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时间:2019-07-27
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1、岩土介质模型,但每种模型都有不足,缺少基本材料数据和依据,让用户难于选择和使用。 2.MSC.software公司的DYTRAN软件 当前另一个可以计算侵彻与爆炸的商业通用软件是MSC.SoftwareCorporation(MSC公司)的MSC.DYTRAN程序。该程序在是在LS-DYNA3D的框架下,在程序中增加荷兰PISCESINTERNATIONAL公司开发的PICSES的高级流体动力学和流体——结构相互作用功能,还在PISCES的欧拉模式算法基础上,开发了物质流动算法和流固耦合算法。
2、在同类软件中,其高度非线性、流—固耦合方面有独特之处。 MSC.DYTRAN的算法基本上可以概况为:MSC.DYTRAN采用基于Lagrange格式的有限单元方法(FEM)模拟结构的变形和应力,用基于纯Euler格式的有限体积方法(FVM)描述材料(包括气体和液体)流动,对通过流体与固体界面传递相互作用的流体—结构耦合分析,采用基于混合的Lagrange格式和纯Euler格式的有限单元与有限体积技术,完成全耦合的流体-结构相互作用模拟。MSC.DYTRAN用有限体积法跟踪物质的流动的流体功能,有
3、效解决了大变形和极度大变形问题,如:爆炸分析、高速侵彻。 但MSC.DYTRAN本身是一个混合物,在继承了LS-DYNA3D与PISCES的优点同时,也继承了其不足。首先,材料模型不丰富,对于岩土类处理尤其差,虽然提供了用户材料模型接口,但由于程序本身的缺陷,难于将反映材料特性的模型加上去;其次,没有二维计算功能,轴对称问题也只能按三维问题处理,使计算量大幅度增加;在处理冲击问题的接触算法上远不如当前版的LS-DYNA3D全面。 3.HKS公司的ABAQUS软件 ABAQUS是一套先进的通用
4、有限元系统,也是功能最强的有限元软件之一,可以分析复杂的固体力学和结构力学系统。ABAQUS有两个主要分析模块:ABAQUS/Standard提供了通用的分析能力,如应力和变形、热交换、质量传递等;ABAQUS/Explicit应用对时间进行显示积分求解,为处理复杂接触问题提供了有力的工具,适合于分析短暂、瞬时的动态事件,但对爆炸与冲击过程的模拟相对不如DYTRAN和LS-DYNA3D 4ADINA ADINA是一个古老的有限元软件,有一些很老的版本,它们只有基本的计算功能,没有前后处理。用它
5、算题,必须自己手工建模,现在看来这些实在是太落后了,但是,重要的一点是它有源代码。有了源码,就可以对程序进行改造,满足特殊的需求。其实国内对ADINA的改造还是很多的,比如将等带宽存储改为变带宽存储,将元素库从整个程序中分离出来,可以有选择的将将元素编译连接到程序中。还有的在程序中加入了自己的材料本构关系,也有在元素库中加进了新的单元等等。经过这些改进,程序的功能得到了扩展,效率得到了提高,更重要得是在一定程度上具有了自己的知识产权。 5ANSYS和NASTRAN 因为和NASA的特殊关系,m
6、scnastran在航空航天领域有着崇高的地位。而ANSYS则在铁道,建筑和压力容器方面应用较多。尽管目前,ANSYS已发展了很多版本,其实它们核心的计算部分变化不大,只是模块越来越多。比如5.1没有lsdyna,和cad软件的接口,到了5.6还有疲劳模块等等。其实这些模块并不是ANSYS公司自己搞的,就是把别人的东西买来集成到自己的环境里。NASTRAN最早是用的forwindows2.0。是nsatranv68集成在femap5里。nastran的求解器效率比ansys高一些。有一个算例可以说
7、明,20000多个节点,D版的ansys56建模,用femap7.0转成nastran的dat文件,静力计算及前5阶的线性频率,结果ansys56在PIII450上所用的时间和D版的nastran707在赛杨400上用的时间相当,内存都是128M,全部选项都是缺省的,nastran用子空间迭代法求频率,ansys没仔细看,计算的结果倒是没什么大的差别。 其他还有一些软件例如sap,algor,cosmos等,只是影响比较小。 还有一点值得说明,目前的有限元软件,求出的位移结果都很准,可应力就不
8、太一样了,这是一个有趣的现象,大家可以讨论。 另外,从发展上来说,国际上数值模拟软件发展呈现出以下一些趋势特征 a.由二维扩展为三维 早期计算机的能力十分有限,受计算费用和计算机储存能力的限制,数值模拟程序大多是一维或二维的,只能计算垂直碰撞或球形爆炸等特定问题。随着第三代、第四代计算机的出现,才开始研制和发展更多的三维计算程序。现在,计算程序一般都由二维扩展到了三维,如LSDYNA2D和LSDYNA3D,AUTODYN2D和AUTODYNA3D,但也有完全在三维基础上开发的
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