7 καλύτερα εργαλεία για την εκτέλεση ανάλυσης FEM σε υπολογιστές με Windows

Βρίσκοντας το σωστό λογισμικό για FEM / FEA δεν είναι εύκολο έργο. Για αυτόν τον λόγο, σε αυτό το άρθρο, θα αναφέρουμε τα καλύτερα εργαλεία που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να εκτελέσετε ανάλυση FEM σε υπολογιστή.

Πριν από την κατάδυση, αξίζει να σημειωθεί ότι τεχνικά δεν υπάρχει απολύτως καμία διαφορά μεταξύ των όρων FEM (Μέθοδος πεπερασμένου στοιχείου) και FEA (Ανάλυση πεπερασμένου στοιχείου). Ο όρος FEM είναι πιο δημοφιλής στα πανεπιστήμια, ενώ η FEA είναι πιο δημοφιλής στις βιομηχανίες. Το FEM ή το FEA είναι μια αριθμητική μέθοδος για την επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων στη μαθηματική φυσική και τη μηχανική.

Το καλύτερο λογισμικό FEM / FEA για χρήση σε υπολογιστές με Windows

SimScale

Το SimScale είναι ένα ισχυρό εργαλείο FEM που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε στο πρόγραμμα περιήγησής σας, χωρίς να εγκαταστήσετε κανένα λογισμικό. Το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να ανεβάσετε το μοντέλο και να εκτελέσετε την ανάλυση.

Το στοιχείο ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων του SimScale σας επιτρέπει να δοκιμάσετε και να προβλέψετε τη συμπεριφορά των δομών. Αυτό το εργαλείο σάς βοηθά να επιλύσετε σύνθετα προβλήματα δομικής μηχανικής που υπόκεινται σε στατικές και δυναμικές συνθήκες φόρτωσης.

Το εργαλείο υποστηρίζει τις ακόλουθες ενότητες:

1. Στατική Ανάλυση: Εκτελέστε προσομοιώσεις δομής, συμπεριλαμβανομένης γραμμικής στατικής και μη γραμμικής σχεδόν στατικής ανάλυσης. Αυτή η ενότητα είναι πολύ χρήσιμη για προσομοίωση βαρέων μηχανημάτων, βιομηχανικού εξοπλισμού, δομής αεροσκαφών, σωλήνων και σχεδιασμού γεφυρών.
2. Δυναμική ανάλυση: Αναλύστε τη δυναμική απόκριση μιας δομής που υπέστη διάφορα φορτία και μετατοπίσεις για να υπολογίσετε τα φορτία κρούσης και τη δομική υποβάθμιση. Αυτή η ενότητα είναι πολύ χρήσιμη για την ανάλυση της αυτοκινητοβιομηχανίας, των σεισμών στα κτίρια και πολλά άλλα.
3. Ανάλυση Modal: Προσδιορίστε τις ιδιοσυχνότητες και τους ιδιογενείς τρόπους μιας δομής ως αποτέλεσμα της ελεύθερης δόνησης. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτήν την ενότητα για να αναλύσετε την απόκριση κορυφής κτιρίων, γεφυρών ή εξαρτημάτων οχημάτων υπό διάφορες συχνότητες.
4. Πολυδυναμικά δυναμικά και περιορισμοί επαφών: Αναλύστε τη συμπεριφορά των κατασκευών κάτω από μεγάλους ολισθαίνουσες τριβές και περιορισμούς επαφής χωρίς τριβή.
5. Υλικά μοντέλα: Το στερεό εργαλείο μηχανικής προσφέρει διάφορα μοντέλα υλικών, επιτρέποντάς σας να αναλύσετε τα αποτελέσματα της πλαστικότητας, καθώς και τη μεγάλη συμπεριφορά παραμόρφωσης χρησιμοποιώντας μοντέλα υπερελαστικών υλικών.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το SimScale, ρίξτε μια ματιά στο εισαγωγικό βίντεο παρακάτω:
Το SimScale έχει ένα πολιτική πληρωμών ως εσείς. Μπορείς δοκιμάστε το εργαλείο δωρεάν. Ο δωρεάν λογαριασμός σάς παρέχει πρόσβαση σε 3000 ώρες υπολογιστικού χρόνου ανά έτος.

---

LS-DYNA

Το LS-DYNA είναι ένα γενικό λογισμικό FEM που θα σας βοηθήσει να επιλύσετε πολύπλοκα προβλήματα στους τομείς της αυτοκινητοβιομηχανίας, της αεροδιαστημικής, των κατασκευών, του στρατού, της βιομηχανίας και της βιομηχανικής.

Το εργαλείο έχει διάφορες εφαρμογές και χρησιμοποιήθηκε ακόμη και για την προσομοίωση προσγείωσης της NASA JPL Mars Pathfinder για να δει πώς θα συμπεριφερόταν οι αερόσακοι του διαστημικού ανιχνευτή. Το LS-DYNA είναι ένα από τα πιο ευέλικτα προγράμματα ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων εκεί έξω και μπορεί βασικά να χειριστεί ό, τι πετάτε σε αυτό.

Για να εκτελέσετε το LS-DYNA, χρειάζεστε ένα κέλυφος εντολών, το εκτελέσιμο αρχείο του εργαλείου, ένα αρχείο εισόδου και αρκετό ελεύθερο χώρο στο δίσκο για να εκτελέσετε την προσομοίωση. Αξίζει να σημειωθεί ότι το αρχείο εισαγωγής είναι σε μορφή ASCII.

Το LS-DYNA μπορεί να σας βοηθήσει με τις ακόλουθες αναλύσεις: θερμική ανάλυση, ανάλυση υγρών, ανάλυση αστοχίας, διάδοση ρωγμών, ηλεκτρομαγνητισμός και πολλά άλλα. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις δυνατότητες του λογισμικού, μεταβείτε στη διεύθυνση Ο ιστότοπος της LSTC.

Μπορείτε να αγοράσετε το LS-DYNA ως ετήσια, πληρωμένη, μηνιαία ή άδεια ιστότοπου. Για περισσότερες πληροφορίες, μπορείτε επικοινωνήστε με το Τμήμα Πωλήσεων της LSTC.

---

Άνταμς

Το Adams είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για την προσομοίωση της πραγματικής φυσικής και την επίλυση προβλημάτων μεγάλης κλίμακας. Το εργαλείο μπορεί να σας βοηθήσει να σχεδιάσετε τα προϊόντα σας με αποτελεσματικό τρόπο, προκειμένου να βελτιστοποιήσετε την απόδοση, την ασφάλεια και την άνεση.

Μπορείτε να προσομοιώσετε γρήγορα και εύκολα διάφορες καταστάσεις και να δείτε πώς τα φορτία και οι δυνάμεις διαφέρουν στο χρόνο, ανάλογα με τον τύπο κίνησης και τα περιβάλλοντα λειτουργίας.

Το Adams είναι ένα πολυτομεακό εργαλείο, που σας επιτρέπει να συνδυάζετε και να αναλύετε δεδομένα από διάφορους τομείς, όπως: μηχανικές, πνευματικές, υδραυλική, ηλεκτρονική και τεχνολογίες συστημάτων ελέγχου. Εσείς και αυτοί χρησιμοποιείτε αυτά τα δεδομένα για να δοκιμάσετε ουσιαστικά τα μελλοντικά σας προϊόντα.

Αυτό το λογισμικό δυναμικής πολλαπλών αμαξιδίων είναι ιδανικό για σχεδιασμό και δοκιμή προϊόντων. Εάν η δουλειά σας περιλαμβάνει την κατασκευή αυτοκινήτων, βαρέων μηχανημάτων ή άλλων παρόμοιων προϊόντων, τότε το Adams είναι η ιδανική επιλογή για εσάς.

Για περισσότερες πληροφορίες και για να αγοράσετε το προϊόν, μεταβείτε στη σελίδα του MSCSoftware.

---

Simcenter 3D

Το Simcenter 3D είναι μια προηγμένη πλατφόρμα προσομοίωσης 3D που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για μοντελοποίηση, καθώς και προσομοίωση και ανάλυση διαφόρων συστημάτων. Το εργαλείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορα πεδία από το στάδιο σχεδιασμού ενός προϊόντος ή συστήματος. Στην πραγματικότητα αυτό είναι ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα του Simcenter 3D: μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε από τη φάση σχεδιασμού έως τη φάση δοκιμών.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το Simcenter 3D για τους ακόλουθους τύπους ανάλυσης: δομική ανάλυση, ανάλυση ακουστικής, ανάλυση σύνθετων υλικών, θερμική ανάλυση, προσομοίωση ροής, ανάλυση κίνησης, πολυφυσική, μηχανική βελτιστοποίηση.

Αν θέλετε να δείτε το Simcenter 3D σε δράση, ρίξτε μια ματιά στο παρακάτω βίντεο:
Το Simcenter 3D είναι διαθέσιμο ως αυτόνομο εργαλείο, καθώς και ένα ολοκληρωμένο λογισμικό με NX. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την αγορά του εργαλείου, μπορείτε δείτε τον επίσημο ιστότοπο της Siemens.

---

WaveFEA

Το WaveFEA είναι ένα λογισμικό FEM που χρησιμοποιεί το Autodesk Nastran Solver για την εκτέλεση πολύπλοκων υπολογισμών. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το εργαλείο για μια μεγάλη ποικιλία εργασιών, όπως ανάλυση σύνθετων υλικών, μελέτες μετριασμού του κινδύνου, σύγκριση σχεδιασμού, ανάλυση αντικτύπου, υπολογίστε τα αποτελέσματα πρόσκρουσης, βρείτε τον εντοπισμένο συντελεστή ζημιών, τις θερμικές τάσεις και την επέκταση, ανάλυση σχηματισμού μετάλλων όπως κύλιση και σχέδιο, και πολύ περισσότερο.

Η ομάδα που δημιούργησε το WaveFEA δημοσίευσε επίσης μια σειρά μαθημάτων σχετικά με τον τρόπο χρήσης του εργαλείου για την εκτέλεση διαφόρων αναλύσεων, καθώς και έναν λεπτομερή οδηγό εγκατάστασης. Αυτό είναι ένα πολύ χρήσιμο χαρακτηριστικό, καθιστώντας το κατάλληλο για αρχάριους. Στην πραγματικότητα, το WaveFEA είναι το τέλειο λογισμικό FEM για χρήστες νέους στη FEA, συμβούλους, μεμονωμένους μηχανικούς, καθώς και μικρές εταιρείες.

Υπάρχει επίσης ένα μειονέκτημα σε αυτό το λογισμικό: 32-bit (x86) εκδόσεις των Windows δεν υποστηρίζονται.

Για να ζητήσετε μια δωρεάν δοκιμή WaveFEA ή να αγοράσετε το λογισμικό, μεταβείτε στον επίσημο ιστότοπο του εργαλείου.

---

midasNFX

Το midasNFX είναι ένα ισχυρό λογισμικό για εργασίες δομικής προσομοίωσης CFD και βελτιστοποίησης. Ως χρήστης, έχετε απόλυτη ελευθερία στην κατασκευή, επεξεργασία και χειρισμό μοντέλων FE.

Το εργαλείο είναι επίσης εξαιρετικά ευέλικτο και μπορεί να παρέχει σε βάθος ανάλυση για λειτουργίες όπως επαφή, μη γραμμική, δυναμική και κόπωση
σε υψηλού επιπέδου λειτουργίες ανάλυσης υγρών.

Εάν βιάζεστε και πρέπει να ολοκληρώσετε γρήγορα τα πράγματα, το midasNFX είναι η σωστή επιλογή για εσάς. Το Εργαλείο υποστηρίζει γρήγορη μοντελοποίηση μοντέλων προσομοίωσης απευθείας στη γραφική διεπαφή πριν / μετά. Χάρη στους πολυπύρηνους επιλυτές, θα έχετε τα αποτελέσματα σε χρόνο μηδέν.
Το λογισμικό διαθέτει επίσης μια γεννήτρια αυτόματης αναφοράς μορφής λέξεων και μια γεννήτρια αναφορών 3D PDF για γρήγορη αναφορά.

Ενδιαφέρεστε να δοκιμάσετε το midasNFX; Μπορείς ζητήστε μια προσφορά σε αυτήν τη σελίδα. Υπάρχει επίσης ένα υποστηρικτικό σχέδιο ενοικίασης για μικρές εταιρείες και συμβούλους της FEA.

---

Μέκγουεϊ

Το Mecway είναι ένα χρήσιμο εργαλείο FEM για Windows που εστιάζει στη μηχανική και θερμική προσομοίωση. Εάν είστε αρχάριος και μαθαίνετε να χρησιμοποιείτε λογισμικό FEM, τότε αυτή είναι η τέλεια επιλογή για εσάς. Το εργαλείο διαθέτει μια διαισθητική γραφική διεπαφή που επιταχύνει την καμπύλη εκμάθησης. Επιπλέον, σας παρέχει επίσης άμεση ανατροφοδότηση σχετικά με σφάλματα καθώς εργάζεστε. Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να δείτε ξεκάθαρα τι δεν κάνετε σωστά και να μάθετε πιο γρήγορα.

Το Mecway σας επιτρέπει επίσης να οπτικοποιήσετε τα μοντέλα σας τόσο γραφικά όσο και σε ένα περίγραμμα. Αν θέλετε να δείτε το Mecway σε δράση, δείτε το παρακάτω βίντεο:
Άλλα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:

• Δυναμική, στατική, θερμική, λυγιστική, ακουστική κ.λπ.
• Πλήρης μη γραμμική δυνατότητα, ωστόσο, απρόσκοπτη ενσωμάτωση με το συμπεριλαμβανόμενο CalculiX solver
• Μεγάλη γκάμα στοιχείων, φορτίων και υλικών
• Χειροκίνητα και αυτόματα εργαλεία πλέγματος
• Έως 1.000.000 κόμβοι σε λειτουργία 64 bit
• Συνδεσιμότητα CAD

Αξίζει να σημειωθεί ότι η Mecway έχει 20 χρόνια ανάπτυξης. Μπορείς αγοράστε το εργαλείο για 100 $ για μη εμπορική χρήση ή 350 $ για εμπορική χρήση.

---

Συμπεράσματα

Σε κάθε ειλικρίνεια, δεν υπάρχει καλύτερο λογισμικό FEM. Όλα εξαρτώνται από τις ανάγκες σας ως χρήστη. Ορισμένα προγράμματα FEM ειδικεύονται σε ορισμένα πεδία, πράγμα που σημαίνει ότι θα αφήσουν πολλά να είναι επιθυμητά σε άλλους τομείς.

Όταν επιλέγετε ένα λογισμικό FEM, το είδος της ανάλυσης που απαιτείται πρέπει να είναι το κύριο κριτήριό σας. Επίσης, ελέγξτε ποιος είναι ο μέγιστος αριθμός κόμβων που μπορεί να επεξεργαστεί το εργαλείο. Και το πιο σημαντικό, λάβετε υπόψη ότι δεν είναι όλα τα λογισμικά ίδια και υπάρχει μια τεράστια παραλλαγή όσον αφορά τις δυνατότητες επίλυσης προβλημάτων.

Σε αυτό το άρθρο, προσπαθήσαμε να συμπεριλάβουμε τόσο εξειδικευμένο λογισμικό FEM, όσο και πιο γενικά και ευέλικτα εργαλεία που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για ένα ευρύ φάσμα αναλύσεων.

Εάν έχετε χρησιμοποιήσει άλλο λογισμικό FEM που πιστεύετε ότι πρέπει να συμπεριλάβουμε σε αυτήν τη λίστα, ενημερώστε μας στα παρακάτω σχόλια.