本文摘要(由AI生成):
Calculix作为一款开源有限元求解器,历经十多年仍具备强大功能。支持多平台使用,集成丰富的前后处理器,提供线性、非线性等多种求解类型,并能与多种主流求解器格式互转。尽管近年在工程化方面进展有限,但Calculix的求解性能、并行处理能力等仍使其具有解决实际工程问题的能力。文章通过Abaqus与Calculix的Benchmark测试,验证了其在静态分析中的准确性,并指出了应力计算上的误差原因。
十多年前笔者就使用Calculix作为计算工具,当时的Calculix在开源工具中功能算比较强大的。但是最近十年Calculix在工程化方面几乎没有像样的动作,但是这并不影响它作为一款优秀的开源工具。
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Calculix 网址:
http://www.calculix.de/
Calculix由 Fortran和C语言编写,最初只有Linux版本,现在提供Windows版本和FEMAP集成的后处理器
http://openeng.org/
Calculix是一款功能较强大的有限元求解器, Calculix中可以进行有限元建模,计算和后处理。
求解器支持线性,非线性,静态,动态,热,流体解决方案由于求解器利用Abaqus输入格式 *.inp,所以可以方便的与Abaqus做benchmark,减少了工作量。
同时Calculix还能将有限元模型写NASTRAN,ABAQUS,ANSYS,Code ASTER和OpenCFD 求解格式。
以上是Calculix官网的简单介绍,事实上Calculix功能远不止这些。支持丰富的单元类型,多种求解类型,优秀的求解性能,支持并行处理等,都赋予Calculix一定的解决实际工程的能力。云端仿真工具Simscale也使用了Calculix做为求解器。
利用Calculix,与Abaqus做如下分析的Benchmark:
1. 静态
2. 屈曲
3,.模态
4. 瞬态
5. 热力
6. 简单流体
1. 静态分析演示
在FasModal(FasModal是CAE-Sim独立开发的一个前处理器)中导入几何,零件底部施加固定约束,零件上部施加向下的100单位压力.
FasModal中分别设置求解选项,网格二阶四面体,设置材料,最后导出为 inp文件
分别用Abaqus和Calculix求解
Abaqus 位移和Mises应力:
Calculix 位移 Mises应力:
从结果看出位移吻合的很好,说明Benchmark的结果很好。
但是Mises应力有较大误差,原因的在对应力计算上, HyperView的计算方法不同,详细可以查看HyperView对应力结果显示的计算说明。
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