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前段时间一直采用anasys模型来分析结构，由于结构所涉及到的非线性较多（预应力、接触、混凝土），结果总是不如人意，查阅网上所有资料均说abaqus非线性性能要比ansys好。
老一辈的人总说：“办法总比困难多”，在这句话的激励下，在ansys分析模型到达穷途末路的时候，想到了将ansys中的模型倒入abaqus中进行计算。
初始接触abaqus有点害怕，有点茫然。
原因之一为abaqus的学习资料少，会用的人少，精通的人更少，学习起来困难。
于是乎，看书，看帮助，打电话求教，磕磕碰碰走到今。
为了减少有志学习abaqus后生的学习难度，在此将abaqus初级关键词的用法与格式进行解释，并与ansys进行对照（虽然采用python语言编写的.inp文件更加简洁明朗，但对于初始学者，关键词也是一种快速入门的捷径）。
由于学习的时间不长（三天左右吧），难免有不知或不正确的地方，如有意请各看官加以指正与补充，在此先行谢过了。
(一)总规则1、关键词必须以*符号开头，且关键词前无空格；2、**为解释行，它可以出现在文件中的任何地方；2、当关键词后带有参数时，关键词后必须采用逗号相隔；3、参数间采逗号相隔；4、关键词可以采用简写的方式，只要程序能够识别就可以了；5、没有隔行符，如果参数比较多，一行放不下，可以另起一行，只要在上一行的末尾加逗号便可以；(二)建模部分关键词在我的学习过程中，是将ansys的模型倒入abaqus的，最简单的方法就是在ansys中提取单元与节点信息，将提取出来的信息在abaqus中形成有限元模型。
因此首先从节点的关键词来开始吧。
1、*heading描述行这是.inp文件的开头语，相当于你告诉abaqus，我要进行工程建模与分析了。
另起一行可以对模型进行描述，这个描述可有可无，只是为了以后阅读的方便。
abaqus中对每个模块没有清晰的界定，根据关键词的不同来判别进入哪个模块。
而在ansys中对模块要求比较严格，如/prep7为前处理模块，/solu为求解模块,/post26为后处理模块。
ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比1.功能和应用领域：ANSYS是一款强大的通用有限元分析软件，包括结构、热力学、流体力学等多个领域，能够模拟各种复杂的物理现象。
它具有灵活的建模能力，可以进行静力学、热分析、模态分析、优化等多种分析，并且易于与其他软件集成。
ANSYS在航空航天、能源、汽车、电子等众多领域具有广泛的应用。
ABAQUS是由达索系统公司开发的有限元分析软件，主要用于结构和材料领域的分析。
它提供了丰富的分析类型，包括静力学、动力学、热分析、流体-结构耦合等。
ABAQUS具有强大的非线性分析能力，适用于复杂的材料行为和结构变形的仿真。
它在航空航天、汽车、能源等领域得到了广泛应用。
2.用户界面和建模：ANSYS提供了直观友好的用户界面，可以通过命令行或图形界面进行交互。
它具有丰富的建模和网格划分工具，能够快速创建几何模型并生成高质量的网格。
ANSYS还提供了强大的后处理工具，可以对计算结果进行可视化和分析。
ABAQUS的用户界面相对较为复杂，需要通过命令行或者Python脚本进行操作。
它的建模功能相对较少，对于复杂的几何模型需要使用其他软件进行前处理。
ABAQUS的后处理能力强大，可以进行详细的结果分析和可视化。
3.材料模型和求解算法：ANSYS提供了丰富的材料模型，包括线性弹性、非线性弹性、塑性、损伤等多种模型。
它使用有限元方法进行求解，可以选择不同的求解算法和求解器，如直接法、迭代法等。
ANSYS的求解速度较快，特别适用于大规模模型和复杂加载条件。
ABAQUS同样提供了多种材料模型，包括线性和非线性模型。
它使用显式和隐式求解算法，具有较好的稳定性和精度。
ABAQUS在非线性分析和大变形问题上有较好的表现，但对于大规模模型的求解速度相对较慢。
4.支持和学习资源：ANSYS和ABAQUS都拥有庞大的用户群体和丰富的学习资源。
两者均提供了官方文档、教程、培训等支持服务，用户可以从官方网站获取相关资料。
有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。
有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
常见软件有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。
目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。
软件对比ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。
ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名：1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS流体分析能力排名：1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS耦合分析能力排名：1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析1．在世界范围内的知名度两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。
ANSYS 软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。
ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
msc/patran+nastran, ansys, abaqus 三者的比较1俺最喜欢的是msc/patran+nastran，因为当年国内飞机公司最先引进的就是nastran，其菜单式的操作，比用手写有限元程序，爽多了！！特别是建立飞机这类巨大型结构，可以说，只有patran的建模最强！！（有人在仿真说abaqus 能建整个飞机模型，哈哈，吹牛不上税，就凭其目前功能，要花一百年！！）另外，msc财大气粗，其教程是手把手式，航空上最常用的有限元分析，都有现成的例题，step by step，傻瓜都会很快地入门！！由于其广泛应用于航空航天/汽车工业，所以，至今为止，如果要学CAE软件，俺认为应首选msc/patran+nastran。
与patran+nastran相比，ansys的界面就低了一些，操作也没有patran舒服。
不过，差别不是很大。
ansys据俺的体会，唯一的强项就是多场耦合。
其他的功能，msc/patran+nastran都有。
不过，ansys的apdl语言比较高级，是其最大优势，或者说，msc应向这一方向发展！！不过，apdl最开始学也很费事，得一条一条查，一条一条记，这个过程没有两三个月下不来。
由此，ansys的清爽度比msc差一些。
abaqus，如果自己用手编写过有限元程序的，入门应该不难。
其命令格式，跟自己用手编程序一个套路。
abaqus的强项是其分析功能很全面，特别是非线性部分，基本上都包含了。
abaqus最大的缺点是上手慢，其教程太差，除了几本手册，基本上等于没有教程。
要学abaqus，其时间要比msc, ansys长多了！！现在看，学abaqus实在没什么省时间的方法（比如它的 training lecture，一本250$，买来一看，气晕俺，还没手册说得详细！！），所以唯一的笨方法就是要看手册啦！如果说msc是windows点鼠标时代的水平，abaqus就是敲dos命令的原始时代。
![[整理版]ansys与abaqus软件介绍及比拟](https://uimg.taocdn.com/60dfd7c1185f312b3169a45177232f60ddcce78b.webp)
ANSYS软件介绍ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer,,,,,,NASTRAN,,,,,,Alogor,,,,,,I－DEAS,,,,,,AutoCAD等，,,,,,是现代产品设计中的高级CAD工具之一。
一、软件功能简介软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。
前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
启动ANSYS，进入画面以后，程序停留在开始平台。
从开始平台（主菜单）可以进入各处理模块：PREP7（通用前处理模块），SOLUTION（求解模块），POST1（通用后处理模块），POST26（时间历程后处理模块）。
ANSYS用户手册的全部内容都可以联机查阅。
用户的指令可以通过鼠标点击菜单项选取和执行，也可以在命令输入窗口通过键盘输入。
命令一经执行，该命令就会在.LOG文件中列出，打开输出窗口可以看到.LOG文件的内容。
如果软件运行过程中出现问题，查看.LOG文件中的命令流及其错误提示，将有助于快速发现问题的根源。
.LOG,,,,,文件的内容可以略作修改存到一个批处理文件中，在以后进行同样工作时，由ANSYS自动读入并执行，这是ANSYS软件的第三种命令输入方式。
这种命令方式在进行某些重复性较高的工作时，能有效地提高工作速度。
2常用CAE软件介绍常用的CAE软件是指应用于计算机辅助工程领域的计算机辅助工程软件。
它们用于对工程结构、流体流动、电磁场、声波传播等物理问题进行研究和分析，以及优化和设计工程系统。
下面将介绍两款常用的CAE软件，ANSYS和ABAQUS。
ANSYS是目前最为广泛应用的CAE软件之一，由美国ANSYS公司开发。
它包含了各种模块，可以进行结构、流体和多物理场分析，适用于各种不同的工程应用。
ANSYS提供了丰富的建模功能，可以进行几何建模、网格划分以及材料定义等操作。
它还具备强大的求解器，可以进行静态和动态分析、瞬态响应、频域分析、优化等计算。
同时，ANSYS还提供了丰富的后处理工具，可以对分析结果进行可视化和数据处理。
ANSYS支持多种编程语言和脚本语言，可以进行自动化建模和分析。
ABAQUS是由法国达索系统公司开发的一款CAE软件，主要应用于结构分析和非线性分析。
ABAQUS提供了强大的建模和网格划分工具，可以处理复杂的几何形状和大规模的网格。
它支持多种材料的定义和模型，可以进行线性和非线性的材料行为分析。
ABAQUS有丰富的求解器，可以进行静态和动态分析、稳态和非稳态分析等。
它还提供了热分析、疲劳分析、接触分析和耦合场分析等功能模块。
ABAQUS具有强大的后处理功能，可以进行可视化和数据处理，包括动画、变形图、力学场图等。
ANSYS和ABAQUS在功能和应用领域上存在一些差异。
ANSYS更加全面，适用于多个工程学科的研究和分析，可以处理结构、流体和多物理场问题。
它在流体力学、热分析、电磁分析和声学分析等方面都有较强的能力。
ABAQUS则更专注于结构分析和非线性分析，对于复杂结构和材料的分析更具优势。
它在接触分析、非线性材料行为和大变形分析等方面有更强的功能。
因此，选择哪个软件取决于具体的应用需求和分析对象。
总结而言，ANSYS和ABAQUS是两款常用的CAE软件，它们在建模、分析和后处理方面都具备强大的功能和灵活性。
ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较（转载-来自结构工程师崔家春的个人空间）其实，这些东西很简单，大多数朋友应该都比较了解。
但是作为整个稳定性分析的一部分，觉得还是整理一下吧，也算是对后来者又抛了一块砖。
算例描述：为了能体现出一般性，我故意找了一个比较大的结构。
这是一个单层网壳结构，最大尺寸在90m左右，杆件长度在1.13m-3.63m之间，截面形式为箱型截面；构件布置见下图。
荷载任意挑选一个标准组合(具体是哪个不记得，只是验证软件单元特征，没有关系)。
在ANSYS软件中分别采用BEAM44、BEAM188和BEAM189进行计算。
分析结果见下文。
2阶屈曲荷载因子；由表格可以看出，利用ANSYS软件进行Buckling分析时，不同BEAM单元类型对单元剖分数量的要求。
（1）BEAM44和BEAM189对单元的剖分数量要求较低，每根构件采用1个单元和采用2、3、4个单元时计算结果相差不大，在工程上这种误差应该是可以接受的。
（2）BEAM188单元对单元剖分数量的要求要高一些，从结果来看，每根杆件采用5个BEAM188单元计算结果才与采用1个BEAM44或BEAM189单元计算结果相同。
（3）在利用ANSYS进行Buckling分析时，以选用BEAM44与BEAM189单元为佳。
（4）选用BEAM44单元时，虽然每根杆件采用1个单元和多个单元计算结果相差不大，但是本人还是建议每根杆件选用2至3个单元。
理论上对于每根构件而言，在设计时已经保证了其稳定性，但是我们也可以在整体稳定性分析过程中进一步对其进行校核。
如果采用1个单元，就达不到这个效果。
（5）理论上能选择189单元是最好不过啦，不过考虑其是3节点单元，有时候从其它软件数据转过来时可能会有点不方便。
（6）考虑到后期进行非线性稳定计算，由于BEAM44单元不能考虑材料非线性，在前后延续上还是采用BEAM189比较好，而且3节点单元在单元剖分数量上要求也较低。
Abaqus PK Ansys和Ansys比起来，Abaqus的优势十分明显，下面主要通过比较Abaqus的三个主要模块来进行说明。
尤其在适合我所封装产品高效的前处理——CAE1.达索公司深厚的CAD背景是Abaqus\CAE的天然优势。
基于达索公司的CAD平台，Abaqus\CAE提供了一个完整、现代、易用、业界领先的前处理系统，采用现代化的Windows窗口设计，采用CAD方式建模和可视化视窗系统，强大的布尔运算、拖拉、旋转、拷贝、镜射、倒角等多种手段，可以建立起真实地反映工程结构的复杂几何模型，具有良好的人机交互特性。
尤其在封装模型的建立修改更加方便快捷2.封装结构收到的载荷是多种多样的，而且载荷形式非常复杂，abaqus/CAE具有强大的模型管理和载荷管理手段，为多任务、多工况实际工程问题的建模和仿真提供了方便。
能更加真实的仿真封装结构的实际载荷情况。
3.鉴于封装结构中存在着大量的接触问题，而且abaqus/CAE中单独设置了INTERACTION模块，可以精确地模拟封装结构在实际情况存在的多种接触问题。
4.具有很强的开放性，可以结合Python语言方便的定制用户化界面，方便用户操作。
目前存在大量插件，比如处理材料特性，数据后处理等，而且提供一个插件开发工具，很容易开发自己的插件，以简化操作。
5.Abaqus拥有所有有限元软件中最齐全的帮助，这个帮助系统拥有可准确解决目前遇到的疑惑。
6.针对中国市场，Abaqus\CAE有中文版，简单易学。
强大的隐式求解器——StandardAbaqus/Standard是一个通用分析模块，它能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构的静态、动态、热和电响应等。
对于通常同时发生作用的几何、材料和接触非线性采用自动控制技术处理。
Abaqus拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型，它可以模拟绝大部分工程材料的线性和非线性行为，而且任何一种材料都可以和任何一种单元或复合材料层一起用于任何合适的分析类型。
岩土专业软件的区别：大变形、破坏，灵活性，开放性，软件来源于实际工程，所以可靠度很高，但并是能解决所有的问题；Ansys Abauqs：通用性软件，在结构方面很强，特别是Abaqus 在非线性方面。
在岩土方面，我没有实际用过，只别人说还可以。
Plaix：操作比较简单，开发人员都有工程背景，软件计算的结果比较可靠；Midas/Gts：韩国的软件，以前是搞桥梁的，最近才转岩土，没有很强的理论背景，不知道计算出来的东西可不可靠。
或者在某一方面得到实际工程的验证，但可靠度还有呆进一步；Geo：边坡、非饱和渗流方面比较牛，特别是非饱和渗流方面，理论创建者是非饱和渗流的奠基人；Rc：岩石力学方面很牛，原因也是因为理论支持是这方面的大牛人；总结：建议从难的基础的学起，搞基础理论搞清楚了，做出来的东西才是东西。
不然随便拿个软件算算，只在乎软件的易学以及图形的漂亮，而不管到底最后结果如何，肯定会出问题的。
所以从Flac 软件学起，搞清楚理论背景。
把理论搞清楚后，再选择一些相对简单的软件比较好。
这样对计算出来的结果心里有底2通用软件的功能的确比较强大，但是针对性不强，比如我们都是学岩土的，土的本构关系、土和结构的接触啊等都是比较复杂，如果是通用软件，那么你都要一一的去设置，非常麻烦，当然如果你学的非常好，土力学的概念非常清晰，有限元的知识功底也很强大，那当然是没问题的。
如果我们是个新手，我想在一开始的单元选择和网格划分上就有点难住了，我认识很多人都是用通用软件，但只是照着例子做一遍，并不知道为什么要那样设置，等到变个情况时候，就是不知道怎么做了！我们学习软件当然并不是只学个操作，重要的原理，知道所以然。
所以，我的建议是先学比较容易上手的专业软件，这样你可以通过学习这个软件带动自己学习这个专业的知识，比如看软件的效验手册和科学手册你都会学到很多，让你回顾一下，岩土的一些理论比如本构、固结、渗流等，并且让你知道软件大概是怎么去模拟及它们的误差会在哪里。
结构的稳定分析（）华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074失稳破坏是一种突然破坏，人们没有办法发觉及采取补救措施，所以其导致的结果往往比较严重。
正因为此，在实际工程中不允许结构发生失稳破坏。
导致结构失稳破坏的原因是薄膜应力，也就是轴向力或面内力。
所以在壳体结构、细长柱等结构体系中具有发生失稳破坏的因素和可能性。
这也就是为什么在网壳结构的设计过程中稳定性分析如此被重视的原因。
下面根据本人多年来的研究及工程计算经验，谈谈个人对整体稳定性分析的一点看法，也算做一个小结。
1稳定性分析的层次在对某个结构进行稳定性分析，实际上应该包括两个层次。
（一）是单根构件的稳定性分析。
比如一根柱子、网壳结构的一根杆件、一个格构柱（桅杆）等。
单根构件的稳定通常可以根据规范提供的公式进行设计。
不过对于由多根构件组成的格构柱等子结构，还是需要做试验及有限元分析。
（二）是整个结构的稳定分析。
比如整个网壳结构、混凝土壳结构等结构整体的稳定性分析。
整体稳定性分析目前只能根据有限元计算来实现。
2整体稳定性分析的内容通常，稳定性分析包括两个部分：Buckling分析和非线性荷载-位移”全过程跟踪分析。
（1）Buckling 分析Buckling分析是一种理论解，是从纯理论的角度衡量一个理想结构的稳定承载力及对应的失稳模态。
目前几乎所有的有限元软件都可以实现这个功能。
Buckling分析不需要复杂的计算过程，所以比较省时省力，可以在理论上对结构的稳定承载力进行初期的预测。
但是由于Buckling分析得到的是非保守结果，偏于不安全，所以一般不能直接应用于实际工程。
但是Buckling又是整体稳定性分析中不可缺少的一步，因为一方面Buckling可以初步预测结构的稳定承载力，为后期非线性稳定分析施加的荷载提供依据；另一方面Buckling分析可以得到结构的屈曲模态，为后期非线性稳定分析提供结构初始几何缺陷分布。
另外本人认为通过Buckling分析还可以进一步校核单根构件截面设计的合理性。
浅谈ABAQUS、MARC、Adina和ANSYS作者：ChinaMaker这里我整理了一下以前我在其它讨论区的发的帖子和本次对CAE软件用户多少的原因浅析，供Abaqus和CAE 同仁做“信息参考”，或发挥各自的评论，下面仅是我个人的观点，不偏见任何软件。
1. 市面上最多用户CAE软件---可能是ANSYS有关市面上各种CAE软件用户究竟有多少? 很难评估，但可以肯定不管什么用户(合法或非法用户)，我个人统计、调研(包括网上论坛、文章发表等)可以肯定ANSYS软件的用户最多。
其主要原因是: 1. ANSYS软件自带的前后处理功能较强; 2. Ansys有教育版<＝2000节点(流体)和<=1000节点(固体)、大学版(节点1600和3200)以及商用版(无限制)；3. Ansys软件涉及的面较广(应力场、温度场、流场和电磁场、优化设计、拓扑优化设计、随机有限元等)。
Ansys软件的高校教育计划做的比较早、比较好。
2. ABAQUS用户较少的原因ABAQUS软件进入中国，在我的记忆中，也大约在90年代左右，它本身没有前后处理，国内其前后处理主要借助于Patran软件，这也是发展其用户致命的弱点，到90年代中后期，才开始其前后处理软件的开发，也就是现在的ABAQUS-CAE/Viewer,但是有某些原来的参数引入不进其CAE中，些参数主要是涉及到岩土工程中的某些参数，ABAQUS5.8.14的命令行可以全部引入，但其CAE中不行，后来我一直跟踪ABQUS6.0~6.3.3某些参数还是没有解决，只有回归老版本。
但对于机械行业、板筋成形方面一点没有问题。
Abaqus在北美的石油行业的研究院所和石油专业的院下均有，他们主要是“租”软件，而不是“买断”软件，只要每年交租金，那么均可以免费升级。
而我国主要是“买断”某一版本，要升级就在交升级费。
本身ABAQUS软件的开发一开始就是基于高度非线性问题，其理论性较强，专业性较强，要求用户背景知识的起点较高，加上“以前”又没有自己的前后处理功能，其微机版的问世也比其它软件晚，有没有高校培养计划……因此，导致其用户较少。
让知识带有温度。
各种有限元分析软件比较各种有限元分析软件比较有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的办法对真切物理系统（几何和载荷工况）举行模拟。
还利用容易而又互相作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去靠近无限未知量的真切系统。
有限元分析具有确保产品设计的平安合理性，同时采纳优化设计，找出产品设计最佳计划，降低材料的消耗或成本; 在产品创造或工程施工前预先发觉潜在的问题; 模拟各种实验计划，削减实验时光和经费等作用，越来越被应用，越来越的有限元分析也不断被开发出来，当我们在做有限元分析时，我们该挑选什么样的软件？或者我们该学习什么软件？成了大多数人困窘的问题。
看板网按照自己超过十年的有限元分析项目阅历和培训阅历，对各种有限元分析软件举行了一些比较，希翼大家在挑选时能够大家做参考。
有限元分析常用软件国外软件大型通用有限元商业软件：如ANSYS可以分析多学科的问题，例如：机械、电磁、热力学等；电机有限元分析软件NASTRAN等。
还有三维结构设计方面的UG,CATIA,Proe等都是比较强大的。
国内软件国产有限元软件：FEPG,SciFEA,JiFEX,KMAS等。
固然首先要明确你要用这个软件举行什么分析，普通会用到有限元分析的地方有：1.模流分析；2.结构强度分析；3.电磁场分析；4.谐响应分析（比如查找共振频率）；5. 铸造分析。
等等第1页/共3页千里之行，始于足下ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了无数其他软件在旗下。
ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时光比较晚市场还没有彻低铺开。
workbench是一个综合性的有限元分析软件，几乎囊括了全部有限元分析领域，传统的优势领域有强度分析、谐响应分析和电磁分析。
边坡稳定分析方法对比研究刘瑞龙;汤艳春;艾芊;段洪波【摘要】边坡稳定是岩土工程中常常遇到的一类问题.本文以边坡稳定性计算中的强度折减法和极限平衡法为背景,利用有限元软件Geo-slpoe和Abaqus分别对两种方法进行了计算对比,并对两种方法在软件中的实现进行了解析.计算结果表明:两种方法计算的结果几乎一致,可以验证两种方法在边坡稳定中计算的合理性.研究结果为边坡稳定的治理和认识提供了参考.%Slope stability is a kind of problem often encountered in geotechnical engineering. In this paper, based on the strength reduction method and the limit equilibrium method in slope stability calculation, the two methods are compared and calculated respectively by Geo-slpoe and Abaqus, and the realization of the two methods in software is analyzed. The calculation results show that the calculated results of the two methods are almost the same, which can verify the rationality of the two methods in slope stability calculation. The results provide a reference for the stability and understanding of the slope.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】3页(P204-206)【关键词】边坡稳定;极限平衡法;折减系数法;Geo-slope;Abaqus【作者】刘瑞龙;汤艳春;艾芊;段洪波【作者单位】三峡大学土木与建筑学院,宜昌443002;三峡大学土木与建筑学院,宜昌443002;三峡大学土木与建筑学院,宜昌443002;三峡大学土木与建筑学院,宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】U213.1+58边坡稳定是岩土工程中的一门大的学科。
实用标准文案ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较（转载-来自结构工程师崔家春的个人空间）其实，这些东西很简单，大多数朋友应该都比较了解。
但是作为整个稳定性分析的一部分，觉得还是整理一下吧，也算是对后来者又抛了一块砖。
算例描述：为了能体现出一般性，我故意找了一个比较大的结构。
这是一个单层网壳结构，最大尺寸在90m左右，杆件长度在 1.13m-3.63m之间，截面形式为箱型截面；构件布置见下图。
荷载任意挑选一个标准组合(具体是哪个不记得，只是验证软件单元特征，没有关系)。
在ANSYS软件中分别采用BEAM44、BEAM188和BEAM189进行计算。
分析结果见下文。
ANSYS BEAM44分析结果E1E2E3E4E5 N1 6.10 6.367.117.438.03N2 6.08 6.347.087.407.99N3 6.08 6.347.087.407.98N4 6.08 6.347.087.397.98备注：表格中N1、N2分别代表每根构件采用1、2个单元；E1、E2代表第1、2阶屈曲荷载因子；ANSYS BEAM188分析结果E1E2E3E4E5 N1 6.817.098.158.619.35N2 6.25 6.527.347.698.34N3 6.15 6.427.197.538.14N4 6.12 6.387.147.478.07N5 6.10 6.367.127.448.04N6 6.09 6.357.107.438.02N7 6.09 6.357.107.428.01N8 6.08 6.347.097.418.00N9 6.08 6.347.097.417.99 N10 6.08 6.347.097.407.99ANSYS BEAM189分析结果E1E2E3E4E5 N1 6.10 6.367.127.448.05N2 6.07 6.337.087.407.98N3 6.07 6.337.087.397.98N4 6.07 6.337.087.397.97精彩文档。
ABAQUS、ANSYS、FLAC3D的比较相同之处：ABAQUS、ANSYS、FLAC3D都是CAE数值模拟分析软件，其中ABAQUS和ANS YS 是大型通用有限元计算软件，应用于各个领域；而FLAC3D是快速拉格朗日有限差分计算程序，应用范围只限于土木工程。
不同之处：前出理：ANSYS要比其他两个计算软件强，ANSYS可以为用户提供便于鼠标键盘操作的窗口。
在此窗口中，用户可以用点－线－面－体的方法建立三维几何模型。
ABAQUS/CAE这方面仅此于ANSYS，需要把各个部分分别建立然后再进行组合。
FLAC3D需要用户自己编写模型程序，形式复杂而且容易出错。
由于存在以上差异，运用ANS YS 建立几何模型，利用FORTRAN程序将模型数据转换为ABAQUS或FLAC3D可以读入的模型程序已经可以实现。
数值计算分析应用：就接触问题而言，ABAQUS要好于其他软件；就结构优化设计或拓扑优化设计而言，ANSYS较好；就计算锚固问题而言，FLAC3D要比其他计算软件好；就编程序建模而言，ABAQUS仅此于ANSYS；就应用范围而言，ABAQUS和ANS YS应用范围广。
后处理：FLAC3D要强于ABAQUS、ANSYS，其操作简便，成图效果较好，文本编译也很方便。
ansys ：基于连续介质力学，可以生成节理单元，但在考虑随即的节理裂隙网络上有所欠缺，考虑节理裂隙网络后，可能出现计算结果不容易收敛。
flac：基于连续介质，前处理可以在ansys 生成，容易加入锚杆单元，在节理裂隙网络生成上和ansys 差不多，但是即使计算不受敛，获得计算结果也比较容易。
udec：基于非连续介质，主要用离散块体，通过运动+变形来求解。
容易生成节理，特别是整齐的节理网络（对随即节理网络生成不知道容不容易，我还不太了解），但是如果考虑衬砌对围岩的粘结摩擦效果肯定要考虑围岩的应力应变得变形效果，而由于udec的block主要是刚体单元（不知道能否考虑有弹塑性的可变形单元），所以这是本计算的困难点，而且udec的收敛性也是一个困难点。
ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较（转载-来自结构工程师崔家春的个人空间）其实，这些东西很简单，大多数朋友应该都比较了解。
但是作为整个稳定性分析的一部分，觉得还是整理一下吧，也算是对后来者又抛了一块砖。
算例描述：为了能体现出一般性，我故意找了一个比较大的结构。
这是一个单层网壳结构，最大尺寸在90m左右，杆件长度在1.13m-3.63m之间，截面形式为箱型截面；构件布置见下图。
荷载任意挑选一个标准组合(具体是哪个不记得，只是验证软件单元特征，没有关系)。
在ANSYS软件中分别采用BEAM44、BEAM188和BEAM189进行计算。
分析结果见下文。
2阶屈曲荷载因子；由表格可以看出，利用ANSYS软件进行Buckling分析时，不同BEAM单元类型对单元剖分数量的要求。
（1）BEAM44和BEAM189对单元的剖分数量要求较低，每根构件采用1个单元和采用2、3、4个单元时计算结果相差不大，在工程上这种误差应该是可以接受的。
（2）BEAM188单元对单元剖分数量的要求要高一些，从结果来看，每根杆件采用5个BEAM188单元计算结果才与采用1个BEAM44或BEAM189单元计算结果相同。
（3）在利用ANSYS进行Buckling分析时，以选用BEAM44与BEAM189单元为佳。
（4）选用BEAM44单元时，虽然每根杆件采用1个单元和多个单元计算结果相差不大，但是本人还是建议每根杆件选用2至3个单元。
理论上对于每根构件而言，在设计时已经保证了其稳定性，但是我们也可以在整体稳定性分析过程中进一步对其进行校核。
如果采用1个单元，就达不到这个效果。
（5）理论上能选择189单元是最好不过啦，不过考虑其是3节点单元，有时候从其它软件数据转过来时可能会有点不方便。
（6）考虑到后期进行非线性稳定计算，由于BEAM44单元不能考虑材料非线性，在前后延续上还是采用BEAM189比较好，而且3节点单元在单元剖分数量上要求也较低。
下面给出每种单元计算得到的屈曲模态（每行从左到右分别为第1、2、3阶）：BEAM44单元计算结果BEAM188单元计算结果BEAM189单元计算结果从振型图可以看出，不同单元类型、不同单元剖分数量条件下计算得到的屈曲模态是相同的，虽然屈曲荷载因子有所不同。
在ABAQUS软件中，常用的梁单元有B31、B32和B33。
其中B31和B33是两节点单元，而B32是三节点单元。
仍采用上文ANSYS分析对象为模型，计算结果见下文。
2阶屈曲荷载因子；而B32和ANSYS的BEAM189相似，都是二次积分梁单元；B33相当于ANSYS 的BEAM44单元，都是Euler-Bernoulli梁。
所以从上面表格中可以看出，它们的计算结果数据特征也较为相似。
（1）B31对单元剖分的密度要求较高，每根构件采用3个B31单元时，其计算结果才与采用1个B32单元时的相同；而且从计算结果的稳定性来看，选用B31单元时，其单元剖分数量应在3以上；（2）B32是三节点单元，所以计算精度较高。
从分析结果来看，在进行Buckling 分析时，每根构件采用1个B32已经满足工程精度要求；（3）B33介于B31和B32之间，更接近与B32；分两段已经足够精确。
（4）建议在Buckling分析中采用B32单元。
下面给出B31和B32单元计算得到的屈曲模态（每行从左到右分别为第1、2、3阶）：B31单元计算结果B32单元计算结果B33单元计算结果从振型图可以看出，不同单元类型、不同单元剖分数量条件下计算得到的屈曲模态是相同的，虽然屈曲荷载因子有所不同。
前文《ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较1-Buckling分析ANSYS单元选取》和《ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较2-Buckling分析ABAQUS单元选取》分别利用ANSYS和ABAQUS对一个单层网壳结构进行Buckling分析，目的是比较这两个软件的不同梁单元对单元剖分数量的要求，以及通过计算结果分析每种单元对Buckling分析的适用性。
这里我想就两个软件的单元进行一下对比。
前文中建议，当采用ANSYS分析时，可以采用BEAM189单元，而采用ABAQUS 时宜选取B32单元。
那么我们就把问题集中在这两种单元上吧。
回头比较一下BEAM189和B32的计算结果：是哪个结果更准确呢？这估计就要追溯软件的内核了，有空再进行研究。
其实，现在的软件内核都是有限元，可能每家的求解方法稍有不同，但是其本质基本上是一样的。
就拿Buckling分析来说吧，选择哪个软件应该都没有问题，只要采用合适的单元类型，保证足够的单元剖分数量，计算结果应该几乎相同，其误差在工程上是完全可以接受的。
ANSYS的三个梁单元和ABAQUS中三个梁单元刚好一一对应，以后大家用起来可以相互作为参考，其对应关系为：BEAM44 ←→B33：Euler-Bernoulli梁，两节点BEAM188←→B31：Timoshenko梁，线性积分，两节点BEAM189←→B32：Timoshenko梁，二次积分，三节点接着前面的工作，仍采用那个单层网壳结构计算模型作为分析对象，分别利用ANSYS和ABAQUS进行非线性整体稳定分析。
ANSYS中选用BEAM189单元，而ABAQUS中选用B32单元，每根杆件取一个单元。
都是采用RIKS弧长法，施加的荷载均为前文Buckling分时中荷载的7.0倍。
提取结果时均提取同一个节点的Z向位移，计算结果见下图：由上图可以看出，两个软件的数值大小和曲线走势吻合的较好，ANSYS的结果比ABAQUS稍大，但可以认为在误差数量级以内。
总体上讲，这两个计算结果都不错，基本上反映出结构的屈曲过程，“荷载-位移”曲线比较完整。
其实ANSYS的曲线是结算结果的完整曲线，曲线的终点也就是计算发散位置；而ABAQUS那条曲线只是计算结果的一部分，后面还很长一段被我去掉了，因为觉得没什么意义。
最大荷载系数时结构的变形见下图：由上图可以看出，最大荷载系数时两个软件计算得到的变形相同。
下面可以对两个软件做一个小结：（1）利用弧长法都可以进行结构的非线性稳定分析，计算得到的最大荷载因子、荷载-位移曲线、最大荷载对应的变形图基本相同；（2）ABAQUS计算速度更快，十几分钟即可结束战斗，而且可以得到整个屈曲过程的荷载-位移曲线（甚至觉得曲线太长了）；而ANSYS需要几个小时（注:可能与我的设置有关，请勿被误导）。
（3）ABAQUS比较容易收敛，而且较容易得到完整的“荷载-位移”曲线；而ANSYS通常很难得到屈曲后的过程，除非反复调整参数，但随之带来的问题是较长的计算时间。
（4）大型、复杂的结构在ABAQUS中建模比较困难，即使是利用其它手段也会导致调整比较麻烦的问题，而ANSYS前处理则可以较好的实现模型调整的功能，后处理也非常方便。
（5）其实，两个软件算非线性稳定都很OK。
主要是看用户自己哪个用的比较顺手。
失稳破坏是一种突然破坏，人们没有办法发觉及采取补救措施，所以其导致的结果往往比较严重。
正因为此，在实际工程中不允许结构发生失稳破坏。
导致结构失稳破坏的原因是薄膜应力，也就是轴向力或面内力。
所以在壳体结构、细长柱等结构体系中具有发生失稳破坏的因素和可能性。
这也就是为什么在网壳结构的设计过程中稳定性分析如此被重视的原因。
下面根据本人多年来的研究及工程计算经验，谈谈个人对整体稳定性分析的一点看法，也算做一个小结。
1稳定性分析的层次在对某个结构进行稳定性分析，实际上应该包括两个层次。
（一）是单根构件的稳定性分析。
比如一根柱子、网壳结构的一根杆件、一个格构柱（桅杆）等。
单根构件的稳定通常可以根据规范提供的公式进行设计。
不过对于由多根构件组成的格构柱等子结构，还是需要做试验及有限元分析。
（二）是整个结构的稳定分析。
比如整个网壳结构、混凝土壳结构等结构整体的稳定性分析。
整体稳定性分析目前只能根据有限元计算来实现。
2整体稳定性分析的内容通常，稳定性分析包括两个部分：Buckling分析和非线性“荷载-位移”全过程跟踪分析。
（1）Buckling分析Buckling分析是一种理论解，是从纯理论的角度衡量一个理想结构的稳定承载力及对应的失稳模态。
目前几乎所有的有限元软件都可以实现这个功能。
Buckling分析不需要复杂的计算过程，所以比较省时省力，可以在理论上对结构的稳定承载力进行初期的预测。
但是由于Buckling分析得到的是非保守结果，偏于不安全，所以一般不能直接应用于实际工程。
但是Buckling又是整体稳定性分析中不可缺少的一步，因为一方面Buckling 可以初步预测结构的稳定承载力，为后期非线性稳定分析施加的荷载提供依据；另一方面Buckling分析可以得到结构的屈曲模态，为后期非线性稳定分析提供结构初始几何缺陷分布。
另外本人认为通过Buckling分析还可以进一步校核单根构件截面设计的合理性。
通过Buckling分析得到的屈曲模态，我们可以看出结构可能发生的失稳破坏是整体屈曲还是局部屈曲。
如果是局部屈曲，那么为什么会发生局部屈曲？局部屈曲的荷载因子是否可以接受？是否是由于局部杆件截面设计不合理所导致？这些问题希望能引起大家的注意。
（2）非线性稳定分析前文已经讲过，Buckling分析是一种理论解。
但是由于加工误差、安装误差、温度应力、焊接应力等因素的存在，现实中的结构多少都会存在一些初始缺陷，其稳定承载力与理论解肯定存在一定的差别。
另外，由于Buckling分析是线性的，所以它不可以考虑构件的材料非线性，所以如果在发生屈曲之前部分构件进入塑性状态，那么Buckling也是无法模拟的。
所以必须利用非线性有限元理论对结构进行考虑初始几何缺陷、材料弹塑性等实际因素的稳定性分析。
目前应用较多的是利用弧长法对结构进行“荷载-位移”全过程跟踪技术，来达到计算结构整体稳定承载力的目的。
由于弧长法属于一种非线性求解方法，而且在非线性稳定分析中通常需要考虑几何非线性、材料非线性及弹塑性，所以通常需要求助于通用有限元软件。
比如ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、ADINA等。
而设计软件，比如PKPM、SAP2000、MIDAS等通常不具备这种功能，或者具备功能而比较难得到满意的结果。
在这些通用有限元软件中，可以较好的计算结构的屈曲前、屈曲后性能。
通常通过“荷载-位移”曲线来判断计算结果的合理性及结构的极限稳定承载力。
通过有限元软件不但可以较好的对结构进行非线性稳定分析，同时还可以考虑初始几何缺陷、材料非线性、材料弹塑性等问题。
基本上可以实现对结构的真实模拟分析。
3整体稳定性分析的关键问题结构的整体稳定性分析是很长时间以来一直备受关注的课题，而且在今后很长一段时间内仍将是热门研究对象。
