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一个普通adina用户的学习历程(转载)

 车厘子V 2013-06-26
首先声明,写这篇议题的目的不是对某一个软件褒贬,更不是对某一个软件做推销!只是一点学习历程,与大家分享。
个人使用adina已经有些年头了,从adina84到windows版本的adina7xx,再到如今的adina8.4.2,可以说是看到adina一步一步的发展壮大的,作为一个adina的忠实用户,带着爱恨交加的感情说一说自己这么些年使用adina的体会。
Adina进入国内市场可以追溯到adina84,那是一个dos版本的程序,数据输入(现在的话叫做前处理)全靠填写数据卡,我也是在导师老爷子的指挥下,开始接触这么一个据说功能异常强大的软件,学习数据填写的那些日子,可以说是混天暗地,实在枯燥至极,比当初啃那些有限元的专著还要老火。但是当看到自己的计算成果填写在论文里面的时候,那感觉非常成就!
后来,由于adina在国内的市场断了一阵子,我也无法再有耐心做一个数据一个数据的细致工作,加之无法得到技术更新版本的有效支持,我有些灰心。这时候,国内开始出现另外一个叫做ansys的有限元工具,禁不住ansys程序漂亮的windows界面的诱惑,使用了一阵子ansys,当采用ansys解决了很多土木工程问题,熟悉了ansys的解决方案之后,却发现了那句话“距离产生美”是真的,和ansys没有了距离,对ansys的兴趣一下子降到了低点,最关键是因为研究的课题越来越复杂,ansys已经难已胜任很多复杂的非线性课题。
这时候,正是国内ansys5.61版本用得最多的时候,而此时,adina的windows版本是7.5版,又看到了久违的adina程序,而且是windws界面,当然爱不释手,重新捡起了adina,主要研究钢筋混凝土非线性,当看到adina的计算结果以彩色云图出现的时候,当看到钢筋混凝土裂缝开裂结果和试验结果的准确比较时,激动了!欣喜之余暗自庆幸:这次选择对了!而国内此时悄然出现了另外两个巨头:marc和abaqus,而且据说非线性能力不在adina之下。基于好奇心,也基于对数值分析技术的热衷,开始接触学习marc和abaqus。
学习marc和abaqus的时候,碰到了一个在早期分析没有遇见过的问题:复杂的实体造型如何来做?那时候,autocad已经在国内大肆泛滥,个人当然也是泛滥对象之一。以往建立实体模型基本上基于autocad鸡肋式的实体造型功能,勉强够用。但是分析的问题越来越复杂,模型的几何运算能力要求越来越高,怎么办?这时候听到了ug和catia,因为有学习机械的挚友推荐ug,所以就开始学习ug,学习ug的过程感觉就像是从三维空间进入了六维空间,茫然、好奇、惊叹——原来“画图”也是一门艰难高深的学问!这时候知道了什么才是“前处理系统的国际主流”。看来没有包打天下的软件,有限元也仅仅是有限元……
当然,下来的两三年里,便是全面学习这些程序的时候了,也通过这个历程全面的检阅了原来掌握的FEM,不过却发现自己钟爱的adina程序怎么前处理系统越来越弱?最早产生这个疑问的时候是因为做一个钢管混凝土柱+型钢混凝土梁+预应力钢绞线穿心+普通钢筋的组合节点。因为需要计算到混凝土开裂,且计算工作量局大(预估大约100万个自由度),为了减少网格数量,因此一开始就准备利用ADINA的六面体自动网格划分工具。由于节点几何实体交割复杂,采用了UG建模倒入ADINA的方式,当正庆幸工作开展顺利的时候,却发现了ADINA的六面体网格对处于被面(FACE)半交割的实体无法划分,那时候就感觉一个字——晕!后来,出于对ADINA混凝土计算能力的信任,我把模型重新在ANSYS里面划分网格(虽然ANSYS网格划分能力实在有限,但凭借其网格划分的速度以及对几何实体修改的方便,这个工作还是很快完成了,且得到了漂亮的六面体网格),然后再通过FEMAP倒入转出成NASTRAN格式,终于顺利的进入了ADINA!这期间的辛苦绝非三言两语说得明白,不过好歹顺利完成!接下来的工作就是ADINA的长处了,将钢筋网格导入实体模型,以REBAR的形式嵌入混凝土,设置参数,求解……,当工作结束的时候,心里面没有喜悦,却感觉怪怪的——都是ADINA惹得祸(那一次工作累得进了医院)!
这还不是最让人生气的事情,关键是当工作结束以后,为了对计算结果进行数值对比,我想起了一支被冷落的ABAQUS和MARC,当我从新分别在ABAQUS和MARC程序里面,把前面花费了近半个月的工作在总的约两天时间内结束的时候,我彻底晕掉了!那时候有一种被ADINA给忽悠的感觉——实际上是被我的偏爱情绪给忽悠了!我希望的一系列节省建模周期的手段在adina中无法实现,但在marc和abaqus里面很容易实现了。
这不得不让我重新对这几个软件定位,也开始思考ADINA程序前处理需要改进的地方——因为ABAQUS和MARC比ADINA少用的13天是被前处理耽搁的!这时候一个感觉产生了,就前处理而言,ABAQUS是研究生级别的,MARC、ANSYS是大学级别的,而我钟爱的ADINA却只能说是小学级别的;就计算能力而言,abaqus、marc、adina基本上在结构非线性(包括几何、弹塑性、接触)旗鼓相当,但adina在计算效率、非线性计算收敛控制参数设置方面略强,其中就混凝土的计算结果来说,与实验比较,adina更准确一些;后处理能力三个程序旗鼓相当;F场分析,adina最强,主要体现在流固耦合方面(这也是本人一直对adina不离不弃的根本);显式非线性分析,adina和marc(dytran)旗鼓相当,abaqus最弱(abaqus的显式动力分析基本上算是鸡肋)。
模块综合比较,adina略占上风。但是现代cae分析,前处理能力对软件整体能力的影响越来越大,由于计算模型越来越复杂,边界条件和荷载条件设置越来越精细,网格划分能力和划分速度要求越来越高,因此前处理操作便捷性的要求也越来越高。这一点在abaqus最新的6.71版本中体现得淋漓尽致,有兴趣的朋友可以接触一下,你会惊艳于一个fea系统的前处理作得如此专业。而比较而言,adina版本的每一升级,则重在算法能力、本构参数设置等,不可否认,算法内核是根本,这是一个软件能力的根本体现,但是无法建立模型(或者说实际建模操作性极差),无法为后期计算提供准确数据,计算能力再强那也是白搭。由于abaqus和marc师出同门,因此仅仅结合abaqus前处理的很多优点,对adina前处理能力的改进提一些建议:
一、    杆系模型
杆系模型涉及到的边界条件和荷载条件相对简单,因此,这一部分无法对程序的前处理能力考验。不过,adina这一部分仍然有需要改进的地方,具体而言有五:
1、    杆系截面断面实体显示,实体显示不是为了好看,而是对模型截面定位准确性的检阅。Abaqus6.71已经加入此功能,ansys则很早都已经有此功能,更不用说很多低端设计程序。
2、    梁单元主轴定位方式改进,adina采用第3关键点定位,和ansys类似 ,但不同的是ansys的关键点在强轴面内,而adina则在强轴面外,这一点差别对建模便捷性影响较大——为了确定强轴平面还需要专门建立第三关键点,而ansys则可以直接利用结构线框几何处于截面强轴面内的模型几何点,改进的方式可以采用ansys的方式或者abaqus的方式(直接输入矢量定位,无需拾取第三关键点)
3、    增加矩形选择、交叉选择、多边形包围选择、圆周选择等多种窗口选择方式。现在连低端的工程设计类软件都已经有窗口选择能力,而adina一直在此方面毫无作为,实在让人无法理解。
4、    增加缺省截面库、增加自定义截面能力。
5、    增加窗口选择定义模型显示组的能力,对于巨大的分析模型,没有这么一个简单的类似cad的layer的功能,基本上就无法编辑模型。
二、    实体模型
adina的实体模型的建模工具adina-m基本上是幼儿园级别的,这个功能部分需要改进的的地方实在太多,无法一一细说,重点希望增加以下几个功能:
1、    adina的自动六面体网格划分能力是一个亮点,但是其网格划分速度太慢了,希望对网格划分算法进行改进!
2、    Adina的单元类型一旦网格划分结束以后就无法修改,否则就只有重新划分,这一点希望向abaqus学习,只需在一个简单的菜单参数选择操作里面就可以将线性单元转化成高阶单元。
3、    希望增加单元之间的网格约束能力,比如adina可以将truss直接嵌入实体形成钢筋,希望增加板壳嵌入功能和实体网格嵌入功能(abaqus的该功能非常实用),并增加嵌入后的约束方程参数设置修改调整,当然这仅仅是一个小例子。更多的约束能力可以参考abaqus,因为模型越大,保证网格连续贯通是一件非常困难的事情,这时候网格约束功能正好可以解决该问题,adina的glue mesh功能算是一个起步,但做得很不方便编辑。
4、    实体网格划分设置参数太少,对于流固耦合问题的网格生成基本上就没有价值。
对于求解算法,我仅能望其项背,无法多做阐述。
没有强大的前处理能力,必然遭淘汰!abaqys、ansys这几年都在不断增强自己的前处理环境,而adina始终毫无建树,真得让人担心其将来的发展前途。Abaqus被catia收购以后,新版本6.71已经让人看到cae和fea结合的强大能力,希望adina和Eds的合作能够有大破大立的举措!
相信本论坛有adina公司的技术研发人员,也有广大和我一样的adina的忠实fans——可能感情上还有一点爱恨交集,个人的一点坐井观天的看法供大家参考讨论!

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