CAE在企业中属高深层技术的范畴,因此,选择CAE软件产品应从技术的角度入手,但软件的计算速度、分析问题所需的硬盘空间、软件的使用方便性、软件的分析功能、与其它CAD/CAE软件的集成性,是评价CAE软件的基本准则。
目前在全球范围内的CAE软件产品是非常多的,如COSMOS、ANSYS、NASTRAN、PATRAN、ADINA、SAP、MARC、ASKA、RASNA、JIFEX(国产)等。
下面将美国加洲理工学院Paul M. McEcroy博士对一些CAE软件的测试结果公布于此 ,供一些企业参考。值得一提的是Paul M. McElroy博士是完全站在公正的、中立的立场上进行这项工作的,并且这些结果已经得了其它有关专家的进一步证实,目前已经成为国际公认的结论。测试这些结果的前提是:各种分析题目相对于每一种软件都具有相同数目的结点数、元素数和DOF,限于篇幅,这些相同的设置结果不累述于此,分析结果见表1
Cosmos软件是美国SRAC(Structure Research and Analysis Corporation )公司的产品,它具有计算速度快、解题时占用磁盘空间少、使用方便、分析功能全面、与其他CAD/CAE软件集成性好等优点,下面简要介绍一下这些特点。
COSMOS为什么速度快?
要解释清楚这个问题应该考查一下有限元分析软件的算法。有限元分析软件现在基于的算法有两种:一种是所谓的直接解法,一种是所谓的迭代解法。因为有限元软件处理的对象大部分是高元方程组,因此直接解法总能求得解,但速度就不能保证很快,虽然迭代法解题的速度很快,但不能保证所有的算法都是收敛的,因此传统的有限元分析软件大都采用直接解法。1982年,前苏联的三位数学物理博士致力于研究有限元分析的迭代算法的收敛性问题,因为,如果能保证迭代法总是收敛的,就可以大幅度提高解题速度。他们采用穷举法,分析迭代法中所有发散的算法,最后总结出500多种导致迭代法发散的原因并加以有效的对症下药,终于在11年后的1993年发明了举世瞩目的FFE(快速有限元法,Fast Finite Element )算法。FFE方法其实就是针对不同的迭代算法总能保证其收敛的改进的迭代法,现在的Cosmos就是采用的这种FFE方法。这是Cosmos解题速度快的一个重要的原因。