1.4 常用机械结构有限元分析软件概况及使用方法
1.4.1 常用有限元分析软件
伴随着有限元法和计算机技术的出现与飞速发展，有限元分析程序的研制也逐渐成为一门独立的学科和产业，使得越来越多的有限元分析程序可以在个人计算机上解决各种复杂的工程问题。有限元法和有限元分析软件已成为许多高新科技研究的基本工具和有效手段，因而出现了各种商用有限元分析软件。目前，常用的有限元分析软件有MSC.Marc、MSC.NASTRAN、ANSYS、ABAQUS，以及近年来逐渐崛起的ADINA、ANSA、SolidWorks Simulation等。
1.MSC.Marc
MSC.Marc是美国MSC公司的产品，它是功能齐全的高级非线性有限元分析软件，具有先进的网格适应技术、强大的二次开发功能、优异的并行求解算法、稳定的求解技术、广泛的适用性、方便高效的用户界面、良好的接口技术、强大的分析功能、丰富的材料模型和单元类型。能够进行非线性结构分析（包括非线性静力分析、非线性瞬态分析、非线性动力分析、周期对称结构分析、刚塑性分析、黏塑性分析、弹塑性分析、黏弹性分析、超塑性分析、周期对称结构分析、灵敏度和优化分析、超单元分析、接触分析）、失效和破坏分析（包括断裂分析、裂纹萌生和扩展、复合材料的分层、韧性金属损伤和橡胶软化失效分析、复合材料脱层分析、磨损分析）、传热过程分析（包括稳态/瞬态热传导分析、强迫对流传热分析、接触式传热的耦合分析）、多场耦合分析（包括静电场分析、静磁场分析、滑动轴承分析、流体分析、声场分析、热机耦合分析、流热固耦合分析、热电耦合分析、热电固耦合分析、磁热耦合分析、扩散应力耦合分析、压电分析、流体土壤耦合分析、电磁场耦合分析）、加工过程仿真（包括锻造、挤压、冲压、超塑、板材拉深、粉末成型、吹制、铸造、热处理、焊接、切削、复合材料固化等多种加工过程的仿真）和热烧蚀分析等。
2.MSC.NASTRAN
MSC.NASTRAN也是美国MSC公司的产品。1966年，美国国家航空航天局（NASA）为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求，主持开发了大型应用有限元程序。1971年，MSC公司对原始的NASTRAN软件做了大量改进，推出了专利版MSC.NASTRAN。该软件能够有效地解决各类大型复杂结构的强度、刚度、屈曲、模态、动力学、热力学、非线性、声学、流体结构耦合、气动弹性、超单元、惯性释放、设计敏度分析及结构优化等问题，是航空航天部门的法定结构分析软件。
3.ANSYS
ANSYS是美国ANSYS公司的产品，该公司成立于1970年，创始人是美国匹兹堡大学力学系教授、著名的有限元领域权威John Swanson博士。ANSYS产品包括结构分析（ANSYS Mechanical）系列、流体动力学（ANSYS CFD（FLUENT/CFX））系列、电子设计（ANSYS ANSOFT）系列、ANSYS Workbench和EKM等，这些产品广泛应用于航空航天、电子、车辆、船舶、交通、通信、建筑、电子、医疗、国防、石油、化工等众多行业。从ANSYS 7.0开始，ANSYS公司推出了ANSYS经典版（ANSYS APDL）和ANSYS Workbench版，还推出了ANSYS 2021。
ANSYS Workbench继承了ANSYS Mechanical/APDL在有限元仿真分析上的大部分强大功能，其提供的CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新机制、全新的参数和无缝集成的优化设计工具等，使ANSYS在“仿真驱动产品设计”方面达到了前所未有的高度；提供的项目视图（Project Schematic）功能将整个仿真流程紧密地结合在一起，通过简单的拖曳操作，即可完成复杂的物理场分析流程，既降低了软件学习难度，又实现了集产品设计、仿真、优化功能于一身，可帮助设计人员在同一平台上完成产品研发过程的所有工作，从而大大缩短了产品研发周期，加快了上市步伐。
4.ABAQUS
ABAQUS软件是由美国SIMULIA公司研究开发的、完全商品化的工程有限元分析软件。ABAQUS软件可以用于解决金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料、土壤和岩石等材料的线性及非线性问题，可以解决结构、热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透/应力耦合分析）及压电介质分析等问题。电子领域是ABAQUS软件的一个重要应用领域，该软件主要用于模拟封装和电子器件的跌落。此外，ABAQUS软件还是世界各大汽车厂商分析发动机中热固耦合和接触问题的标准软件。
5.ADINA
ADINA（Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis）软件是美国ADINA R&D公司的产品，该软件基于有限元技术的大型通用分析仿真平台，被广泛应用于工业领域、研究机构和教育机构。ADINA R&D公司由世界著名的有限元技术专家K.J.Bathe博士及其同事于1986年创建，总部位于美国马萨诸塞州的Watertown。该公司专门致力于开发能够对结构、热传导、流体及流构（固）耦合、热构（固）耦合问题进行综合性有限元分析的程序——ADINA，从而为用户提供一揽子解决方案。
6.ANSA
ANSA是目前公认的全球最快捷的计算机辅助工程（CAE）前处理软件，它也是一个功能强大的通用CAE前处理软件。ANSA具有很多独创的技术特点，因而它比其他同类软件具有非常高的效率和能力，在全球范围得到了非常广泛的应用，包括汽车、航天航空、电子、船舶、铁路、土木等领域。
7.SolidWorks Simulation
SolidWorks Simulation是一个与SolidWorks完全集成的设计分析系统，它把仿真界面、仿真流程无缝融入SolidWorks的设计过程中，可进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热分析和优化分析。SolidWorks Simulation凭借着快速解算器的强有力支持，使得研发人员能够实现设计仿真一体化。