發(fā)布者：凱思軟件發(fā)布日期：2025-05-07瀏覽量：
1. 引言
圖1 有限元網(wǎng)格劃分示意
有限元分析（FEA）作為現代工程設計的核心技術(shù)，在復雜工況模擬中具有不可替代的作用。本研究針對達索系統Abaqus與ANSYS Mechanical兩款主流有限元軟件，重點(diǎn)對比其在非線(xiàn)性仿真（材料非線(xiàn)性、幾何非線(xiàn)性和接觸非線(xiàn)性）領(lǐng)域的性能表現。
2. 軟件概述
2.1 Abaqus
圖2 Abaqus有限元分析界面
? 非線(xiàn)性力學(xué)用戶(hù)基數全球領(lǐng)先 ? 具備顯式與隱式雙求解器架構 ? 擅長(cháng)復雜非線(xiàn)性問(wèn)題（碰撞、成型等）
2.2 ANSYS Mechanical
圖3 ANSYS Mechanical多物理場(chǎng)耦合界面
? 集成多物理場(chǎng)仿真平臺（結構/流體/熱/電磁） ? 提供統一的前后處理環(huán)境 ? 在耦合場(chǎng)分析中具有顯著(zhù)優(yōu)勢
3. 非線(xiàn)性仿真能力對比
3.1 求解器性能
● Abaqus：隱式求解器（靜態(tài)問(wèn)題）收斂性強，顯式求解器（瞬態(tài)問(wèn)題）計算效率高
● ANSYS：求解器集成度高，但在極端非線(xiàn)性工況下可能需要更多迭代步
3.2 材料非線(xiàn)性
圖4 非線(xiàn)性材料應力-應變曲線(xiàn)
? Abaqus提供200+材料本構模型（涵蓋塑性/蠕變/損傷等） ? ANSYS材料庫側重工程常用模型，定制化能力較弱
3.3 幾何非線(xiàn)性
? Abaqus大變形算法可處理300%以上應變 ? ANSYS在網(wǎng)格重劃分策略上相對保守
3.4 接觸非線(xiàn)性
● Abaqus：支持32種接觸對類(lèi)型，含自適應摩擦模型
● ANSYS：標準接觸算法計算效率較高，但復雜接觸（如自接觸）需人工干預
4. 多物理場(chǎng)耦合能力
? ANSYS：內置直接耦合模塊（結構-熱-流體-電磁） ? Abaqus：通過(guò)Co-simulation接口實(shí)現間接耦合
5. 工程應用領(lǐng)域
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應用場(chǎng)景 |
Abaqus優(yōu)勢領(lǐng)域 |
ANSYS優(yōu)勢領(lǐng)域 |
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汽車(chē)工程 |
碰撞仿真、沖壓成型 |
電子器件散熱分析 |
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航空航天 |
鳥(niǎo)撞分析、復材損傷 |
推進(jìn)系統熱固耦合 |
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生物醫療 |
支架植入模擬 |
醫療設備電磁兼容 |
6. 軟件選型建議
7. 結論
● 學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域（特別是材料非線(xiàn)性研究），Abaqus論文引用量較ANSYS高出37%
● 在2023年CAE市場(chǎng)報告中，ANSYS在電子行業(yè)市占率達61%，Abaqus在汽車(chē)行業(yè)市占率達58%
● 最新版本中，Abaqus2023新增了機器學(xué)習輔助求解功能，ANSYS2023強化了數字孿生集成能力
