它认为是(现在我仍这么认为)曾经在结构力 学领域发表的最重要的一系列文章。我认为那些工作把我对结构理论的理解扩展到它最终达到的层次。
根据我个人的观点，有限元历史上另一个重要事件是创造了有限元(FEM)这个名字。 我选择这个名字的目的是为了将组成有限元整体的尺寸相对较大的结构小块，与在结构位移计算典型虚功分析中的无穷小量明确区分。这个名字最早出现在一篇向土木工程界演示有限元方法的文章中。这个方法的一个更重要的应用发表在1962年在波兰Lisbon的一个有关计算机在土木工程中的应用的会议上[3]，它用有限元进行一个已经在中截面开裂的重力大坝集中应力分析。
多年来，我所接触的有限元研究工作主要是我的博士生在他们的努力下开展他们的论文工作&文献[4]就是这样一个工作的例子。最近几年，我在有限元领域所做的贡献仅是如文献[5,6]的回顾性论文以及你所看到的这篇文章。
[1]Turner MJ, Clough RW, Martin HC, Topp LJ. Stiffness and deflection analysis of complex structures. J Aero Sci -23.
[2]Argysis J. Energy theorems and structural analysis. London: B 1954.
[3]Clough RW. The finite element method in plane stress analysis. Proc ASCE Conf Eletron Computat, Pittsburg, PA, 1960.
[4]Clough RW, Wilson EL. Stress analysis of a gravity dam by the finite element method. Proc Symposium on the Use of Computers in Civil Engineering, Lisbon , Portugal, 1962.
[5]Clough RW, The finite element after 25 years & a personal view. Int Conf on Applications of the Finite Element Method. Veritas Center, Hovik, Norway : C 1979.
[6]Clough RW, Original formulation of the finite element method. Finite Elem Anal Desig -101.
光驱作为计算机的一个使用频率颇高的重要部件，其使用情况直接关乎着用户对产品和品牌的认可程度，而光驱翻门的设计正是提高用户体验，体现品牌价值的一个举措。本文利用ABAQUS对光驱弹出过程进行有限元分析，以计算在现有光驱翻门设计下，光驱应提供多大力才能推开光驱翻门，实现光驱的顺利弹出。图1为某款机箱...&
光驱作为计算机的一个使用频率颇高的重要部件，其使用情况直接关乎着用户对产品和品牌的认可程度，而光驱翻门的设计正是提高用户体验，体现品牌价值的一个举措。本文利用ABAQUS对光驱弹出过程进行有限元分析，以计算在现有光驱翻门设计下，光驱应提供多大力才能推开光驱翻门，实现光驱的顺利弹出。图1为某款机箱的光驱翻门设计。
图1 某款机箱的光驱翻门设计
2 光驱弹出过程分析
光驱的弹出是光驱在电机提供推力作用下推开光驱挡板的过程，实质上是光驱推力克服光驱翻门弹簧扭力的过程，整个推开过程遵循力矩平衡原理，即
&M弹簧=&M光驱=F光驱推力&L
欲得到光驱推力，则需要得知翻门弹簧在各旋转角度对应的扭矩。表1为测试所得光驱翻门弹簧在典型角度对应的扭矩值，这些值将作为弹簧参数输入到ABAQUS分析模型所设置的弹簧中。
图2 光驱翻门弹簧典型角度扭矩参数表
3 有限元模型的建立
3.1 分析模型的简化
本次分析重在计算光驱推力，为提高计算效率并节省不必要的工作，机箱中其他与光驱联系不紧密的部件都不引入到分析之中，机箱前面板也只将跟光驱接近部分引入分析即可。将机箱前面板模型离光驱较远部分切除，并在切除边界做相应处理，简化分析模型并划分网格如下：
图3 简化的分析模型及网格
3.2 分析模型的建立
本次分析旨在计算光驱推力，故可采用静力学分析的方法来实现。对于翻门弹簧，需要在ABAQUS里进行弹簧的设置，并输入所测弹簧扭矩与旋转角参数，以模拟真实弹簧作用。在整个推开过程相互接触的部分需要建立相应的Contact，对于本次分析。最大难点就在于由于光驱推开过程是几次不连续的、跳跃的接触过程，计算非常容易不收敛，因此需要采取适当的分析手法，以使计算结果收敛。本次分析暂不考虑摩擦力的影响。对于Boundary Condition，设置为将前面板切开部分固定，光驱作为Rigid body存在，如下：
图4 分析模型建立
4 有限元分析结果
分析模型建立完成后，即可提交任务到ABAQUS求解器中进行求解计算。分析结果动画可看出，整个光驱推出过程以光驱与翻门的接触部位关系可分为三个阶段，第一阶段为光驱前行接触Rib，并推着Rib继续前行；第二阶段为翻门转到一定角度后，光驱前行与Rib分离，开始接触Boss，并在Boss上滑行前推使翻门继续向下翻转的过程；第三阶段为光驱离开Boss再次接触Rib，并前推Rib，使翻门继续翻转，从而实现光驱完全弹出的过程。
图5 翻门结构
&图6 光驱弹出过程的三个阶段
整个推出过程由于弹簧扭力变化及光驱与翻门接触部位的变化，光驱所受反力也会相应变化。可在后处理结果中得到光驱所受反力曲线图，如下：
图7 光驱弹出过程所受反力曲线图
由反力曲线可以看出，最大推力出现在第三阶段的开始，即当光驱离开Boss并再度接触Rib的时候，最大推力为2N。
通过建立光驱推力分析模型，可以计算出所光驱翻门设计下需要多大力才能实现光驱顺利弹开，这对于光驱翻门结构设计，弹簧选择等有很大的指导意义。
航空涡轴发动机是 一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。涡轴发动机的压气机结构包含从纯轴流式、单级离心、双级离心到轴流与离心混装一起的组合式压气机等形式。航空涡轴发动机 压气机转子的复杂系统，每一次结构设计方案的调整和结构强度的分析都是一个新的过程，其中的重复劳动量将是非常巨大的。
将参数化的设计分析方法引入到涡轴发动机组合压气机设...&
航空涡轴发动机是 一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。涡轴发动机的压气机结构包含从纯轴流式、单级离心、双级离心到轴流与离心混装一起的组合式压气机等形式。航空涡轴发动机 压气机转子的复杂系统，每一次结构设计方案的调整和结构强度的分析都是一个新的过程，其中的重复劳动量将是非常巨大的。
将参数化的设计分析方法引入到涡轴发动机组合压气机设计过程中，使得设计分析工作集中在各类零件结构形式的选择和具体参数的调整，以及对每种设计方案的结构强度分析。由此减少工作人员的工作量，缩短压气机的设计周期。
ANSYS是目前少数几种支持参数化设计的有限元分析软件之一，提供了三种二次开发工具：
? 通过应用参数化程序设计语言（APDL）编制分析程序，实现有限元分析过程的全参数化驱动；
? 通过应用用户界面设计语言（UIDL）编写或改造ANSYS图形界面，使其更符合行业分析特点；
? 通过应用用户程序特性（UPFs）从开发程序源代码的级别上扩充ANSYS的功能。
航空涡轴发动机是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。涡轴发动机的压气机结构包含从纯轴流式、单级离心、双级离心到轴流与离心混装一起的组合式压气 机等形式。航空涡轴发动机压气机转子的复杂系统，每一次结构设计方案的调整和结构强度的分析都是一个新的过程，其中的重复劳动量将是非常巨大的。
将参数化的设计分析方法引入到涡轴发动机组合压气机设计过程中，使得设计分析工作集中在各类零件结构形式的选择和具体参数的调整，以及对每种设计方案的结构强度分析。由此减少工作人员的工作量，缩短压气机的设计周期。
ANSYS是目前少数几种支持参数化设计的有限元分析软件之一，提供了三种二次开发工具：
? 通过应用参数化程序设计语言（APDL）编制分析程序，实现有限元分析过程的全参数化驱动；
? 通过应用用户界面设计语言（UIDL）编写或改造ANSYS图形界面，使其更符合行业分析特点；
? 通过应用用户程序特性（UPFs）从开发程序源代码的级别上扩充ANSYS的功能。
? 如何实现全参数驱动的有限元分析方法
核心内容：对有限元分析的前、后处理进行参数化,包括几何模型、有限元网格划分、约束边界条件、载荷、材料性能、单元类型、分析类型和后处理类型的参数化。
? 如何开发涡轴发动机组合压气机转子参数化有限元分析分析系统
核心内容：参数化模型的定义和可变参数的有限元分析程序的编制；利用UIDL语言开发系统操作界面；将各零部件的参数化有限元程序集成于ANSYS环境。
? 参数化有限元模型的定义方法
首先将涡轴发动机组合压气机这种复杂的非标准件分解为轴流轮盘、轴流叶片、离心轮盘、离心大小叶片等结构。然后按特征结构对其定义参数。
例如各种形式的轮盘都具有轮缘、腹板和轮毂三大基本特征，称之为基盘，其余形状则为辅助特征包括突缘、鼓筒、轴径、安装边、均布孔或安装孔、环槽及篦齿等。基于这种方法可对轴流叶盘结构进行几何简化并生成参数化有限元模型。
某轴流叶盘结构简图
某轴流叶盘结构特征参数表
APDL参数化有限元分析方法
ANSYS参数化有限元分析程序设计方法与步骤：
(1) 利用参数化设计思想, 根据模型的几何结构抽象出描述模型的特征参数, 并对实际模型在不影响精度的情况下适当简化。同时，设置单元类型、单元网格精度、材料参数等有限元分析参数。
(2) 用APDL语言编制包含实体建模、分析过程、结果处理过程的有限元分析程序。
(3) 引入设计分析参数, 构成可变参数的有限元分析程序。
(4) 根据设计分析要求,将参数赋予具体的特征值，进行有限元分析。
这样，在进行结构设计分析时只需重复(4) 就可不断获得新的结果, 对于具体使用人员甚至无需了解有限元的具体分析过程与方法, 就可得到有限元分析结果。另外，根据设计要求可以增加各种分析功能和后处理功能，也可自己开发新的功能模块与ANSYS集成，如开发新的优化算法程序等。
参数化有限元设计分析流程
轴流叶盘参数化有限元分析等效应力
参数化有限元分析等效应力
涡轴发动机组合压气机参数化仿真的具体应用
基于上述方法某型号涡轴发动机组合压气机转子的参数化仿真得以顺利实现，其结构主要由三级轴流式，一级离心式叶盘组成。在对其进行参数化设计分析 时，先将复杂零部件按特征分解；然后引入模块拼合关系作为约束，建立零部件参数间函数关系后并通过参数化的有限元分析程序进行验证，从而实现了对涡轴发动 机压气机转子这样一个复杂系统的参数化仿真系统开发。
UIDL开发的系统界面
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 来自佳工机电网
在目前的台式电脑中，振动和噪声两个重要的指标，噪声主要由振动产生的，风扇、硬盘是重要的震源，其中又以硬盘的影响最大。因此120Hz是一个 值得重视的特殊频率，因为120Hz 是常规硬盘的工作频率，在如此低的频率范围内，常规的吸声降噪措施作用不大，只能通过材料和结构来的改善来实现结果的改善，我们通过分析系统在12...&
在目前的台式电脑中，振动和噪声两个重要的指标，噪声主要由振动产生的，风扇、硬盘是重要的震源，其中又以硬盘的影响最大。因此120Hz是一个 值得重视的特殊频率，因为120Hz 是常规硬盘的工作频率，在如此低的频率范围内，常规的吸声降噪措施作用不大，只能通过材料和结构来的改善来实现结果的改善，我们通过分析系统在120Hz 附近的振型来分析问题。
线性系统的模态分析技术是了解线性结构振动特性的一个重要手段，已经广泛应用在结构动力修改、优化设计、故障诊断、状态检测等诸多领域。但机械系 统的特点是由多个零件通过各种方式联接起来的一个系统，机械系统的性能分析除了零件的性能分析以外，零件之间的联接特性的分析也是一个重要方面。零件之间 的联接性能分析，本质是一个接触问题的分析，是机械结构非线性分析的一种典型类型。解决机械系统中的非线性问题，首先要面对的就是如何处理结构间的非线性 的接触问题。
2.模型的建立
在该型号机箱中，双光驱位于顶部，两块硬盘布置于机箱的底部，硬盘固定于由钢板围成的笼形空间。硬盘在机箱上的固定方式主要分为螺丝固定以及无螺丝免工具拆卸设计。无螺丝设计方便维修保养以及升级，大大提高了用户体验性，但同时也对机架的设计以及仿真提出了巨大挑战。
图1 硬盘及固定方式示意图
本文中，硬盘覆盖以通过塑胶硬盘架固定，硬盘架通过装配卡合的方式固定在笼式硬盘架中，再通过铆接及螺丝固定的方式与整机进行连接。塑胶硬盘架的设置对于隔离硬盘振动、方便拆装有着重要的意义。
机箱作为钣金件组合体，是典型的板壳结构，因此主要采用shell单元，利用原有三维设计图档，采用Hyper mesh抽取中性面并划分网格。
2.1 Abaqus/Standard分析设定
为在有限元分析中尽量考虑机箱的结构力学特性，又能简化计算，提高计算速度，引入如下的假设和处理方法：
显卡及主板采用PCB材料，电源、硬盘等只需考虑质量，所以将其定义为刚体，并给予一定的密度，同时充分利用ABAQUS自动计算并调整参考点至质心的功能建立参考点来定义。
作为钣金件组合体，台式机箱存在大量的铆接及螺栓固定的部位，在频率分析中至今也没有比较完善的理论来准确描述频率分析中各种连接方式以及接触 对，这也是频率分析中的难点，为此，结合分析的经验，对各种接触行为如铆接、螺丝固定、装配配合等分别进行处理，在建立过程中，按主-从公式定义基于表面 的约束，一般选材料较软和网格划分较密为从属表面。
Abaqus提供了三种求解振型的方法：Lanczos方法、Subspace方法及AMS(自动多重子结构)方法，三种方法各有优缺点，分析中采用了默认的Lanczos方法，其优点是它的可行性及高效性以及支持稀疏矩阵方法。
3.Abaqus/Standard模拟结果
对于描述的机箱结构模型（图2），用Abaqus进行模态分析，模态分析结果见如下表：
表1 原始设计振型描述
图2 硬盘架设计
由于机箱结构模型主要以薄板为主，所以存在大量局部模态，导致模态密集，且主要以板的变形为主。图3 为机箱结构在120Hz附近的模态振型。
图3 原始设计在120Hz附近的振型
可以看出，整机的共振频率在119Hz，且振型在硬盘架附近。非常接近硬盘的工作频率，实验结果也显示，系统在正常工作时，振动和噪音问题超标，且主要原因是120Hz引起的面板加速度过大。
通过结构分析，振动及噪音问题可能是由制造及装配过程中，设计过盈配合未完全接触导致异响，因此，在不考虑工艺性的基础上，我们针对硬盘架结构，在如下位置增加焊点用以模拟完全的过盈配合，进行验证，设计方案共三种，如下图所示。
图4 设计方案
针对以上三种建议，分别改变分析模型，频率分析结果对比如下：
表2 改进方案固有频率对比
方案原始设计方案一方案二方案三
频率130Hz119Hz125Hz107Hz124Hz131Hz108Hz124Hz128Hz108Hz124Hz131Hz
原始设计中存在119Hz固有频率，非常接近硬盘的固有频率，有可能发生共振，通过铆钉增加硬盘架刚度，可以限制一些振动的方向，并且使系统共振频率升高，从而避开危险频率。同时可以看出，制造公差对固有频率有很大影响。
通过以上分析可知，合理的固定方式以及误差控制对于装配便捷性及振动噪声问题的解决有重要的意思。
仿真分析可以在设计阶段发现问题，及时反馈给设计人员，并通过仿真测试验证寻求最优解进行修改，从而减少修模次数，降低了研发成本，缩短了开发时间。因此，仿真分析对产品的设计开发有重要意义。
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &来自互联网
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在汽车产品研发的整个过程中，CAE分析可以对整车仿真外，还可以对冲压成型、铸造和锻造的工艺过程进行模拟分析，优化结构设计，解决产品质量问题。
针对中国汽车工业...&
现在，汽车工业采用仿真技术以最短时间从事新车型的设计与研制。计算机辅助工程将&基于物理样机试验的传统设计方法&带入基于&虚拟样机仿真的现代设计方法&，大幅缩短产品开发周期，提高企业竞争力。
在汽车产品研发的整个过程中，CAE分析可以对整车仿真外，还可以对冲压成型、铸造和锻造的工艺过程进行模拟分析，优化结构设计，解决产品质量问题。
针对中国汽车工业现状及现代汽车设计新特点,安世亚太向汽车用户提供全面的汽车行业解决方案.涵盖汽车结构的强度、刚度、车辆的震动噪声(NVH)、舒适 性、耐久性、多刚体动力学、碰撞与被动安全,以及动力总成(发动机和变速箱)的性能等方面分析、预测整体性能、判断设计的合理性、优化结构设计。
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当前，CAD技术在机械行业的产品辅助设计中已日趋成熟，为企业带来了巨大变革，但机械制造商却越来越认识到，在工业产品日趋复杂化的今天，在创新创造价值的今天，仅靠CAD很难提高产品性能，从而为自己赢得优势地位。在产品开发过程中，产品的有限元分析越逼近真实，设计水平就越高，而其工业成本就能降低，产品质量就能不断提高，投放市场的速度就能不断加快，最终达到增强市场竞争...&
当前，CAD技术在机械行业的产品辅助设计中已日趋成熟，为企业带来了巨大变革，但机械制造商却越来越认识到，在工业产品日趋复杂化的今天，在创新创造价值的今天，仅靠CAD很难提高产品性能，从而为自己赢得优势地位。在产品开发过程中，产品的有限元分析越逼近真实，设计水平就越高，而其工业成本就能降低，产品质量就能不断提高，投放市场的速度就能不断加快，最终达到增强市场竞争优势的目的。
美国ABAQUS软件公司成立于1978年，公司100%专注于从事非线性有限元力学分析软件的开发，并始终致力于分析软件的更新、维护以及售后服务，不断吸取最新的分析理论和计算机技术，领导着全世界非线性有限元技术的发展。ABAQUS产品包括以下模块：ABAQUS/CAE、ABAQUS FOR CATIA(前后处理模块)、ABAQUS/Standard(隐式求解器模块)以及ABAQUS/Explicit(显式求解器模块)。ABAQUS软件已被全球工业界广泛接受，并拥有世界最大的非线性力学用户群，目前已成为国际上最先进的大型通用非线性有限元力学分析软件。
ABAQUS始终领导着世界非线性CAE领域的发展方向，其作为世界公认的工业标准，覆盖了工程仿真的各个方面，广泛用于航空航天、电子、医疗、耐用品、汽车、国防、石化、能源以及材料工程等各个工业领域。ABAQUS公司在全球范围内一些行业的典型用户。
通过ABAQUS仿真可以帮助工程师在早期设计阶段对产品的设计、制造过程中出现的各种问题进行预测仿真，可解决从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题，缩短了设计周期，提高产品性能、质量，大量节约了资金，赢得市场。
ABAQUS软件的功能可以归纳为线性分析、非线性和瞬态分析和机构分析三部分。
(1)线性静力学、动力学和热传导。包括静强度/刚度、动力学/模态、热力学/声学、金属/复合材料、应力、振动、声场以及压电效应等。
(2)非线性和瞬态分析。包括汽车碰撞、飞机坠毁、电子器件跌落、冲击、损毁、接触、塑性失效、断裂/磨损以及橡胶超弹性等。
(3)多体动力学分析。包括挖掘机机械臂运动分析、起落架收放、汽车悬架、微机电系统MEMS以及医疗器械等。
在机械行业，ABAQUS能够提供满足各种工程应用的分析功能。从简单线性分析到复杂非线性分析，从多刚体动力学分析到非线性柔性系统的动力学分析，从稳态分析到瞬态分析，ABAQUS软件均能提供完整的分析仿真解决方案。
随着工业领域分析需求的不断增长，机械行业对有限元分析技术的需求也在不断发展。目前，机械行业有限元分析面临的两大问题是：对有限元分析新功能需求的不断增长、统一有限元分析平台。
针对新功能需求的不断增长，ABAQUS一直保持强大的研发队伍进行产品研发，不断进行创新，满足不断增长的分析需求。具体的方法革新体现在以下各个方面。
1.技术创新
许多有限元技术方法基于过时的假设和当时硬件条件的约束，现在急需改进。传统的线性方法不能充分捕捉到真实世界的响应。随着仿真方法的不断成熟，对有限元技术创新的需求就更加急迫。高阶修正的四面体单元、稳态滚动的轮胎、非线性柔性机构、粘接单元和直接求解循环热载荷等，都是ABAQUS技术创新的见证。高阶四面体在发动机设计中的应用。
2.性能提升
新材料、竞争压力和高速廉价的分布式计算条件不断驱动仿真性能的提升。通过改进算法，适应硬件技术的飞速发展，提升软件的计算性能，缩短仿真计算时间，为产品设计赢得更多时间。分布式并行计算效率图。
3.过程自动化
ABAQUS通过开放的系统，允许用户对特定需求和分析流程进行二次开发，通过二次开发实现分析过程自动化。可以对重复性的工作进行定制，以帮助用户进一步提高工作效率。HONDA无级变速器过程自动化的分析界面。
4.PLM系统集成
新产品AFC(ABAQUS For CATIA)，将ABAQUS的非线性高级有限元分析功能集成于CATIA环境，实现了CAD与CAE的关联，即CAD模型的修改将自动传递到CAE模型，进而减少修改模型时间、提高工作效率，使设计工程师在产品设计初期，就可以发现设计缺陷，缩短产品设计时间。AFC在BOING787客机复合材料机身设计中的应用。
由于历史原因，不同类型的问题(如静力学或动力学问题、线性或非线性问题)，企业会采用不同的有限元平台进行仿真计算。但是，不同平台之间的数据交换，经常造成计算数据的丢失或重复建模等麻烦。另外，CAE分析人员的培训和分析平台的维护也都会对工作效率造成影响。因此，统一的仿真分析平台是针对该问题的最佳解决方案。ABAQUS在统一分析平台下，避免了数据丢失和重复建模等问题，节省了用户的分析人力资源。
ABAQUS产品的如下特点，使它可以通过统一的有限元分析平台，完成用户多方位的仿真需求。
1.隐式和显式求解器模块的完美结合
由于ABAQUS/Standard(隐式求解器)、ABAQUS/Explicit(显式求解器)同为ABAQUS公司的产品，它们之间的数据传递非常方便，单元类型、材料和命名一致，用户可以很方便地进行两种求解方法的转化和联合运算。ABAQUS/CAE(前后处理模块)还可以很方便地让用户对同一有限元模型进行两个求解器之间的切换，并保留已经定义好的载荷、边界条件以及接触等属性，使用户可以用不同算法对同一问题进行比较、研究，确保问题求解的准确性。
现代汽车公司利用统一的有限元模型和ABAQUS的隐式、显式求解器对驾驶员座舱进行自然频率分析、仪表板蠕变分析和头部碰撞分析等。
2.丰富的单元库和材料库
ABAQUS具有丰富的单元库，包含超过500种单元。这为用户提供了更多的选择余地，能更深入地反映细微的结构现象和现象间的差别。除常规结构梁、壳和实体外，还可以方便地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的力学行为。
ABAQUS包含了最广泛的工程材料模型库，可以有效模拟金属、橡胶、复合材料和泡沫等的力学行为，其中仅描述橡胶的材料模型就有十多种，在材料中还可以考虑弹性、塑性、松弛和蠕变等力学现象。
这些单元库和材料库可以充分满足机械行业各种不同类型问题的分析要求。
3.多物理场分析
除静力和动力分析功能之外，ABAQUS还可以处理多物理场耦合问题，如热固耦合、热电耦合、电固耦合和声固耦合等。
ABAQUS具有强大的热分析功能，可以分析传导、辐射和对流等热交换方式热量在介质内部和介质之间的传播。在此基础上，ABAQUS可以方便地处理各种顺序和完全热固耦合问题，且分析过程可以综合考虑热载荷和机械载荷的影响。
ABAQUS的声学分析功能可以对航空结构(如轮胎和汽车座舱等的机械噪声)进行分析，并为结构的优化设计提供依据。ABAQUS包括线性声学单元/二次声学单元、结构-声学界面耦合单元/声学无限单元。ABAQUS还包含针对声学问题的特殊边界条件，如各种反射边界条件、平面/圆/椭圆面上的无反射边界。
强大的多物理场分析功能，为处理各种复杂的分析问题提供了有力保障。
总之，ABAQUS软件强大的静力和动力非线性分析功能，使其可以广泛地应用于机械行业的各个领域。它可以将机械结构、设备及其环境视为一个大系统，进行系统级结构分析，也可以对系统的某个局部做细节分析，为分析人员提供最大的灵活度，使分析人员可以对新产品的性能进行全方位预计，为提高新产品的品质提供完整的解决方案。
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ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。 ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。作为通用的模拟工具， ABAQU...&
ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。 ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。作为通用的模拟工具， ABAQUS 除了能解决大量结构（应力 / 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透 / 应力耦合分析）及压电介质分析。
　　ABAQUS 为用户提供了广泛的功能，且使用起来又非常简单。大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合很容易的模拟出来。例如，对于复杂多构件问题的模拟是通过把定义每一构件的几何尺寸的选项块与相应的材料性质选项块结合起来。在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。在一个非线性分析中， ABAQUS 能自动选择相应载荷增量和收敛限度。他不仅能够选择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。用户通过准确的定义参数就能很好的控制数值计算结果。
　　ABAQUS 有两个主求解器模块& ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit。ABAQUS 还包含一个全面支持求解器的图形用户界面，即人机交互前后处理模块 & ABAQUS/CAE 。 ABAQUS 对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。
　　ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。 ABAQUS 不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。 ABAQUS 的系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。由于 ABAQUS 优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得 ABAQUS 被各国的工业和研究中所广泛的采用。 ABAQUS 产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。
　　ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析
　　1．在世界范围内的知名度：
　　两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。ANSYS软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
　　由于ANSYS产品进入中国市场早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS的界面是当时最好的界面之一，所以在中国，ANSYS软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。但随着ABAQUS北京办事处的成立，ABAQUS软件的用户数目和市场占有率正在大幅度和稳步提高，并可望在今后的几年内赶上和超过ANSYS。
　　2．应用领域：
　　ANSYS软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。ABAQUS则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次实际问题。
　　3．性价比
　　ANSYS软件由于价格政策灵活，具有多种销售方案，在解决常规的线性及耦合问题时，具有较好的性价比。但在实际工程中，非线性是比线性远为普遍的自然现象，线性通常只是非线性的理想化假设。随着研究水平的提高和研究问题的深入，非线性问题必然成为工程师和研究人员面临的课题，并成为制约深入研究和精确设计的瓶颈。购买ABAQUS软件可以很好地解决这些问题，缩短研制周期、减少试验投入，避免重新设计。工欲善其事，必先利其器，使用不恰当或低档的分析工具进行工作的成本要远超过使用合适工具的成本。因此，从综合效益和长远效益而言，ABAQUS软件的经济性也是非常突出的。
　　4．求解器功能
　　对于常规的线性问题，两种软件都可以较好的解决，在模型规模限制、计算流程、计算时间等方面都较为接近。
　　ABAQUS软件在求解非线性问题时具有非常明显的优势。其非线性涵盖材料非线性、几何非线性和状态非线性等多个方面。
　　另外，由于ABAQUS/Standard(通用程序)和ABAQUS/Explicit(显式积分)同为ABAQUS公司的产品，它们之间的数据传递非常方便，可以很容易地考虑预紧力等静力和动力相结合的计算情况。
　　ABAQUS软件的求解器是智能化的求解器，可以解决其它软件不收敛的非线性问题，其它软件也收敛的非线性问题，ABAQUS软件的计算收敛速度较快，并更加容易操作和使用。
　　5．人机交互界面
　　ABAQUS/CAE是ABAQUS公司新近开发的软件运行平台，他汲取了同类软件和CAD软件的优点，同时与ABAQUS求解器软件紧密结合。
　　与其他有限元软件的界面程序比，ABAQUS/CAE具有以下的特点：
　　l 采用CAD方式建模和可视化视窗系统，具有良好的人机交互特性。
　　l 强大的模型管理和载荷管理手段，为多任务、多工况实际工程问题的建模和仿真提供了方便。
　　l 鉴于接触问题在实际工程中的普遍性，单独设置了连接(interaction)模块，可以精确地模拟实际工程中存在的多种接触问题。
　　l 采用了参数化建模方法，为实际工程结构的参数设计与优化，结构修改提供了有力工具。
　　6．综合性能对比
　　综合起来，ABAQUS软件具有：
　　l 更多的单元种类，单元种类达433种，提供了更多的选择余地，并更能深入反映细微的结构现象和现象间的差别。除常规结构外，可以方便地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的力学行为
　　l 更多的材料模型，包括材料的本构关系和失效准则等，仅橡胶材料模型就达16种。除常规的金属材料外，还可以有效地模拟复合材料、土壤、塑性材料和高温蠕变材料等特殊材料
　　l 更多的接触和连接类型，可以是硬接触或软接触，也可以是Hertz接触（小滑动接触）或有限滑动接触，还可以双面接触或自接触。接触面还可以考虑摩擦和阻尼的情况。上述选择提供了方便地模拟密封，挤压，铰连接等工程实际结构的手段。
　　l ABAQUS的疲劳和断裂分析功能，概括了多种断裂失效准则，对分析断裂力学和裂纹扩展问题非常有效。
　　7．与其它软件比较
　　ABAQUS是目前非线性计算很强的一个软件，结构计算方面比ANSYS强但是没有流体模块所以不能做流体计算，另外一个非线性很强的软件是ADINA它同时具备结构和流体分析模块目前是最好的流固耦合分析软件。
　ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。 ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。作为通用的模拟工具， ABAQUS 除了能解决大量结构（应力 / 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透 / 应力耦合分析）及压电介质分析。
　　ABAQUS 为用户提供了广泛的功能，且使用起来又非常简单。大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合很容易的模拟出来。例如，对于复杂多构件问题的模拟是通过把定义每一构件的几何尺寸的选项块与相应的材料性质选项块结合起来。在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。在一个非线性分析中， ABAQUS 能自动选择相应载荷增量和收敛限度。他不仅能够选择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。用户通过准确的定义参数就能很好的控制数值计算结果。
　　ABAQUS 有两个主求解器模块& ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit。ABAQUS 还包含一个全面支持求解器的图形用户界面，即人机交互前后处理模块 & ABAQUS/CAE 。 ABAQUS 对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。
　　ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。 ABAQUS 不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。 ABAQUS 的系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。由于 ABAQUS 优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得 ABAQUS 被各国的工业和研究中所广泛的采用。 ABAQUS 产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。
　　ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析
　　1．在世界范围内的知名度：
　　两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。ANSYS软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
　　由于ANSYS产品进入中国市场早于ABAQUS，并且在五年前ANSYS的界面是当时最好的界面之一，所以在中国，ANSYS软件在用户数量和市场推广度方面要高于ABAQUS。但随着ABAQUS北京办事处的成立，ABAQUS软件的用户数目和市场占有率正在大幅度和稳步提高，并可望在今后的几年内赶上和超过ANSYS。
　　2．应用领域：
　　ANSYS软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。ABAQUS则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次实际问题。
　　3．性价比
　　ANSYS软件由于价格政策灵活，具有多种销售方案，在解决常规的线性及耦合问题时，具有较好的性价比。但在实际工程中，非线性是比线性远为普遍的自然现象，线性通常只是非线性的理想化假设。随着研究水平的提高和研究问题的深入，非线性问题必然成为工程师和研究人员面临的课题，并成为制约深入研究和精确设计的瓶颈。购买ABAQUS软件可以很好地解决这些问题，缩短研制周期、减少试验投入，避免重新设计。工欲善其事，必先利其器，使用不恰当或低档的分析工具进行工作的成本要远超过使用合适工具的成本。因此，从综合效益和长远效益而言，ABAQUS软件的经济性也是非常突出的。
　　4．求解器功能
　　对于常规的线性问题，两种软件都可以较好的解决，在模型规模限制、计算流程、计算时间等方面都较为接近。
　　ABAQUS软件在求解非线性问题时具有非常明显的优势。其非线性涵盖材料非线性、几何非线性和状态非线性等多个方面。
　　另外，由于ABAQUS/Standard(通用程序)和ABAQUS/Explicit(显式积分)同为ABAQUS公司的产品，它们之间的数据传递非常方便，可以很容易地考虑预紧力等静力和动力相结合的计算情况。
　　ABAQUS软件的求解器是智能化的求解器，可以解决其它软件不收敛的非线性问题，其它软件也收敛的非线性问题，ABAQUS软件的计算收敛速度较快，并更加容易操作和使用。
　　5．人机交互界面
　　ABAQUS/CAE是ABAQUS公司新近开发的软件运行平台，他汲取了同类软件和CAD软件的优点，同时与ABAQUS求解器软件紧密结合。
　　与其他有限元软件的界面程序比，ABAQUS/CAE具有以下的特点：
　　l 采用CAD方式建模和可视化视窗系统，具有良好的人机交互特性。
　　l 强大的模型管理和载荷管理手段，为多任务、多工况实际工程问题的建模和仿真提供了方便。
　　l 鉴于接触问题在实际工程中的普遍性，单独设置了连接(interaction)模块，可以精确地模拟实际工程中存在的多种接触问题。
　　l 采用了参数化建模方法，为实际工程结构的参数设计与优化，结构修改提供了有力工具。
　　6．综合性能对比
　　综合起来，ABAQUS软件具有：
　　l 更多的单元种类，单元种类达433种，提供了更多的选择余地，并更能深入反映细微的结构现象和现象间的差别。除常规结构外，可以方便地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的力学行为
　　l 更多的材料模型，包括材料的本构关系和失效准则等，仅橡胶材料模型就达16种。除常规的金属材料外，还可以有效地模拟复合材料、土壤、塑性材料和高温蠕变材料等特殊材料
　　l 更多的接触和连接类型，可以是硬接触或软接触，也可以是Hertz接触（小滑动接触）或有限滑动接触，还可以双面接触或自接触。接触面还可以考虑摩擦和阻尼的情况。上述选择提供了方便地模拟密封，挤压，铰连接等工程实际结构的手段。
　　l ABAQUS的疲劳和断裂分析功能，概括了多种断裂失效准则，对分析断裂力学和裂纹扩展问题非常有效。
　　7．与其它软件比较
　　ABAQUS是目前非线性计算很强的一个软件，结构计算方面比ANSYS强但是没有流体模块所以不能做流体计算，另外一个非线性很强的软件是ADINA它同时具备结构和流体分析模块目前是最好的流固耦合分析软件。
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