MeshFree 2024(無(wú)網(wǎng)格劃分仿真分析軟件)

midas MeshFree 2024 R1中文版由MIDAS開(kāi)發(fā)的一款無(wú)網(wǎng)格劃分仿真分析軟件，與傳統(tǒng)的仿真分析不同的是，它是基于隱式邊界法開(kāi)發(fā)，采用全新無(wú)網(wǎng)格劃分仿真分析技術(shù)，無(wú)需考慮CAD模型的復(fù)雜性，更無(wú)需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分就能夠得到最理想的結(jié)果，從而擺脫了當(dāng)今設(shè)計(jì)和分析軟件的所有困難。除此之外，MeshFree 2024還提供支持中英文切換的人性化界面，整體操作使用非常簡(jiǎn)單，用戶只需三步驟即可完成分析：導(dǎo)入 CAD、輸入荷載和邊界條件、結(jié)果分析，加以功能強(qiáng)大的分析工具和最佳設(shè)計(jì)技術(shù)，包括線性、模態(tài)、傳熱、熱應(yīng)力、疲勞等多種分析功能，利用這些功能特點(diǎn)，分析者可在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行高效的工作。

與之前版本相比較，MeshFree 2024帶了許多新的功能，提供的標(biāo)準(zhǔn)模型對(duì)MeshFree軟件進(jìn)行驗(yàn)證，能夠?qū)⒂?jì)算結(jié)果與現(xiàn)有的FEM計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，兩者的誤差在4%以內(nèi)。其最大的優(yōu)點(diǎn)是：盡可能的減少設(shè)計(jì)者的分析時(shí)間，卻能為設(shè)計(jì)者提供準(zhǔn)確的分析結(jié)果。減少了總分析時(shí)間，可保持較高的分析成功率，經(jīng)測(cè)試的準(zhǔn)確性達(dá)到96％或更高，絕對(duì)是分析者手上的得力助手之一。有需要的用戶歡迎下載使用。

功能介紹

1、幾何和材料

幾何：支持中間格式Parasolid、STEP、ACIS、IGES

自動(dòng)搜索接觸對(duì)并定義接觸

各向同性材料：：支持線彈性、彈塑性、超彈性(如橡膠)、溫度依存等材料定義

正交異性材料：：支持線彈性、溫度依存等材料定義支持中國(guó)及其他國(guó)家和地區(qū)規(guī)范的材料數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)庫(kù)可自定義新增*基本版的求解功能僅可使用線彈性材料模型，其他材料模型需購(gòu)買(mǎi)非線性模塊

2、荷載和邊界

靜力荷載：重力、力、集中質(zhì)量、壓力、扭矩、離心力、位移、初始溫度、溫度

熱荷載：初始溫度、固定溫度、熱通量、熱對(duì)流、熱源、熱輻射

邊界：一般自由度約束、對(duì)稱約束、剛性連接、彈簧連接、自動(dòng)接觸、手動(dòng)接觸、自接觸

3、求解器

64位求解器；多核求解器(SMP)；支持GPU加速；支持薄板設(shè)計(jì)分析

4、分析和結(jié)果

接觸：導(dǎo)入裝配體模型時(shí)，自動(dòng)生成焊接接觸；支持焊接接觸和小位移滑動(dòng)、一般接觸的線性計(jì)算

線性靜力分析：可施加溫度荷載

模態(tài)分析：按輸入的模態(tài)階數(shù)或者感興趣頻率范圍計(jì)算固有頻率和振型

穩(wěn)態(tài)熱傳遞：支持裝配體部件之間的熱接觸

穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力：支持熱-結(jié)構(gòu)順序耦合，先計(jì)算溫度場(chǎng)，再計(jì)算應(yīng)力場(chǎng)

自動(dòng)更新：支持多方案產(chǎn)品設(shè)計(jì)的快速分析(在定義初始設(shè)計(jì)幾何的載荷和邊界條件后，當(dāng)設(shè)計(jì)幾何在相同的載荷和邊界條件下發(fā)生變化時(shí),實(shí)現(xiàn)快速分析)

一般結(jié)果：動(dòng)畫(huà)、結(jié)果云圖、任意位置結(jié)果數(shù)值、線上圖、顯示結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、多方案產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)比、最大值/最小值、剖面、對(duì)稱

能量誤差分析：通過(guò)總誤差百分比判斷網(wǎng)格密度是否足夠

線性靜力分析：能量誤差分析、反力、位移、von Mise應(yīng)力和應(yīng)變、主應(yīng)力、正應(yīng)力和正應(yīng)變、切應(yīng)力和切應(yīng)變

模態(tài)分析：固有頻率、振型、模態(tài)表格、頻率響應(yīng)評(píng)價(jià)

穩(wěn)態(tài)熱傳遞：溫度、溫度梯度、熱通量

穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力：穩(wěn)態(tài)熱傳遞結(jié)果與線性靜力結(jié)果

5、數(shù)據(jù)接口

CATIA、Pro-E、NX(UG)、SolidWorks、Solid Edge、Inventor

6、疲勞分析

支持應(yīng)力壽命法和應(yīng)變壽命法；支持線性S-N曲線和E-N曲線；輸出疲勞壽命和損傷度

7、預(yù)應(yīng)力模態(tài)

支持線性靜力和熱應(yīng)力分析下的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析；輸出預(yù)應(yīng)力分析結(jié)果以及模態(tài)分析結(jié)果

8、拓?fù)鋬?yōu)化分析

優(yōu)化目標(biāo)包含剛度最大(基于線性靜力分析，對(duì)應(yīng)體積約束條件)、特征值最大(基于模態(tài)分析，對(duì)應(yīng)體積約束條件)、體積最小(基于線性靜力分析或模態(tài)分析，對(duì)應(yīng)位移、應(yīng)力或特征值約束條件)；采用偽密度法進(jìn)行計(jì)算；鑄造方向包含單向、雙向以及通過(guò)所有，支持對(duì)稱制造條件；定義設(shè)計(jì)區(qū)域和非設(shè)計(jì)區(qū)域；查看拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)，計(jì)算優(yōu)化后的體積

9、瞬態(tài)響應(yīng)分析

支持直接積分法和模態(tài)疊加法，后者支持直接導(dǎo)入模態(tài)分析結(jié)果；時(shí)間依存荷載包含時(shí)間依存力、時(shí)間依存壓力、時(shí)間依存位移、時(shí)間依存速度以及時(shí)間依存加速度；支持均勻的結(jié)構(gòu)阻尼以及模態(tài)阻尼；輸出位移、速度、加速度以及應(yīng)力結(jié)果

10、頻率響應(yīng)分析

支持直接積分法和模態(tài)疊加法，后者支持直接導(dǎo)入模態(tài)分析結(jié)果；頻率依存荷載包含頻率依存力、頻率依存壓力、頻率依存位移、頻率依存速度以及頻率依存加速度；支持均勻的結(jié)構(gòu)阻尼以及模態(tài)阻尼；支持多種頻率定義方法，包含離散、線性、對(duì)數(shù)和集中；輸出位移、速度、加速度以及應(yīng)力結(jié)果

11、反應(yīng)譜分析

支持直接導(dǎo)入模態(tài)分析結(jié)果；支持中國(guó)及其他國(guó)家和地區(qū)設(shè)計(jì)譜數(shù)據(jù)；模態(tài)組合方法包含ABS、SRSS、CQC、TENP以及NRL；輸出模態(tài)組合位移、速度、加速度以及應(yīng)力結(jié)果

12、隨機(jī)振動(dòng)分析

支持直接積分法和模態(tài)疊加法，后者支持直接導(dǎo)入模態(tài)分析結(jié)果；頻率依存荷載包含頻率依存力、頻率依存壓力、頻率依存位移、頻率依存速度以及頻率依存加速度；支持均勻的結(jié)構(gòu)阻尼以及模態(tài)阻尼；支持多種頻率定義方法，包含離散、線性、對(duì)數(shù)和集中；支持自功率譜密度定義；輸出PSD結(jié)果、RMS結(jié)果

13、瞬態(tài)熱傳遞分析

支持時(shí)間依存溫度、時(shí)間依存熱流量、時(shí)間依存熱對(duì)流、時(shí)間依存熱源以及時(shí)間依存熱輻射的定義；支持用戶自定義時(shí)間步驟；輸出溫度、熱梯度以及熱流量結(jié)果

14、非線性靜力分析

材料非線性：①?gòu)椝苄?支持理想彈塑性模型、雙線性模型以及多段線模型；支持等向強(qiáng)化和隨動(dòng)強(qiáng)化硬化規(guī)則)；②超彈性(提供Polynomial，Ogden，Blatz-Ko超彈性模型)

幾何非線性：支持大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)和大應(yīng)變；可考慮彈塑性和超彈性材料；可考慮剛性條件、跟隨力等

接觸非線性：支持自接觸，支持摩擦系數(shù)、法向剛度比例因子和切向剛度比例因子的定義

特色亮點(diǎn)

1、兼容各種CAD格式

各種專業(yè)CAD軟件，以及常見(jiàn)中間格式

2、結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格尺寸控制

自動(dòng)網(wǎng)格尺寸or自定義網(wǎng)格尺寸

多種積分算法，可滿足求解精度

3、自帶豐富的材料庫(kù)

支持線彈性、彈塑性、超彈性以及溫度依存材料

材料數(shù)據(jù)庫(kù)，以建立自己的材料數(shù)據(jù)庫(kù)

4、分析前自動(dòng)檢查接觸/約束條件

分析前檢查并提示未充分約束的部件

5、多工況分析一鍵完成

同一窗口，一鍵完成多工況分析

6、自動(dòng)評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性

基于應(yīng)變能誤差，自動(dòng)評(píng)價(jià)結(jié)果合理性

7、結(jié)果對(duì)比

多窗口平鋪或?qū)盈B顯示顯示

一鍵統(tǒng)一各個(gè)模型的視圖顯示，便于報(bào)告出圖

8、模型自動(dòng)更新

無(wú)懼設(shè)計(jì)變更：將原有的分析條件應(yīng)用于更改的模型

常見(jiàn)問(wèn)題

一、CAD embedded Software 和 Meshfree 的差異點(diǎn)是什么？

Pro mechnica 和 Solidworks 都是操作很方便的仿真軟件，但對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格劃分是個(gè)難點(diǎn)；MESHFREE 軟件不用考慮網(wǎng)格劃分的問(wèn)題。另外，Pro mechnica 和 Solidworks 的非線性案例確有結(jié)果不夠精確的問(wèn)題，銷(xiāo)售經(jīng)銷(xiāo)商也承認(rèn)這一說(shuō)法；Meshfree 是以 NFX 的非線性為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的，其可靠性是沒(méi)有問(wèn)題的。

MESHFREE 的優(yōu)點(diǎn)是盡可能的減少設(shè)計(jì)者的分析時(shí)間，卻能為設(shè)計(jì)者提供準(zhǔn)確的分析結(jié)果。CAD embedded 軟件分析結(jié)果的準(zhǔn)確性明顯比一般的有限元軟件要低，從業(yè)人員都認(rèn)可這一說(shuō)法。MeshFree 軟件的分析結(jié)果與 FEM 方法的結(jié)果也有過(guò)比較，雖然有差異，但誤差不大，能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。

二、MeshFree 和 FEM 分析結(jié)果的趨勢(shì)/準(zhǔn)確性如何？

一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)EM 方法中，如果網(wǎng)格質(zhì)量有保障，那么 MeshFree 結(jié)果的準(zhǔn)確性可能會(huì)略低于 FEM。但是如果分析的模型非常復(fù)雜，網(wǎng)格的質(zhì)量就很難有保障，F(xiàn)EM 方法的結(jié)果精度可能很差，甚至都不能進(jìn)行分析。另外，MeshFree 采用的是結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，不受模型復(fù)雜與否的影響，因此您可以減少網(wǎng)格尺寸而不用考慮幾何形狀。

三、聽(tīng)說(shuō)內(nèi)存大小的不同會(huì)導(dǎo)致分析結(jié)果的不同，這是否意味著分析結(jié)果取決于個(gè)人電腦的性能？

MeshFree 會(huì)自動(dòng)調(diào)用 PC 上可用的內(nèi)存，并自動(dòng)計(jì)算結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格尺寸的大小。因此，可用內(nèi)存越大，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格會(huì)越密。一般來(lái)說(shuō)，8GB 或者 16GB 內(nèi)存就足夠了。

四、MeshFree 分析對(duì)模型有限制嗎（大小/裝配數(shù)）？

IBM 方法對(duì)部件尺寸或模型裝配數(shù)量的要求與常規(guī)的 FEM 相同。到目前為止，已經(jīng)證實(shí)能打開(kāi) 100M 的文件。

五、MeshFree 是市場(chǎng)上唯一一款不需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格的軟件嗎？

此前，一款名為 Daful Mesh Free 的產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)布。這種方法先在分析區(qū)域內(nèi)散布離散點(diǎn)，通過(guò)各離散點(diǎn)的影響范圍（節(jié)點(diǎn)間距）以及近似的邊界條件，得到分析結(jié)果，結(jié)果依賴于離散點(diǎn)的分布情況。另外，這種方法如果用來(lái)分析薄板問(wèn)題，節(jié)點(diǎn)的識(shí)別會(huì)存在問(wèn)題，分析結(jié)果的可靠性會(huì)降低。但是，Midas MeshFree 采用的是 IBM 方法，與 Daful Mesh Free 采用的方法是完全不同的。

六、我們正在使用 ABAQUS/ANSYS，如果運(yùn)行相同的模型，MeshFree 是否可以節(jié)省時(shí)間？

如果前處理比較簡(jiǎn)單的模型，可能看不出明顯的差異；但是對(duì)于復(fù)雜的模型，如果在ABAQUS/ANSYS 里面的前處理時(shí)間為一周，那么用 MeshFree 的話，一天之內(nèi)就能看到結(jié)果。