Tìm phần mềm phù hợp cho FEM / FEA không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Vì lý do này, chúng tôi sẽ liệt kê các công cụ tốt nhất mà bạn có thể sử dụng để chạy phân tích FEM trên PC.

Trước khi chúng tôi đi sâu vào, điều đáng nói là về mặt kỹ thuật hoàn toàn không có sự khác biệt giữa các thuật ngữ FEM (Phương pháp phần tử hữu hạn) và FEA (Phân tích phần tử hữu hạn). Thuật ngữ FEM phổ biến hơn tại các trường đại học, trong khi FEA phổ biến hơn trong các ngành công nghiệp. FEM hoặc FEA là một phương pháp số để giải quyết các vấn đề phức tạp trong vật lý và kỹ thuật toán học.

Phần mềm FEM / FEA tốt nhất để sử dụng trên PC Windows

SimScale

SimScale là một công cụ FEM mạnh mẽ mà bạn có thể sử dụng trong trình duyệt của mình mà không cần cài đặt bất kỳ phần mềm nào. Tất cả bạn cần làm là tải lên mô hình và chạy phân tích.

Thành phần Phân tích phần tử hữu hạn của SimScale cho phép bạn kiểm tra và dự đoán hành vi của các cấu trúc. Công cụ này giúp bạn giải quyết các vấn đề kỹ thuật kết cấu phức tạp chịu các điều kiện tải tĩnh và động.

Công cụ hỗ trợ các mô-đun sau:

1. Phân tích tĩnh: Thực hiện mô phỏng cấu trúc, bao gồm phân tích tĩnh tuyến tính và phi tuyến tĩnh. Mô-đun này rất hữu ích để mô phỏng máy móc hạng nặng, thiết bị công nghiệp, cấu trúc máy bay, đường ống và thiết kế cầu.
2. Phân tích động: Phân tích phản ứng động của một cấu trúc chịu nhiều tải trọng và chuyển vị khác nhau để tính toán tải trọng tác động và suy thoái cấu trúc. Mô-đun này rất hữu ích để phân tích ô tô, hiệu ứng động đất trên các tòa nhà, v.v.
3. Phân tích phương thức: Xác định các tần số riêng và mã riêng của một cấu trúc là kết quả của rung động tự do. Bạn có thể sử dụng mô-đun này để phân tích phản ứng cực đại của các tòa nhà, cầu hoặc các bộ phận xe dưới các tần số khác nhau.
4. Đa động lực và các ràng buộc tiếp xúc: Phân tích hành vi của các cấu trúc dưới các ma sát trượt lớn và các ràng buộc tiếp xúc không ma sát.
5. Mô hình vật liệu: Công cụ cơ học rắn cung cấp các mô hình vật liệu khác nhau, cho phép bạn phân tích ảnh hưởng của độ dẻo, cũng như hành vi biến dạng lớn bằng mô hình vật liệu hyperelastic.

Để biết thêm thông tin về SimScale, hãy xem video giới thiệu bên dưới:

SimScale có chính sách trả tiền khi bạn đi. Bạn có thể dùng thử công cụ miễn phí. Tài khoản miễn phí cho phép bạn truy cập 3000 giờ thời gian tính toán mỗi năm.

LS-DYNA

LS-DYNA là một phần mềm FEM chung sẽ giúp bạn giải quyết các vấn đề phức tạp trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, xây dựng, quân sự, sản xuất và công nghệ sinh học.

Công cụ này có nhiều ứng dụng khác nhau và thậm chí còn được sử dụng cho mô phỏng hạ cánh trên tàu sân bay JPL Mars Pathfinder của NASA để xem túi khí của tàu thăm dò vũ trụ sẽ hoạt động như thế nào. LS-DYNA là một trong những phần mềm phân tích phần tử hữu hạn linh hoạt nhất hiện có và về cơ bản có thể xử lý mọi thứ bạn ném vào nó.

Để chạy LS-DYNA, bạn cần một vỏ lệnh, tệp thực thi của công cụ, tệp đầu vào và đủ dung lượng đĩa trống để chạy mô phỏng. Điều đáng nói là tệp đầu vào có định dạng ASCII.

LS-DYNA có thể giúp bạn với các phân tích sau: phân tích nhiệt, phân tích chất lỏng, phân tích lỗi, lan truyền vết nứt, điện từ, và nhiều hơn nữa. Để biết thêm thông tin về khả năng của phần mềm, hãy truy cập trang web của LSTC.

Bạn có thể mua LS-DYNA dưới dạng giấy phép hàng năm, trả tiền, hàng tháng hoặc trang web. Để biết thêm thông tin, bạn có thể liên hệ với Phòng kinh doanh của LSTC.

Adams

Adams là một công cụ có giá trị để mô phỏng vật lý thế giới thực và giải quyết các vấn đề quy mô lớn. Công cụ này có thể giúp bạn thiết kế các sản phẩm của mình một cách hiệu quả để tối ưu hóa hiệu suất, an toàn và thoải mái.

Bạn có thể nhanh chóng và dễ dàng mô phỏng các tình huống khác nhau và xem cách tải và lực thay đổi theo thời gian tùy thuộc vào loại chuyển động và môi trường hoạt động.

Adams là một công cụ đa ngành, cho phép bạn pha trộn và phân tích dữ liệu từ nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm: cơ học, khí nén, thủy lực, điện tử và công nghệ hệ thống điều khiển. Bạn và họ sử dụng dữ liệu này để kiểm tra các sản phẩm trong tương lai của bạn.

Phần mềm động lực học đa năng này là hoàn hảo cho các mục đích thử nghiệm và thiết kế sản phẩm. Nếu công việc của bạn liên quan đến việc chế tạo ô tô, máy móc hạng nặng hoặc các sản phẩm tương tự khác, thì Adams là lựa chọn hoàn hảo cho bạn.

Để biết thêm thông tin và mua sản phẩm, hãy truy cập trang của MSCSoftware.

Simcenter 3D

Simcenter 3D là một nền tảng mô phỏng 3D tiên tiến mà bạn có thể sử dụng để mô hình hóa, cũng như mô phỏng và phân tích các hệ thống khác nhau. Công cụ này có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực ngay từ giai đoạn thiết kế của sản phẩm hoặc hệ thống. Trên thực tế đây là một trong những ưu điểm chính của Simcenter 3D: bạn có thể sử dụng từ giai đoạn thiết kế đến giai đoạn thử nghiệm.

Bạn có thể sử dụng Simcenter 3D cho các loại phân tích sau: phân tích cấu trúc, phân tích âm học, phân tích vật liệu tổng hợp, phân tích nhiệt, mô phỏng dòng chảy, phân tích chuyển động, đa vật lý, tối ưu hóa kỹ thuật.

Nếu bạn muốn xem Simcenter 3D hoạt động, hãy xem video dưới đây:

Simcenter 3D có sẵn như một công cụ độc lập, cũng như một phần mềm tích hợp với NX. Để biết thêm thông tin về việc mua công cụ này, bạn có thể xem trang web chính thức của Siemens.

WaveFEA

WaveFEA là phần mềm FEM sử dụng Autodesk Nastran Solver để chạy các phép tính phức tạp. Bạn có thể sử dụng công cụ này cho nhiều nhiệm vụ khác nhau, bao gồm phân tích vật liệu tổng hợp, nghiên cứu giảm thiểu rủi ro, so sánh thiết kế, phân tích tác động, tính toán kết quả tác động, tìm hệ số thiệt hại cục bộ, ứng suất nhiệt và giãn nở, phân tích hình dạng kim loại như cán và vẽ, và nhiều hơn nữa

Nhóm đã tạo ra WaveFEA cũng đã xuất bản một loạt các hướng dẫn về cách sử dụng công cụ này để chạy các phân tích khác nhau, cũng như hướng dẫn cài đặt kỹ lưỡng. Đây là một tính năng rất hữu ích, làm cho nó phù hợp cho người mới bắt đầu. Trên thực tế, WaveFEA là phần mềm FEM hoàn hảo cho người dùng mới sử dụng FEA, chuyên gia tư vấn, kỹ sư cá nhân, cũng như các công ty nhỏ.

Ngoài ra còn có một nhược điểm của phần mềm này: các phiên bản Windows 32 bit (x86) không được hỗ trợ.

Để yêu cầu dùng thử WaveFEA miễn phí hoặc mua phần mềm, hãy truy cập trang web chính thức của công cụ.

midasNFX

midasNFX là một phần mềm mạnh mẽ cho các nhiệm vụ thiết kế mô phỏng và tối ưu hóa CFD cấu trúc. Là người dùng, bạn có toàn quyền tự do trong việc xây dựng, chỉnh sửa và thao tác các mô hình FE.

Công cụ này cũng cực kỳ linh hoạt và có thể cung cấp phân tích chuyên sâu cho các chức năng như tiếp xúc, phi tuyến tính, năng động và mệt mỏi

đến các chức năng phân tích chất lỏng cao cấp.

Nếu bạn đang vội và bạn cần hoàn thành công việc một cách nhanh chóng, midasNFX là lựa chọn phù hợp cho bạn. Công cụ hỗ trợ mô hình hóa nhanh các mô hình mô phỏng trực tiếp vào giao diện đồ họa trước / sau của nó. Nhờ các bộ giải đa lõi của nó, bạn sẽ nhận được kết quả nhanh chóng.

Phần mềm này cũng có trình tạo báo cáo tự động định dạng từ và trình tạo báo cáo PDF 3D để báo cáo nhanh.

Quan tâm đến việc thử nghiệm midasNFX? Bạn có thể yêu cầu báo giá trên trang này. Ngoài ra còn có một kế hoạch cho thuê hỗ trợ có sẵn cho các công ty quy mô nhỏ và tư vấn FEA.

Mecway

Mecway là một công cụ FEM hữu ích cho Windows, tập trung vào mô phỏng cơ và nhiệt. Nếu bạn là người mới bắt đầu và bạn đang học cách sử dụng phần mềm FEM, thì đây là lựa chọn hoàn hảo cho bạn. Công cụ này có giao diện đồ họa trực quan giúp tăng tốc độ học tập. Ngoài ra, nó cũng cung cấp cho bạn thông tin phản hồi tức thì về các lỗi khi bạn làm việc. Theo cách này, bạn có thể thấy rõ những gì bạn đang làm không đúng và học nhanh hơn.

Mecway cũng cho phép bạn hình dung các mô hình của mình cả bằng đồ họa và trong một cây phác thảo. Nếu bạn muốn xem Mecway hoạt động, hãy xem video dưới đây:

Các tính năng khác bao gồm:

• Động, tĩnh, nhiệt, oằn, âm, vv
• Khả năng phi tuyến đầy đủ mặc dù tích hợp liền mạch với bộ giải CompiX đi kèm
• Một loạt các yếu tố, tải trọng và các loại vật liệu
• Cả hai công cụ chia lưới thủ công và tự động
• Lên đến 1.000.000 nút ở chế độ 64 bit
• Kết hợp CAD

Điều đáng nói là Mecway có lịch sử phát triển 20 năm. Bạn có thể mua công cụ này với giá 100 đô la cho mục đích phi thương mại hoặc 350 đô la cho mục đích thương mại.

Kết luận

Thành thật mà nói, không có phần mềm FEM tốt nhất. Tất cả phụ thuộc vào nhu cầu của bạn như một người dùng. Một số phần mềm FEM chuyên về một số lĩnh vực nhất định, điều đó có nghĩa là chúng sẽ để lại nhiều điều mong muốn ở các khu vực khác.

Khi chọn một phần mềm FEM, loại phân tích cần thiết phải là tiêu chí chính của bạn. Ngoài ra, hãy kiểm tra số lượng nút tối đa mà công cụ có thể xử lý là bao nhiêu. Và quan trọng nhất, hãy nhớ rằng không phải tất cả các phần mềm đều giống nhau và có một sự thay đổi lớn khi nói đến khả năng giải quyết vấn đề của họ., chúng tôi đã cố gắng bao gồm cả phần mềm FEM chuyên dụng, cũng như các công cụ tổng quát và linh hoạt hơn mà bạn có thể sử dụng cho nhiều phân tích.

Nếu bạn đã sử dụng phần mềm FEM khác mà bạn nghĩ rằng chúng tôi nên đưa vào danh sách này, hãy cho chúng tôi biết trong các nhận xét bên dưới.