說一說radioss、optistruct、nastran、abaqus的優缺點。各用於什麼場合？

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說一說radioss、optistruct、nastran、abaqus的優缺點。各用於什麼場合？

早上好！RADIOSS及OptiStruct網上介紹比較少，我來詳細說說吧。

關於RADIOSS

RADIOSS是法國Mecalog Group的產品，其主要優勢在瞬態和非線性分析領域，在汽車安全性能模擬及其他碰撞分析領域有比較悠久的歷史，屬於功能性強大但相對小眾的品牌（參考運動裝備領域的Under Amour），早年亦未進入國內市場。

2010年前後Altair完成了對Mecalog的收購，RADIOSS併入HyperWorks成為旗下的求解器模塊之一，並對其進行了整合，此時（HyperWorks 9.0及後續）RADIOSS包含兩個平行的模塊：

RADIOSS Block——收購的RADIOSS本體，專註於顯式非線性分析；

RADIOSS Bulk——與Optistruct共享的線性/非線性靜力學分析，NVH，穩態熱分析等功能的模塊

這兩個模塊非常容易混淆，百度RADIOSS以後你會發現有大量的關於RADIOSS和OptiStruct功能區別的問題。我在給人講課時，也常需要反覆給用戶解釋二者之間的區別。

HyperWorks 12.0開始，可能Altair自己也覺得混來混去不是個事兒，於是又重新把RADIOSS獨立了出來，不再與OptiStruct共享Bulk部分的求解功能，RADIOSS重新僅包含Block部分的求解功能。當然，RADIOSS Block同樣支持線性/非線性靜力學分析及NVH分析等功能，在模型設置時，需要設置特殊的關鍵字進行激活。

目前RADIOSS國內的知名用戶（公開），包括奇瑞汽車，南京福特，西安飛機製造廠等。主要應用領域包括汽車安全性能，鳥撞，軍工等領域。

關於OptiStruct

OS是Altair自己的結構分析及優化模塊。目前在結構優化設計領域居於統治地位（Newbalance慢跑鞋 O(∩_∩)O~）。支持的優化類型包括拓撲優化，形貌優化，尺寸優化（參數優化），形狀優化/自由形狀優化等。其中拓撲優化功能和形狀/自由形狀優化功能應該是商用CAE分析軟體中最強的。

值得一提的是，OS的主要開發者周明博士（現Altair VP）是北航校友，該模塊中的拓撲/形貌等優化功能即脫胎於他在密歇根做博士時的成果。(更正：根據 @hyperkang 老師的提示：周明博士當年是跟著G.I.N. Rozvany 教授在德國做博士的，不是在美國密歇根。周博士和密歇根的交集是Altair公司的總部在密歇根Troy)

一些參考文獻：

Zhou, M., Difficulties in Truss Topology Optimization
with Stress and Local Buckling Constraints. Structural Optimization, 11 (1996) 134-136.

Zhou, M., Geometrical Optimization of Trusses by a
Two-Level Approximation Concept. Structural
Optimization, 1 (1989) 47-72.

Zhou, M., and Haftka, R.T., A Comparison Study of
Optimality Criteria Methods for Stress and Displacement Constraints. Computer Methods in Applied Mechanics and
Engineering, 124 (1995),
253-271.

Zhou, M., and Rozvany, G.I.N., DCOC: An Optimality
Criteria Method for Large Systems, Part I: Theory; Part II: Algorithm. Structural Optimization, 5 (1992) 12-25, 6 (1993) 250-262.

Zhou, M., Shyy, Y.K., and Thomas, H.L., Checkerboard
and Minimum Member Size Control in Topology Optimization. Proceedings of the 3rd WCSMO, Buffalo, NY,
1999.

Zhou, M., and Thomas, H.L., Alternative Approximation
for Stresses in Plate Structures. AIAA
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Zhou, M., and Xia, R.W., Two Level Approximation Concept
in Structural Synthesis. International Journal
for Numerical Methods in Engineering, 29 (1990) 1681-1699.

關於Nastran及abaqus

歷史悠久功能強大（像NIKE和Adidas），網上相關資料浩如煙海，大家可以自行百度。

幾款軟體功能對應關係

RADIOSS的功能，與Abaqus Explicit，或者MSC.Dytran的功能是對應的；

OptiStruct的求解部分，與Abaqus Standard，或者Nastran的功能是對應的；

OptiStruct的優化部分，與後兩者軟體體系中的結構優化設計模塊對應。

優缺點

數值模擬工作的成敗，基本取決於應用者的理論基礎，軟體實踐技能及相關領域分析經驗。其實以我等人力，遠遠未觸及軟體功能的邊界。商用CAE軟體發展到今天都走向了大而全的路線，功能的優缺點差異已經很小了。

要我說，還得看人。

都是結構力學有限元軟體。作為altair的研發，我多說兩句自家。鑒於以前給Ls-dyna也做過點計算流體開發，所以把dyna也拖進來。

Nastran: 優點是歷史久所以結果受校驗多，在航天和機械工業用戶遍天下。缺點是基於bulk格式的輸入卡，格式缺乏連貫性。因為msc坐大，開發和客服有店大欺客的味道。

Ls-dyna: 和nastran 一樣是老字號，結果過硬。個人更喜歡它的block輸入格式。和nastran一樣，dyna單元類和材料類齊全。開發團隊精簡，加上指導思想比較激進，所以有很多先進但未必穩定的新技術被不停引入。它家是這裡面唯一自帶流體求解器的（其他的都和專業流體軟體耦合）。缺點也是團隊小，所以客服和維護捉襟見肘。自己的前後處理器也是問題多多。

Abaqus: 在業界算是最feature完整的。前後處理和求解器都很完善，非線性求解器更是非常穩定。加上基於python的可擴展性，使abaqus成為最優秀的結構有限元軟體。實話說abaqus沒有明顯的缺點，有也是在一些技術細節上（比如說線性接觸沒有下面的optistruct快)。除開技術層面，他家技術服務的態度不怎麼樣。

Radioss: 他的賣點類似於lsdyna的顯式動力求解能力。雖然兩家都有隱式求解器，但這一塊在業界還是被abaqus強力佔據。radioss因為起源法國，所以在歐洲汽車製造界頗有口碑。在碰撞模擬領域有大量客戶。缺點是材料庫相對dyna要少。但相對於dyna因為有Altair自己大名鼎鼎的hypermes支持，前後處理流暢得多。

Optistruct：作為業界領先的結構優化軟體，它可以被單獨用作有限元求解。這種情況下它非常近似於nastran(包括語法），但由於相對年輕所以它在純求解領域，尤其是隱式動力學上，市場佔有遠小於nastra和abaqu. 它家真正的能力在於結構優化：在優化設計領域和格結構領域這款軟體絕對領先。同樣，由於和hyperview 無縫結合，它的前後處理也非常流暢。缺點：單元和材料庫偏少，尤其在符合材料領域。

模擬專欄

http://zhuanlan.zhihu.com/takisword

ABAQUS的優勢在於強大的非線性求解器，以及提供了豐富的子程序介面供使用者進行二次開發，如前面的回答提到的，在高校中應用非常廣泛，在關於結構的接觸問題，損傷和斷裂等非線性問題的研究論文中，有很多都是應用ABAQUS對理論模型進行有限元實現

Nastran有NASA的背景，在結構的動力學分析中應用非常廣泛，在航空航天領域中佔有很大的市場份額

Optistruct是altair公司開發的結構優化軟體，拓撲優化的功能非常強大，是Boeing公司使用的拓撲優化工具，並且Boeing的供應商也被要求使用Optistruct進行結構的優化設計

Radioss跟LS-dyna屬於直接的競爭對手，優勢是顯示動力學求解，對各種碰撞的模擬效果比較好。雖然市場份額沒有LS-dyna大，但是可以應用altair自家的hypermesh做前處理是個不錯的地方

其實現在通用有限元軟體大都提供了跟其他軟體模型相互轉換的介面，雖然有時轉化比較粗糙，會丟失一些信息，但是簡單應用還是夠用的，因此有時需要用自己不常用的求解器也不是非常困難，如果需要更好的各軟體模型之間的相互轉換效果，可以使用專業的轉換工具，例如 http://www.simright.com 上的converter模塊，提供了不錯的有限元模型轉換功能。

專業背景：高校，複合材料結構完整性，複合材料強度學

怎麼沒有anasys

Nastran是nasa用來進行結構動力學分析的軟體，是出現最早的有限元軟體之一，其多數計算流程都經過實際的試驗驗證，與工程實際結果接近，當初美國政府為了反壟斷，因此強制msc公司公布計算代碼，這才有了其他諸多小眾有限元軟體。nastran在航天、船舶領域應用廣泛，稱其是工程分析界老大一點也不為過。nastran前處理軟體patran界面不友好而且用戶語言為dmap，不太適合初學者，因此在高校中用戶數量遠遠不如ansys，ansys最大的優點是免費，而且很多計算流程已經格式化，因此高校寫論文很多用ansys。abaqus是學院派軟體，其結果與理論值最接近，許多搞理論研究的高校學者會用。 radioss、optistruct是altair公司產品，據答主所知，其軟體最大優勢還是在有限元前後處理，還有就是優化。

純手打，一家之言，希望對題主有幫助

* 前世

90年代,美國密歇根大學(University of Michigan)的Kikuchi教授在結構優化領域做了很多傑出的工作，並且開發了一套結構優化的程序。也許有朋友已經猜到了，是的，這套程序就是OptiStruct軟體的前身。Kikuchi教授有一位名叫Jeffrey Brennan的學生，他在加入Altair公司之後，極力推動公司引入了Kikuchi教授的這套程序。Altair公司把這套程序進行了大量的改進和開發，並在1996年正式發布了OptiStruct的第一個商業版本。隨後這些年OptiStruct的發展證明，Altair公司做了一個非常正確的決定。

( 順便解釋一下，HyperMesh是OptiStruct的標準前處理器，用來生成OptiStruct的輸入文件(默認後綴是.fem)。當然用戶也可以在HyperMesh中建立好OptiStruct模型後，直接運行OptiStruct(實際上是先生成.fem文件，然後啟動OptiStruct運行這個.fem文件)。

至於OptiStruct和Nastran的關係，它們是由兩個不同公司獨立開發的兩個軟體產品，但是它們都使用了Bulk Data Format這種輸入文件格式，所以很多關鍵字是兼容的。換句話說, 大部分Nastran的模型無需修改，OptiStruct可以直接運行。)

OptiStruct自第一個商業版本發布後，軟體的功能不斷完善和增強，尤其是在拓撲優化方面，不僅把學術界最新的研究成果實現在軟體中，並且及時響應工業界的要求，增加了大量製造工藝約束，使得軟體取得了巨大的成功，同時也幫助很多公司在產品創新設計上實現了革命性的突破。值得一提的是，OptiStruct把有限元分析和結構優化集成在同一個程序中，所以它本身也是一個有限元求解器。

2006年，Altair公司收購了法國Mecalog集團及其RADIOSS軟體。RADIOSS軟體是知名的通用有限元求解器(尤其是其顯式求解器功能非常強大，是福特汽車等公司首選的安全分析工具)。收購完成之後，Altair公司把旗下的子產品進行了重新整合，其中有限元求解器產品(FE solver)統一到了RADIOSS這個品牌下，它包括兩個子產品 RADIOSS Block Solver 和 RADIOSS Bulk Solver。其中RADIOSS Block Solver 就是原法國Meclog集團的RADIOSS solver，其輸入文件格式是 Block format; 而RADIOSS Bulk Solver 實際上就是OptiStruct，只是剝離了其結構優化的功能。所以大家如果聽到RADIOSS Bulk，可以認為就是OptiStruct的一個子集和衍生產品 (只不過是把OptiStruct當做純求解器使用，不做優化); 而提到RADIOSS，由於上面介紹的歷史原因，一般默認為是來自Mecalog的RADIOSS Block。但是為了更好的溝通，建議大家在交流中，使用RADIOSS Bulk和RADIOSS Block來區分這兩個產品。

* 今生

上面簡要介紹了OptiStruct的歷史，現在我們看看OptiStruct的現狀吧。

總的來說，我認為OptiStruct是當今結構優化領域最強大和最成功的軟體(個人觀點)。

從支持優化的分析類型來說, 它支持線性靜力分析、模態分析、頻響分析、屈曲分析、聲學分析、隨機響應分析和響應譜分析、線性瞬態分析、疲勞分析、多體動力學、材料非線性、接觸非線性、幾何非線性等等。

從設計變數來說，支持拓撲優化、自由尺寸優化、形貌優化、形狀優化、自由形狀優化、尺寸優化等。而且實現了大量製造工藝約束，比如脫模方向、對稱、模式重複等等。

值得一提的是，OptiStruct的複合材料優化功能也非常強大。

從應用的情況來看， OptiStruct已經得到了工業界高度的認可，在眾多知名公司得到了廣泛的應用(比如空客、波音、通用汽車、大眾汽車、福特汽車等等)。在國內很多公司也開始應用這一強大的設計工具，並且有了很多成功的應用案例(可以參考Altair中國用戶年會論文)。

OptiStruct得到了越來越多用戶的認可，而且它本身也還在不斷進步中，這些年每個新版本都會發布一些令人驚喜的新功能。希望OptiStruct能不斷進步，讓更多的用戶獲益，幫助他們創造出更多更優的設計。

寫到這裡終於快要成文了，不禁長舒了一口氣，希望這篇拙文能對大家有所幫助。文中若有不妥之處，歡迎大家批評指正。

來自：OptiStruct和Nastran的區別和聯繫_達觀小舍_新浪博客

本科畢業論文計算用的是ANSYS/APDL。碩士期間，由於主要研究纖維增強複合材料，所以開始用起了Abaqus。畢業後，第一個老東家由於購買的軟體是MSC的Patran、Nastran、SimXpert，又轉而把MSC的產品作為了計算工具。

真是一波三折呀，第二家公司，也是目前在職的公司軟體相對比較全，而個人用了這麼多軟體後，又回歸到了碩士期間用的Abaqus軟體，選擇這塊軟體作為主力計算軟體的原因很簡單，那就是人性化、界面舒服好用、求解能力和可靠度很高（主要還是自己喜歡哈哈）。

達索SIMULIA的產品目前基本都在使用，包括Tosca非參數優化軟體和Isight參數優化軟體。上面有個同仁說Altair的優化軟體很強大，首先我沒用過Altair做優化，主要用它做前處理（前處理的確好用），所以不對該觀點進行評價。我目前做非參數優化就是用Tosca，感覺非常好用，而且可以做非線性問題的優化，好像也可以做流體方面的優化（只見過該功能，但未用過，很少做流體）。

其實歸根到底，軟體只是一種工具，你想想這麼多大型軟體公司發展了幾十年，把先進的計算方法融入其中，我感覺都很優秀，用哪種軟體還是看個人習慣和愛好。軟體的使用好壞最主要的還是與使用者理論知識和工程經驗有關。

下班了，先說這麼多吧！

正在學習HyperMesh和Nastran。。。