ABAQUS與ANSYS的第一個區別是工程化與學術化的區別,ANSYS偏學術,而ABAQUS則偏于工程。這一點從二者劃分網格形成有限元模型的時間點可以看出來。在ANSYS的經典界面中,第一步就要選擇單元類型,然后可以用直接法首先創建節點,根據節點創建單元,此后可以在單元上施加載荷,在節點上施加邊界條件。總之,這種操作一開始,就讓人感覺到在使用有限元方法工作。雖然在ANSYS WORKBENCH中內部隱藏了單元類型的選擇問題,但是在得到幾何模型后,接著立即是劃分網格得到有限元模型,再次是施加邊界條件進行求解。總體上,ANSYS給人的感覺是,有限元模型味道濃厚。但是ABAQUS則并不強調有限元模型。對ABAUQS而言,劃分網格是很靠后的事情,用戶開始總是在與幾何模型打交道,創建幾何模型,設定材料,確定截面屬性,并將截面賦予給幾何體,接著從零件得到裝配體,建立零件之間的關系,以及確定分析步,設置載荷與邊界條件,這一切都結束以后,直到求解之前,ABAQUS才漫不經心的地開始劃分網格,網格劃分完畢后,立即就是求解了。可見,ABAQUS對于有限元這種東西并不強調,而開始只是一門心思關注如何從工程師的觀點建立問題的力學模型,只是到求解之前才轉變成為有限元模型,這顯然是很符合工程師的視角的。從這個方面看,ABAQUS與Solidworks Simulation很相似,二者關注的是對于工程問題的建模,而不是有限元方法本身。僅從這個角度,我們都可以明白,為什么ABAQUS更受到市面上工程師的歡迎的原因。因為它強調的是如何表達工程問題,而非求解的數值方法。它的視角是工程師的視角,而非有限元專家的視角。
ABAQUS與ANSYS的第二個區別,來自分析步這個概念的處理。ANSYS并不太強調分析步,而ABAQUS則非常強調分析步的概念。對于ABAQUS而言,其第一個分析步,通常是創建位移邊界條件,然后再是施加載荷,這必定是在某一個分析步中進行的。在ABAQUS中,我們有一種明顯的感覺,就是它時刻準備著用戶對同一個模型進行一系列先后相繼的分析,而前一個分析步的結果會是后一個分析步的初始狀態。這種概念,非常適合機械中的連續制造過程,例如板料沖壓,鍛造等。雖然在ANSYS中也有分析步的概念,但是筆者接觸ANSYS多年,很多時候都會忘記這個概念,如果涉及到對于一個幾何模型的先后操作,則主要是通過在各個分析系統中建立關系而得到的。例如,在靜力學分析完畢后進行模態分析,可以通過先后兩次分析得到。但是ABAQUS則是在同一個工作的分析步級別完成這種工作,這給人一種感覺,在ABAUQS中,連續使用多個分析步進行分析是一種最常規的工作,而這種工作對于ANSYS而言,則貌似一種高級的作業。
ABAQUS與ANSYS的第三個區別,在于裝配體概念的處理。對于ANSYS而言,無所謂裝配這種概念,雖然它可以創建組件,創建“裝配體”,但是那種裝配體并非工程意義上的裝配體的概念。而ABAQUS則相當強調裝配體的概念,對于ABAQUS而言,如果沒有裝配體,就不能做分析。即便裝配中只有一個零件,也需要有裝配體。所以,在ABAQUS中,當分別創建完各個零件后,需要逐個導入到裝配體中進行裝配操作。那么這種概念是好還是不好?很難說是好還是不好,就筆者感覺而言,ABAQUS給人一種感覺,它一開始就在面對裝配體,而這種對象,對于初期的ANSYS而言,是很討厭的事情,只是到近幾年的ANSYS WORKBENCH中,才大幅度增加了對于裝配體的支持,如今,ANSYS WORKBENCH中對于裝配體的支持已經十分完善。盡管如此,ANSYS 仍舊并沒有把裝配體這樣的概念像ABAQUS那樣大書特書,至于如此顯赫的地位,使得裝配體操作成為必須經過的一個步驟。筆者以為,ABAQUS之所以如此強調裝配的概念,是基于結構設計工程師的角度考慮的。對于結構設計工程師而言,他們極少只與單個的零件打交道,他們一工作,對象就是裝配體,所以ABAQUS迎合了工程師的這種觀念,使得他們在進行有限元建模時,就好像在進行幾何體建模與裝配一樣。總之,在這個方面,ABAQUS再次體現了其面對結構設計工程師,從結構設計工程師的視角考慮問題的特點。
ABAQUS與ANSYS的第四個區別,在于截面這個概念的處理。在ANSYS中,只是梁,桿,板這種對象才需要截面。而且即便是這種理想對象,有時候也不需要截面,而只是提供實常數就好。筆者在學習ANSYS時,也經常弄不清楚,到底哪些桿單元需要實常數,而哪些是用截面來表達的,這不得不去查單元的幫助。而在ABAQUS中,把截面屬性這個概念提到了重要位置。無論是什么物體,線體,板殼,甚至是實體,都需要有截面屬性。這種統一,就使得設置截面屬性也成為分析中必要的一步。這種統一,就筆者而言,初始很不習慣,但是一旦用幾次以后,覺得也很好,免得像ANSYS中那樣,還要考慮對于某個單元,要不要截面屬性的問題。
總結這四個方面,筆者的感覺是,ABAQUS更傾向于從結構設計工程師的角度考慮問題,而ANSYS則更加學術化,傾向于從有限元角度考慮問題。正因為如此,ABAQUS更適合應用,而ANSYS利于研究
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