MeshFree 2024(无网格划分仿真分析软件)

Midas MeshFree 2024 R1这软件真的挺让我眼前一亮的，它主打的就是一个“无网格”概念，完全打破了传统仿真软件那种必须先划分网格的繁琐流程。这对我们这种经常面对复杂CAD模型的人来说，简直是救星，因为再也不用为网格质量发愁了。整个操作流程被简化成了三步：导入模型、加荷载、看结果，非常直观。 我特别看重它在效率上的提升。官方说分析时间能大幅减少，而且准确性还能保持在96%以上，误差控制在4%以内，这数据听起来就很靠谱。对于那些设计变更频繁的项目，它的自动更新功能能省下大量重复劳动，这点真的太实用了。 功能上它覆盖得相当全面，从基础的静力、模态分析，到高级的热应力、疲劳、拓扑优化，甚至瞬态和频率响应分析都有。这意味着它不只是个简单的前处理工具，而是个能独立完成复杂工程问题的完整解决方案。尤其是它支持各种CAD格式和材料库，还能自动检查接触条件，这些细节都让工作流顺畅了不少。 当然，它也不是万能的。在处理特别简单的模型时，可能和传统FEM软件的时间差不太多，但一旦模型复杂起来，MeshFree的优势就显现出来了，能省下大量在网格划分上耗费的时间。总的来说，这是一款能显著提升仿真效率的工具，特别适合那些厌倦了网格划分、追求快速得到可靠结果的工程师。

midas MeshFree 2024 R1中文版由MIDAS开发的一款无网格划分仿真分析软件，与传统的仿真分析不同的是，它是基于隐式边界法开发，采用全新无网格划分仿真分析技术，无需考虑CAD模型的复杂性，更无需进行网络划分就能够得到最理想的结果，从而摆脱了当今设计和分析软件的所有困难。除此之外，MeshFree 2024还提供支持中英文切换的人性化界面，整体操作使用非常简单，用户只需三步骤即可完成分析：导入 CAD、输入荷载和边界条件、结果分析，加以功能强大的分析工具和最佳设计技术，包括线性、模态、传热、热应力、疲劳等多种分析功能，利用这些功能特点，分析者可在设计阶段进行高效的工作。

与之前版本相比较，MeshFree 2024带了许多新的功能，提供的标准模型对MeshFree软件进行验证，能够将计算结果与现有的FEM计算结果进行对比，两者的误差在4%以内。其最大的优点是：尽可能的减少设计者的分析时间，却能为设计者提供准确的分析结果。减少了总分析时间，可保持较高的分析成功率，经测试的准确性达到96％或更高，绝对是分析者手上的得力助手之一。有需要的用户欢迎下载使用。

功能介绍

1、几何和材料

几何：支持中间格式Parasolid、STEP、ACIS、IGES

自动搜索接触对并定义接触

各向同性材料：：支持线弹性、弹塑性、超弹性(如橡胶)、温度依存等材料定义

正交异性材料：：支持线弹性、温度依存等材料定义支持中国及其他国家和地区规范的材料数据、材料数据库可自定义新增*基本版的求解功能仅可使用线弹性材料模型，其他材料模型需购买非线性模块

2、荷载和边界

静力荷载：重力、力、集中质量、压力、扭矩、离心力、位移、初始温度、温度

热荷载：初始温度、固定温度、热通量、热对流、热源、热辐射

边界：一般自由度约束、对称约束、刚性连接、弹簧连接、自动接触、手动接触、自接触

3、求解器

64位求解器；多核求解器(SMP)；支持GPU加速；支持薄板设计分析

4、分析和结果

接触：导入装配体模型时，自动生成焊接接触；支持焊接接触和小位移滑动、一般接触的线性计算

线性静力分析：可施加温度荷载

模态分析：按输入的模态阶数或者感兴趣频率范围计算固有频率和振型

稳态热传递：支持装配体部件之间的热接触

稳态热应力：支持热-结构顺序耦合，先计算温度场，再计算应力场

自动更新：支持多方案产品设计的快速分析(在定义初始设计几何的载荷和边界条件后，当设计几何在相同的载荷和边界条件下发生变化时,实现快速分析)

一般结果：动画、结果云图、任意位置结果数值、线上图、显示结构化网格、多方案产品设计结果对比、最大值/最小值、剖面、对称

能量误差分析：通过总误差百分比判断网格密度是否足够

线性静力分析：能量误差分析、反力、位移、von Mise应力和应变、主应力、正应力和正应变、切应力和切应变

模态分析：固有频率、振型、模态表格、频率响应评价

稳态热传递：温度、温度梯度、热通量

稳态热应力：稳态热传递结果与线性静力结果

5、数据接口

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

6、疲劳分析

支持应力寿命法和应变寿命法；支持线性S-N曲线和E-N曲线；输出疲劳寿命和损伤度

7、预应力模态

支持线性静力和热应力分析下的预应力模态分析；输出预应力分析结果以及模态分析结果

8、拓扑优化分析

优化目标包含刚度最大(基于线性静力分析，对应体积约束条件)、特征值最大(基于模态分析，对应体积约束条件)、体积最小(基于线性静力分析或模态分析，对应位移、应力或特征值约束条件)；采用伪密度法进行计算；铸造方向包含单向、双向以及通过所有，支持对称制造条件；定义设计区域和非设计区域；查看拓扑优化结构，计算优化后的体积

9、瞬态响应分析

支持直接积分法和模态叠加法，后者支持直接导入模态分析结果；时间依存荷载包含时间依存力、时间依存压力、时间依存位移、时间依存速度以及时间依存加速度；支持均匀的结构阻尼以及模态阻尼；输出位移、速度、加速度以及应力结果

10、频率响应分析

支持直接积分法和模态叠加法，后者支持直接导入模态分析结果；频率依存荷载包含频率依存力、频率依存压力、频率依存位移、频率依存速度以及频率依存加速度；支持均匀的结构阻尼以及模态阻尼；支持多种频率定义方法，包含离散、线性、对数和集中；输出位移、速度、加速度以及应力结果

11、反应谱分析

支持直接导入模态分析结果；支持中国及其他国家和地区设计谱数据；模态组合方法包含ABS、SRSS、CQC、TENP以及NRL；输出模态组合位移、速度、加速度以及应力结果

12、随机振动分析

支持直接积分法和模态叠加法，后者支持直接导入模态分析结果；频率依存荷载包含频率依存力、频率依存压力、频率依存位移、频率依存速度以及频率依存加速度；支持均匀的结构阻尼以及模态阻尼；支持多种频率定义方法，包含离散、线性、对数和集中；支持自功率谱密度定义；输出PSD结果、RMS结果

13、瞬态热传递分析

支持时间依存温度、时间依存热流量、时间依存热对流、时间依存热源以及时间依存热辐射的定义；支持用户自定义时间步骤；输出温度、热梯度以及热流量结果

14、非线性静力分析

材料非线性：①弹塑性(支持理想弹塑性模型、双线性模型以及多段线模型；支持等向强化和随动强化硬化规则)；②超弹性(提供Polynomial，Ogden，Blatz-Ko超弹性模型)

几何非线性：支持大位移、大转动和大应变；可考虑弹塑性和超弹性材料；可考虑刚性条件、跟随力等

接触非线性：支持自接触，支持摩擦系数、法向刚度比例因子和切向刚度比例因子的定义

特色亮点

1、兼容各种CAD格式

各种专业CAD软件，以及常见中间格式

2、结构化网格尺寸控制

自动网格尺寸or自定义网格尺寸

多种积分算法，可满足求解精度

3、自带丰富的材料库

支持线弹性、弹塑性、超弹性以及温度依存材料

材料数据库，以建立自己的材料数据库

4、分析前自动检查接触/约束条件

分析前检查并提示未充分约束的部件

5、多工况分析一键完成

同一窗口，一键完成多工况分析

6、自动评价结果的合理性

基于应变能误差，自动评价结果合理性

7、结果对比

多窗口平铺或层叠显示显示

一键统一各个模型的视图显示，便于报告出图

8、模型自动更新

无惧设计变更：将原有的分析条件应用于更改的模型

常见问题

一、CAD embedded Software 和 Meshfree 的差异点是什么？

Pro mechnica 和 Solidworks 都是操作很方便的仿真软件，但对于复杂结构，网格划分是个难点；MESHFREE 软件不用考虑网格划分的问题。另外，Pro mechnica 和 Solidworks 的非线性案例确有结果不够精确的问题，销售经销商也承认这一说法；Meshfree 是以 NFX 的非线性为基础开发的，其可靠性是没有问题的。

MESHFREE 的优点是尽可能的减少设计者的分析时间，却能为设计者提供准确的分析结果。CAD embedded 软件分析结果的准确性明显比一般的有限元软件要低，从业人员都认可这一说法。MeshFree 软件的分析结果与 FEM 方法的结果也有过比较，虽然有差异，但误差不大，能够进行准确的分析。

二、MeshFree 和 FEM 分析结果的趋势/准确性如何？

一般来说，FEM 方法中，如果网格质量有保障，那么 MeshFree 结果的准确性可能会略低于 FEM。但是如果分析的模型非常复杂，网格的质量就很难有保障，FEM 方法的结果精度可能很差，甚至都不能进行分析。另外，MeshFree 采用的是结构化网格，不受模型复杂与否的影响，因此您可以减少网格尺寸而不用考虑几何形状。

三、听说内存大小的不同会导致分析结果的不同，这是否意味着分析结果取决于个人电脑的性能？

MeshFree 会自动调用 PC 上可用的内存，并自动计算结构化网格尺寸的大小。因此，可用内存越大，结构化网格会越密。一般来说，8GB 或者 16GB 内存就足够了。

四、MeshFree 分析对模型有限制吗（大小/装配数）？

IBM 方法对部件尺寸或模型装配数量的要求与常规的 FEM 相同。到目前为止，已经证实能打开 100M 的文件。

五、MeshFree 是市场上唯一一款不需要划分网格的软件吗？

此前，一款名为 Daful Mesh Free 的产品已经发布。这种方法先在分析区域内散布离散点，通过各离散点的影响范围（节点间距）以及近似的边界条件，得到分析结果，结果依赖于离散点的分布情况。另外，这种方法如果用来分析薄板问题，节点的识别会存在问题，分析结果的可靠性会降低。但是，Midas MeshFree 采用的是 IBM 方法，与 Daful Mesh Free 采用的方法是完全不同的。

六、我们正在使用 ABAQUS/ANSYS，如果运行相同的模型，MeshFree 是否可以节省时间？

如果前处理比较简单的模型，可能看不出明显的差异；但是对于复杂的模型，如果在ABAQUS/ANSYS 里面的前处理时间为一周，那么用 MeshFree 的话，一天之内就能看到结果。