在这篇文章中,我们将分析 Abaqus 和 SOLIDWORKS 在仿真方面的主要区别,并强调使用 Abaqus的明显优势。
概述:两种软件介绍
Abaqus 统一 FEA(有限元分析)产品套件为简单和高级工程问题提供强大而完整的解决方案,并涵盖众多工业应用。许多技术最先进的公司都在利用 Abaqus FEA 来整合他们的仿真流程和工具,降低成本和效率,并获得竞争优势。还应该注意到的是,购买 Abaqus token(扩展代币)还可以访问 SIMULIA 的其他产品组合,包括用于耐久性分析的 fe-safe 和用于拓扑和形状优化的 TOSCA。
SOLIDWORKS Simulation 是具有相对更加简单的结构分析工具组合,这些工具使用 FEA 通过虚拟测试CAD 模型来预测真实世界的物理行为。SOLIDWORKS Simulation产品组合提供线性和非线性静态分析以及线性动态分析功能,分为三个级别(Simulation基本、专业和高级)。这里我们将只关注功能最强大的 SOLIDWORKS Simuliation Premium。
差异1:接触
SOLIDWORKS Simulation仿真在解决复杂问题的程度方面存在一些限制,尤其体现在接触方面。
SIMULIA Abaqus 具有更强大的接触求解器,这使您可以更有效地求解接触交互,并对某些接触交互参数进行更多控制。在求解具有大量需要相互交互的组件以及预期自接触的模型时,这一点变得非常重要。
此外,就模型构建效率而言,SOLIDWORKS Simulation 需要明确定义可能接触的面之间的接触对,这意味着必须将两个表面之间的每个潜在相互作用定义为一个特征。相反,Abaqus 有一个称为 General Contact 的功能,可以在分析的每一步动态扫描模型,并在分析进行时自动识别哪些面有可能相互接触。
差异2:材料模型和大变形
Abaqus 不仅包含庞大的材料模型库,而且材料校准工具也是业内最好的。它允许您在 Abaqus ACE 中输入原始测试数据并生成复杂的非线性材料的行为,当需要与真实世界的产品测试结果相关联时,这些功能是一项巨大的资产。
在材料方面,许多更复杂的材料——比如泡沫、橡胶等——可以承受极大的位移,变形越多,解决问题的难度就越大,尤其是当变形本质上是非线性的时候。虽然 SOLIDWORKS 在复杂的非线性和超弹性行为方面具有一定的能力,但它无法与 Abaqus 求解器匹敌,尤其是在应变接近并超过数百时。
差异3:具有非线性材料行为的显式动力学
通过 FEA 做的许多工作都被认为是“静态的”,这表示可以在分析的任何离散阶段找到平衡,但有时需要模拟跌落测试或车祸等动态事件,在这类分析中,动能的影响就变得很重要,隐式求解的方法就不适用了。
尽管这两个Abaqus 和 Simulation软件包都提供了“显式”动态分析功能,但两者重要的区别在于: Abaqus 包含非线性材料行为(连同其显式求解器),而 SOLIDWORKS Simulation 则不包含。当需要分析永久变形时,比如碰撞中的冲击吸收、金属成型、橡胶等行为,这一差异变得非常重要。
差异4:多物理场场景
实际上很少有一种物理学发生在真空中而不受其他任何事物的影响。例如,当我们考虑最基本的结构时,通常要考虑风和温度在设计过程中发挥的重要作用。Abaqus 提供了多种用于多物理场分析的工具,范围从热和结构行为到更高级的解决方案,例如平滑粒子流体动力学 (SPH) 和耦合欧拉-拉格朗日 (CEL) 元素,以对从晃动到混合再到成型的任何事物进行建模。
虽然 SOLIDWORKS Simulation 提供了一些不同物理分析之间的集成结果传输,但仅限于顺序耦合。当仿真的电气、热、结构、流体(等)不断相互影响时,例如在非常高应变的金属成型场景中,SIMULIA Abaqus 提供的完全耦合的建模是唯一可行的方法。
差异5:并行处理
虽然 SOLIDWORKS Simulation 确实具有使用并行处理的能力,但只能在您用于运行软件的系统上实现。通常,这可能在 4 到 8 个内核之间,具体取决于您的台式机或笔记本电脑的配置。然而,Abaqus 允许用户利用高性能计算 (HPC),它可以更有效地解决高度复杂的模型。特别是通过利用并行处理,可以显著加快涉及高级材料配方、高度非线性行为或基于时间的模拟(显式)的分析。
差异6:适用于 Abaqus 的 SOLIDWORKS Associate 界面
如果您已经拥有 SOLIDWORKS, 无需担心文件传输的问题。Abaqus-SOLIDWORKS 关联界面允许您通过单击鼠标将模型和后续设计更改从 SOLIDWORKS 传输到 Abaqus/CAE。当您根据 Abaqus 分析的结果在 SOLIDWORKS 中迭代模型设计时,这一关联导入功能将非常有用,同时还允许您在 CAD 和 FEA 解决方案之间无缝转换。
结论:那么哪个软件最好?
如果您使用 FEA 软件运行基本应力或热分析,SOLIDWORKS 可能是您的最佳选择。但是,如果您的仿真需要大量接触、显式求解器、强大的多物理场功能或大量计算,Abaqus提供的一整套 FEA 解决方案是它无与伦比的价值所在。