1.HyperMesh

名称：HyperMesh；所属公司：美国Altair公司。

Altair®HyperMesh®是一个高性能有限单元前后处理器，可让工程师在高度交互及可视化的环境下验证各种设计条件。HyperMesh的图形用户界面易于学习，且支持直接输入CAD几何模型和已有的有限元模型，减少了重复性的工作。先进的后处理工具可保证形象地表现复杂的仿真结果。HyperMesh具有无比的速度、适应性和可定制性，并且模型规模没有软件限制。

（1）HyperMesh特点

1）通过高性能的有限元建模和后处理大大缩短工程分析的周期。

2）直观的图形用户界面和先进的特性减少了学习的时间，并提高了效率。

3）直接输入CAD几何模型及有限元模型，减少了用于建模的重复工作和费用。

4）高速度、高质量的自动网格划分，极大地简化了复杂几何的有限元建模过程。

5）在一个集成的系统内，支持范围广泛的求解器，确保了在任何特定的情形下都能使用适用的求解器。

6）极高的性价比使软件投资得到最好的回报。

7）高度可定制性更进一步提高了效率。

（2）具体应用

1）定制用户界面：通过简便的步骤重新布置HyperMesh菜单系统输出模板，如通过模板可以将HyperMesh数据输出为其他求解器和程序可读的格式。

2）输入转换器：通过增加自己的输入转换器，可以扩展HyperMesh对其他分析软件数据的支持。

3）结果转换器：应用提供的工具可以创建专用的转换器，将特殊的分析结果转化成HyperMesh结果格式。

4）快捷键：大幅度提高工作效率。

5）CAD接口及几何模型整理：HyperMesh具有工业界主要的CAD数据格式接口。它包含一系列工具，可用于整理和改进输入的几何模型。输入的几何模型可能会有间隙、重叠和缺损，这些会妨碍高质量网格的自动划分。通过消除缺损和孔，以及压缩相邻曲面的边界等，可以在模型内更大、更合理的区域划分网格，从而提高网格划分的总体速度和质量。同时，具有云图显示网格质量、单元质量跟踪检查等方便的工具，可及时检查并改进网格质量。

6）模型创建和编辑：在建立和编辑模型方面，HyperMesh提供用户一整套高度先进、完善的、易于使用的工具包。对于2D和3D建模，用户可以使用各种网格生成模板及强大的自动网格划分模块。HyperMesh的自动网格划分模块提供用户一个智能的网格生成工具，同时可以交互调整每一个曲面或边界的网格参数，包括单元密度、单元长度变化趋势、网格划分算法等（图1-8、图1-9）。HyperMesh也可以快速地用高质量的一阶或二阶四面体单元自动划分封闭的区域。四面体自动网格划分模块应用强大的AFLR算法。用户可以根据结构和CFD建模需要来单元增长选项，选择浮动或固定边界三角形单元和重新划分局部区域。

图1-8 HyperMesh中完成的三维实体网格

图1-9 HyperMesh中完成的板壳网格

7）强大的后处理功能：HyperMesh提供完备的后处理功能组件，可以轻松、准确地理解并表达复杂的仿真结果。HyperMesh具有完善的可视化功能，使用等值面、变形、云图、瞬变、矢量图和截面云图等表现结果。它也支持变形、线性、复合及瞬变动画显示。另外，可以直接生成BMP、JPG、EPS、TIFF等格式的图形文件及通用的动画格式。这些特性结合友好的用户界面使用户迅速找到问题所在，同时有助于缩短评估结果的过程。

8）求解器接口：HyperMesh支持很多不同的求解器输入输出格式。HyperMesh同时具有完善的输出模板语言和C函数库，用于开发输入转换器，从而提供对其他求解器的支持。

最新版本：12.0；公司网站：www.altair.com.cn。

2.Patran

名称：Patran；所属公司：MSC.software公司。

MSC Patran正是从一角度出发开发的有限元框架式平台，设计可以方便地根据自己的需求进行多学科的工程分析和数据交换。因此，MSC Patran被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、铁道、机械、制造业、电子、建筑、土木、国防、生物力学、食品包装、教学研究等行业。(www.daowen.com)

MSC Patran友好的用户界面条理清晰，符合CAE操作流程，最多不超过三级的菜单按“事件”激发，使用户可随意接通任何分析任务。丰富的电子表格工具，如弹出或下拉式菜单与表格、滑动条、图形图标、按钮，“单击和拖动”和多功能屏幕拾取选择等，可用于输入和管理数据。各类表格均使用普通的工程术语，当需要时辅助表格或自动弹出或自动消失，整个界面看起来易懂。

MSC Patran对大模型的操作响应极快，包括网格剖分、图形优化、数据库优化、内存管理及屏幕刷新等，都能快速给出操作结果，这样将大大加快分析速度。

MSC Patran提供了交互式的全文在线帮助系统，可使用户随时得到相关的电子文档帮助。另外，相关命令过程的自动文件记录可方便地编辑修改，并用于模型的参数化研究。

MSC.Patran是机械CAE分析软件的开放式前后处理平台，它为工程设计、分析和分析结果评估提供完整的三维CAE环境，能和多种CAD几何接口集成。

最新版本：2012；公司网站：www.mscsoftware.com.cn。

3.ANSA

名称：ANSA；所属公司：BETA公司。

ANSA是一个高性能的有限元前处理器，它具有强大的有限元网格前处理功能，且支持结构和流体网格。在处理几何模型和有限元网格的效率和质量方面，ANSA具有很好的速度、适应性和可定制性，并且模型规模没有软件限制。而其他很多有限元前处理软件在读取复杂的大规模模型数据时需要很长时间，而且在很多情况下并不能够成功导入模型，致使后续的CAE分析工作无法进行。ANSA强大的几何处理能力使其可以很快读取那些结构非常复杂、规模非常庞大的模型数据，从而大大提高了CAE分析工程师的工作效率，也使得很多应用其他前后处理软件很难解决甚至根本不能解决的问题迎刃而解。

1）开放的平台：ANSA是一个开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有非常出色的性能及高度的开放性和灵活性。ANSA具有工业界主要的CAD数据格式接口，它不仅与CAD软件具有很好的集成性，可以直接把已经生成的三维实体模型导入到ANSA中，而且导入模型的质量都很高，基本上不需要对模型进行修复，大大方便了CAE工程师对模型的处理。ANSA支持很多不同的求解器输入/输出格式，几乎所有业界常用的求解器在ANSA中都有接口，用户在利用ANSA划分好模型的有限元网格后，可以直接把计算模型转化成不同的求解器文件格式，从而利用相应的求解器进行计算。因此，ANSA可以作为企业级的CAE应用平台，即统一利用ANSA进行网格划分；然后对于不同的问题利用不同的求解器进行求解，可大大提高分析效率。

2）友好的界面：ANSA的用户界面友好，与其他前处理软件相比，ANSA界面的最大优势是采用一级菜单系统，几乎所有的功能按钮都可以在工具栏中找到。通过一到两次单<双﹥击就能完成大部分目标操作，大大提高了建模效率，并且ANSA软件的用户手册和在线帮助对ANSA的功能使用都做了详细的介绍，具有针对性的实例也使用户可以快速掌握软件的功能及使用。ANSA把各种功能键分为TOPO、MESH、DECK三大类，分别用于几何模型、网格、求解工作定义的各种不同功能。另外，又根据操作对象的不同把功能键进行了更细的分类，并称之为“功能群”，用户可以快速地找到功能按钮，加快建模速度。六种求解器被直接集成在ANSA环境，在ANSA界面中就可以完成几乎所有的分析工作。定义完成后只需把文件用相应的求解器格式输出，然后利用求解器提交计算，并且不同的求解器之间可以进行协同工作。

以领先的技术为支撑，ANSA功能强大并日趋完善，以下介绍其中一些主要的功能。

（1）拓扑显示及几何清理 几何模型在导入有限元前处理器的过程中会发生显示上的错误，而ANSA提供了先进而有效的几何清理和修复工具。其强大的几何功能可以非常方便地进行几何实体定义和修改；其自动识别孔、圆角和边角等小特征方便用户进行快速的半自动几何清理；还有其自动识别并关联对称特征等。这些功能使用户能够快速修复CAD数据，而不用重新建立复杂的几何模型。

（2）抽中面功能ANSA的半自动抽中面功能可以帮助用户正确有效地建立偏置后的模型。把偏置后的位置和特征的厚度关联起来，并可选择固定特征的内表面或外表面并对其进行偏移作为中面。

（3）几何关联ANSA的一个很重要的特点是CAD模型（几何数据）与网格模型是相关联的，也就是说对CAD模型所做的修改将会反映到网格模型上，在网格完成后，用户只需要按下A.MESH按钮。当对模型进行几何修改时，ANSA就会自动利用前次使用的网格生成准则，对网格进行重新划分，并自动执行网格重建功能。

（4）部件管理 部件管理工具使用户可在部件级上与数据库进行对话，方便地进行部件替换、删除、保存、分开保存等操作。通过部件管理模块，用户可以在不用重新焊接或重新建立边界条件的情况下更新部件。

（5）焊点的自动定义ANSA具有很强的焊点定义功能，用户可以使用多种方式定义连接点：通过CAD数据文件自动识别焊点；连接关系表述文件输入；利用坐标输入创建三维空间点，然后再转化为连接点；以VIP、XML格式输入；利用ANSA的连接点定义功能。连接点定义完成后，利用ANSA专用的连接点管理工具便可方便快捷地创建依赖于单元和独立于单元的两种连接关系。

（6）网格的生成 具有生成面、体、流体网格功能。

1）面网格生成功能：ANSA具有强大的面网格创建、质量检查、质量改进工具，ANSA生成的面网格与几何面是相关联的，在几何上的修改将会反映到网格模型上，大大提高了网格生成速度，同时ANSA点线面的操作功能强大，保证用户可方便灵活地对基本几何特征进行操作；ANSA提供多种网格生成准则，使用户根据面的不同几何形状生成合适的网格分布；质量检查工具可以辅助用户对生成的网格质量进行监控，并能输出详细的网格质量报告，使用户清楚地了解网格的质量等级；网格质量检查完成后，ANSA又提供了功能丰富的网格质量改进工具，包括对整体网格质量的改进、局部网格质量的改进和个别网格质量的改进，自动和手动两种方式可混合使用，使用户可方便快捷地对网格的质量进行改进，以达到预期要求。

2）体网格生成功能：ANSA中有两种体网格生成模式，即自动生成四面体和五面体（楔形或金字塔形）网格、半自动生成六面体和五面体（楔形）网格。ANSA具有六种六面体网格生成功能，分别针对不同的几何形状进行体网格划分，能满足任何形状的体模型网格创建（图1-10）。

众所周知，面网格的质量是体网格质量的基础，ANSA强大的面网格工具确保了体网格的高质量，同样，ANSA也提供了体网格质量检查和改进工具，使用户能方便地对质量较差的网格进行质量改进。

3）流体网格功能：ANSA支持流体网格，拥有强大的流体网格功能，能为流体分析软件提供高质量的、符合用户要求的流体网格。

图1-10 在ANSA中完成的活塞体网格模型

在生成流体网格前，ANSA利用其强大的拓扑功能、CAD功能为生成网格做好准备。ANSA会根据模型的几何曲率自动分配网格的节点数，控制网格大小及增长速率，限制最小和最大网格及特征角；然后利用网格检查功能，根据用户的使用要求对网格进行检查，并完成自动或手动的网格质量改进。同样，ANSA能快速方便地完成四面体和六面体流体网格。

（7）汽车分析专用工具ANSA具有专门针对汽车分析的功能，在汽车安全分析中，可以快速定位和约束假人模型、安全带、安全气囊。它支持各种通用的假人模型，可读入假人的零件布置和定位文件，也能在作为变形体或刚体的假人模型中自动创建零件的层次关系。ANSA使用面网格创建安全带模型，并自动把它定位在假人模型上，这样就大大节省了时间，提高了效率。因此，ANSA在汽车行业中的应用非常广泛。

最新版本：V13.2；国内代理商网站：http：//www.feaonline.com.cn/product/ansa.html。