7 nejlepších nástrojů pro spuštění analýzy FEM na počítačích se systémem Windows

Nalezení toho pravého software pro FEM / FEA není snadný úkol. Z tohoto důvodu v tomto článku uvedeme seznam nejlepších nástrojů, které můžete použít ke spuštění analýzy FEM na PC.

Než se ponoříme, stojí za zmínku, že technicky neexistuje absolutně žádný rozdíl mezi pojmy FEM (metoda konečných prvků) a FEA (analýza konečných prvků). Termín FEM je populárnější na univerzitách, zatímco FEA je populárnější v průmyslových odvětvích. FEM nebo FEA je numerická metoda pro řešení složitých problémů v matematické fyzice a inženýrství.

Nejlepší software FEM / FEA pro použití na počítačích se systémem Windows

SimScale

SimScale je výkonný nástroj FEM, který můžete použít ve svém prohlížeči bez instalace jakéhokoli softwaru. Vše, co musíte udělat, je nahrát model a spustit analýzu.

Součást Analýza konečných prvků v SimScale umožňuje testovat a předpovídat chování struktur. Tento nástroj vám pomůže vyřešit složité statické problémy vystavené statickým a dynamickým podmínkám zatížení.

Nástroj podporuje následující moduly:

1. Statická analýza: Provádět simulace struktury, včetně lineární statické a nelineární kvazi-statické analýzy. Tento modul je velmi užitečný pro simulaci těžkých strojů, průmyslových zařízení, konstrukcí letadel, konstrukcí potrubí a mostů.
2. Dynamická analýza: Analyzujte dynamickou odezvu konstrukce vystavené různým zatížením a posunům pro výpočet nárazového zatížení a degradace konstrukce. Tento modul je velmi užitečný pro analýzu automobilového průmyslu, účinků zemětřesení na budovy atd.
3. Modální analýza: Určete vlastní frekvence a vlastní režimy struktury jako výsledek volných vibrací. Tento modul můžete použít k analýze špičkové odezvy budov, mostů nebo částí vozidla pod různými frekvencemi.
4. Vícebodová dynamika a omezení kontaktů: Analyzujte chování konstrukcí za velkého kluzného tření a bez tření omezujících kontaktů.
5. Materiálové modely: Nástroj Solid Mechanics nabízí různé materiálové modely, které vám umožňují analyzovat účinky plasticity a také velké deformační chování pomocí hyperelastických materiálových modelů.

Další informace o SimScale najdete v úvodním videu níže:
SimScale má průběžná politika. Můžeš vyzkoušejte nástroj zdarma. Bezplatný účet vám poskytuje přístup k 3000 hodinám výpočetního času ročně.

---

LS-DYNA

LS-DYNA je obecný software FEM, který vám pomůže vyřešit složité problémy v automobilovém, leteckém, stavebním, vojenském, výrobním a bioinženýrském průmyslu.

Tento nástroj má různé aplikace a byl dokonce použit pro simulaci přistání NASA PPL Mars Pathfinder, aby bylo vidět, jak se budou chovat airbagy vesmírné sondy. LS-DYNA je jeden z nejflexibilnějších software pro analýzu konečných prvků, který existuje, a dokáže v podstatě zvládnout vše, co na něj hodíte.

Abyste mohli spustit LS-DYNA, potřebujete příkazový shell, spustitelný soubor nástroje, vstupní soubor a dostatek volného místa na disku pro spuštění simulace. Za zmínku stojí, že vstupní soubor je ve formátu ASCII.

LS-DYNA vám může pomoci s následujícími analýzami: termická analýza, analýza tekutin, analýza poruch, šíření trhlin, elektromagnetismus a mnoho dalšího. Další informace o možnostech softwaru najdete na Web LSTC.

LS-DYNA si můžete zakoupit jako roční, placenou, měsíční nebo webovou licenci. Pro více informací můžete kontaktujte obchodní oddělení LSTC.

---

Adams

Adams je cenný nástroj pro simulaci fyziky reálného světa a řešení rozsáhlých problémů. Tento nástroj vám pomůže efektivně navrhovat vaše výrobky s cílem optimalizovat výkon, bezpečnost a pohodlí.

Můžete rychle a snadno simulovat různé situace a zjistit, jak se zatížení a síly mění v čase v závislosti na typu pohybu a provozním prostředí.

Adams je multidisciplinární nástroj, který vám umožňuje kombinovat a analyzovat data z různých oborů, včetně: mechaniky, pneumatiky, hydrauliky, elektroniky a technologií řídicích systémů. Vy tyto údaje používáte k virtuálnímu testování vašich budoucích produktů.

Tento multibody dynamický software je ideální pro design produktu a testovací účely. Pokud vaše práce zahrnuje stavbu automobilů, těžkých strojů nebo jiných podobných produktů, pak je Adams pro vás ideální volbou.

Chcete-li získat další informace a koupit produkt, přejděte na stránku MSCSoftware.

---

Simcenter 3D

Simcenter 3D je pokročilá 3D simulační platforma, kterou můžete použít k modelování, simulaci a analýze různých systémů. Nástroj lze použít v různých oblastech hned od fáze návrhu produktu nebo systému. Ve skutečnosti je to jedna z hlavních výhod Simcenter 3D: můžete použít od fáze návrhu po fázi testování.

Simcenter 3D můžete použít pro následující typy analýz: strukturální analýza, analýza akustiky, analýza kompozitů, termická analýza, simulace toku, pohybová analýza, vícefyzika, inženýrství optimalizace.

Pokud chcete vidět Simcenter 3D v akci, podívejte se na video níže:
Simcenter 3D je k dispozici jako samostatný nástroj i jako integrovaný software s NX. Další informace o nákupu nástroje můžete podívejte se na oficiální webové stránky společnosti Siemens.

---

WaveFEA

WaveFEA je software FEM, který používá Autodesk Nastran Solver ke spouštění složitých výpočtů. Nástroj můžete použít k nejrůznějším úkolům, včetně analýzy kompozitů, studií snižování rizik, srovnání návrhů, analýzy dopadů, vypočítat výsledky nárazu, najít lokalizovaný faktor poškození, tepelná napětí a roztažnost, analýzu tváření kovů, jako je válcování a kreslení, a mnohem více.

Tým, který vytvořil WaveFEA, také publikoval řadu tutoriálů o tom, jak používat nástroj k provádění různých analýz, a také důkladného průvodce instalací. Jedná se o velmi užitečnou funkci, která je vhodná pro začátečníky. Ve skutečnosti je WaveFEA dokonalým softwarem FEM pro uživatele, kteří začínají s FEA, konzultanty, individuální inženýry i malé společnosti.

Tento software má také nevýhodu: 32bitové (x86) verze systému Windows nejsou podporovány.

Chcete-li požádat o bezplatnou zkušební verzi WaveFEA nebo koupit software, přejděte na oficiální web nástroje.

---

midasNFX

midasNFX je výkonný software pro strukturální úlohy CFD simulace a návrhové optimalizace. Jako uživatel máte úplnou svobodu při vytváření, úpravách a manipulaci s modely FE.

Tento nástroj je také velmi univerzální a může poskytnout hloubkovou analýzu funkcí, jako je kontakt, nelineární, dynamický a únavový
k funkcím špičkové analýzy tekutin.

Pokud spěcháte a potřebujete věci zvládnout rychle, midasNFX je pro vás tou pravou volbou. Nástroj podporuje rychlé modelování simulačních modelů přímo do svého grafického rozhraní před / po. Díky vícejádrovým řešičům získáte výsledky okamžitě.
Tento software také obsahuje generátor automatických zpráv ve formátu slova a generátor zpráv 3D PDF pro rychlé hlášení.

Máte zájem o testování midasNFX? Můžeš požádat o cenovou nabídku na této stránce. K dispozici je také podpůrný plán pronájmu pro malé společnosti a konzultanty FEA.

---

Mecway

Mecway je užitečný nástroj FEM pro Windows, který se zaměřuje na mechanickou a tepelnou simulaci. Pokud jste začátečník a učíte se používat software FEM, pak je to pro vás ideální volba. Nástroj má intuitivní grafické rozhraní, které zrychluje křivku učení. Kromě toho vám také poskytuje okamžitou zpětnou vazbu o chybách při práci. Tímto způsobem můžete jasně vidět, co neděláte správně, a rychleji se učit.

Mecway také umožňuje vizualizovat vaše modely jak graficky, tak ve stromu obrysů. Pokud chcete vidět Mecway v akci, podívejte se na video níže:
Mezi další funkce patří:

• Dynamické, statické, tepelné, vzpěrné, akustické atd.
• Plná nelineární schopnost, ačkoli bezproblémová integrace s přiloženým řešičem CalculiX
• Široká škála typů prvků, zatížení a materiálů
• Ruční i automatické nástroje pro vytváření sítí
• Až 1 000 000 uzlů v 64bitovém režimu
• Asociativita CAD

Za zmínku stojí, že Mecway má 20 letou historii vývoje. Můžeš koupit nástroj za 100 $ pro nekomerční použití nebo 350 $ za komerční použití.

---

Závěry

Upřímně řečeno, neexistuje nejlepší software FEM. Vše záleží na vašich uživatelských potřebách. Některé programy FEM se specializují na určitá pole, což znamená, že v jiných oblastech ponechají mnoho požadovaného.

Při výběru softwaru FEM by měl být vaším hlavním kritériem typ požadované analýzy. Zkontrolujte také, jaký je maximální počet uzlů, které může nástroj zpracovat. A co je nejdůležitější, mějte na paměti, že ne všechny programy jsou stejné a jejich možnosti řešení problémů jsou velmi rozdílné.

V tomto článku jsme se pokusili zahrnout jak specializovaný software FEM, tak obecnější a univerzálnější nástroje, které můžete použít pro širokou škálu analýz.

Pokud jste použili jiný software FEM, o kterém si myslíte, že bychom jej měli zahrnout do tohoto seznamu, dejte nám vědět v komentářích níže.