有限元软件有哪些（岩土工程有限元分析软件）

　　来源：中国岩土网、漫谈工程地质，版权归原作者所有，侵删
　　总的来说，岩土工程和结构工程不同，结构工程涉及的材料大多是人工材料，很多模型通过准确的分析结构的力学与变形性质，而岩土工程所面临的材料则主要是岩土体，伴随着岩土材料的各种变异性，使得对岩土的分析显得不是那么确定。因此各岩土软件均在自己擅长的领域各显身手，凭着自己的独特的功夫称霸一方，沉沉浮浮。以下借用金庸的武林人物及功夫来形容各岩土软件，权当饭后谈笑之资。考虑到这些软件在不同的领域各有千秋，以下叙述排名不分先后，心血来潮随意写写吧。
　　1、六脉神剑——MIDAS
　　新版天龙中段誉来自思密达，他的看家本领六脉神剑也跑到棒子国去了，虽然时灵时不灵，好歹也是高级货。高大上的MIDAS同样产自思密达，玩过魔兽3的朋友可能知道，其实MIDAS本意是希腊神话中的战神，具有点石成金的本领。韩国人可能寓意是他们的软件也可以点石成金，点木成桥。凭心而论，无论从哪个角度，MIDAS都算高大上。自02年进入中国以来，针对的都是高大上的项目，比如北京奥运会体育场馆、各地高层建筑、特种结构工程以及桥梁、隧道等都曾用MIDAS。目前旗下岩土产品MIDAS/GTS（岩土与隧道三维有限元分析软件），其他几个都是建筑和桥梁方面的。与传统的岩土工程设计不同，MIDAS致力于通过有限元分析与仿真的研究，不过与结构工程不同的是，岩土材料的差异性以及本构模型的适用性造成有限元的结果用于设计时始终都存有争议。不过不可否认的是，他们的图就像韩国帅哥美女一样，整的还是挺pp的。
　　2、太极拳——理正岩土
　　太极拳是张三丰搞得原创，纯国产，练的人也多。理正走的也是这条路子，也是本土国货，国内比较早就开始做岩土设计，国人大都较为熟悉。比较扎实的做传统岩土设计，填补了国内岩土软件的空白。没有数值分析模块，和MIDAS相比，完全是另一个风格，后来事业做大了，逐渐向工程管理、信息管理等方面拓展，连我们单位的OA系统竟然也是理正的，以前以为他们只做岩土软件。涵盖了基坑、挡墙、地基、勘察等大部分岩土问题，与有限元软件相比，较容易上手，不过用的多了，也发现有些细节处理的有点问题，对规范的理解还是有些偏差。总体来说，是很实用的设计软件，在国内设计院有众多忠实的用户，理正对中国的现代化建设的贡献自不用多说了。
　　3、降龙十八掌——GEO5
　　大家都只知道降龙十八掌的特点就是八个字：简单实用，威力无穷。真正把降龙十八掌发扬光大的不是郭靖，是萧峰，契丹人。GEO5也是一款外国货，来自捷克土木工程软件公司Fine，专注岩土设计20多年，在欧美名气很大，主流的岩土设计软件，已拥有了3000多家用户，不知什么原因一直没进入中国。近一两年汉化后并加入中国规范才正式登陆大陆，在中国算是一颗冉冉升起的新星。本人较早下载试用版来把玩过，第一感觉就是极易上手，而且越玩越觉得这小样还真有点意思。初看起来很像理正，仔细玩下去发现GEO5的很多细节处理的更为精细，觉得GEO5更贴近设计师，更了解我们设计师的习惯，很吻合GEO5的设计理念——简洁高效。设计思路可以通过旁边的按钮十分清晰的展现，据说他们主打的口号是——＂好用＂，呵呵，简洁范儿。据说GEO5是目前唯一一款同时兼容中欧美规范的中文版软件，实用性很强，特别适用于近几年＂走出去＂的中国设计院。另外值得一提的是GEO5的计算书更接近于一个设计报告，与现在很多软件计算书只是简单的堆砌设计数据相比，GEO5的确算是十分难得，我审过不少边坡基坑什么项目，每次看到他们的计算书都头大，等于要自己重算一遍，在这方面GEO5的计算书是一亮点。弱点是虽然他们也有三维地质建模，但是GEO5没有真正的三维数值分析模块，不过这好像也并不是他们的发展理念吧。想用三维数值分析做科研的童鞋，还是选择FLAC3D或者PLAXIS 3D吧。不过GEO5的2D有限元分析软件也算的上是数值分析软件中数一数二的极易实用的岩土工程有限元软件。最重要的是这个软件出了一个个人版，价格便宜到没有其他软件可以出其右，同时和企业版没啥区别，就是没有欧美规范里面的验算方法，中国规范的话没有任何问题。
　　4、葵花宝典——FLAC3D
　　没点＂自宫精神＂还真的搞不定这个玩意儿，一旦搞定，绝对是高端人士。来自美国Itasca公司，一款基于有限差分法的数值分析软件，主要用于科研领域，在学校的时候常用，一个比较鲜明的特色是可以模拟岩土体的形成过程，可以很方便的模拟分析岩土体的开挖施工过程，也即在模拟物理上的不稳定过程不存在数值上的障碍。对模拟塑性破坏和塑性流动采用的是＂混合离散法＂。这种方法比有限元法中通常采用的＂离散集成法＂更为准确、合理。可以采用多种本构模型进行分析，当进行大变形非线性问题或模拟实际可能出现不稳定问题时，FLAC3D可以大展身手。不过它的前处理功能较弱，复杂三维模型的建立比较困难。另外，FLAC3D 需要用户自己编写模型程序，形式复杂而且容易出错，喜欢命令流的童鞋估计很喜欢，不过FLAC3D后处理更方便。
　　5、乾坤大挪移——ABAQUS
　　乾坤大挪移又是来自异邦波斯的武功，高大上是必须的。ABAQUS来自法国达索SIMULIA公司，在处理非线性材料方面的能力十分卓越，考虑到岩土材料主要是非线性材料，因此ABAQUS十分适合在岩土方面的应用。ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库，并拥有各种类型的材料模型库。能解决大量结构（应力 / 位移）问题，还可以模拟热传导岩土力学分析（流体渗透 / 应力耦合分析）等，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题，对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。就不同材料的接触问题而言，ABAQUS优势明显。主要应用于科研，在工程设计领域应用的并不多。
　　6、易筋经——Geostudio
　　易筋经名气很大，主要内功心法，练好了还是很牛逼的。众多武林人士到少林寺都要练练，反正又不会死人，哈哈！Geostudio，一款在国内较为流行的专业、高效而且功能强大的适用于岩土工程和岩土环境模拟计算的仿真软件。特别是Geostudio 2007，一个突出优点就是它的所有软件都可以在同一环境下运行，这就意味着用户只需建一个几何模型，就可以在所有软件中使用，这为用户节省了许多建模的时间。另外，用户可以在求解区域上定义模型的边界条件和材料属性，而不是在有限元网格上定义，这样做的好处是我们可以随意修改几何模型而不必担心先前定义的模型属性丢失。例如，如果增加土层厚度，模型的边界条件也会随着土层厚度的改变而移动，同时，新的有限元网格也会自动生成，建模十分方便。与其他软件相比，Geostudio的地震响应分析软件在分析线性、非线性土体的水平向与竖向耦合动态响应独具特色。另外，Geostudio的三维渗流分析软件Seep3D将强大的交互式三维设计引入饱和、非饱和地下水的建模中，在渗流分析方面功能十分强大。还值得一提的是，它的等势线动画演示功能也很有特色。同时适用于工程应用与科研。
　　7、北冥神功——Rocscience
　　北冥神功是逍遥派大师无涯子搞出来的，同样Rocscience出自加拿大岩石力学大师级人物Evert Hoek之手，这位老头子出生在津巴布韦，酒桌上大家念成＂斤把不为＂的地方，哈哈。记得在校时老板就十分推崇这位牛人，甚至老板自己编写的岩坡稳定性分析与设计程序都是照着Evert Hoek写的书来编的，书名叫《Rock　Slope Engineering》，这本书有中文版，在此也推荐给各位岩友。Rocscience旗下的产品有Dips、Slide、Phase、Examine、RocSupport等软件，在岩石工程方面独具特色，他的一些小工具如结构面分析工具Dips、沉降分析Settle等都挺好用的。
　　8、美女拳法——启明星
　　美女拳法出自杨过，跟小龙女眉来眼去的时候搞出来的，威力还行，功力差点。启明星来自同济，依托国内一流土木高校，专攻基坑、桩基等岩土问题。主要的产品有：基坑、桩基、浅基础、风电基础、边坡、降水、基坑开挖环境影响，和中国规范（包括国标和行标）贴合较紧密，并引入各种新方法和新分析途径，上海一带用的还是挺多的，比较适合于工程设计，上手较易。缺点是和其他国内设计软件类似，和洋货比起来设计界面还是显得过于朴素，用户友好度不是很高。
　　9、弹指神通——PLAXIS
　　弹指神通乃黄药师得意之作，使用时形态风骚，实用性也不错。大型岩土工程有限元设计计算软件Plaxis，来自荷兰，最近和清华的一个同事聊起来，才知道他的导师宋二祥是PLAXIS源代码的编写者之一，这个世界真是太小了。PLAXIS可以分析岩土工程学中2D 和 3D的变形，稳定性，以及地下水渗流等。软件包括Plaxis动力模块,PlaxFlow地下水渗流模块,Plaxis三维隧道软件 V2,Plaxis三维基础软件，其中三位基础然间可以计算现行的所有大型桩筏基础。与其他大型岩土有限元分析软件相比，个人觉得PLAXIS算是比较好上手的，它解决的问题也更贴近工程一些，应用性比较强，能够计算两类工程问题：平面应变问题和轴对称问题，能够模拟元素包括：土体、墙板梁、结构域土体的基础面、锚杆、土工织物、隧道、桩。在分级加载方面的分析功能比较强大。
　　10、小无相功——ADINA
　　小无相功也是逍遥派高端神功，但知道的人就不多了。ADINA就是这种名气不大的高端货，从全称Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis 里就可以知道它的特点，没错，ADINA的动力有限元分析功能很强，以前曾经用它分析标贯试验的动力贯入过程摸过一阵子。在建模方面很直接，可以直接创建，也可以从cad里导入，之所以可以用于动力有限元模拟，主要在于物理特性、载荷和边界条件可直接分配到模型的几何图形上，有限元网格因此得到修改，而不受模型清晰度的影响，可以灵活控制单元大小分布。在分析结构震动、冲击波分析时很牛，主要高校和一些军工企业的科研。
　　11、先天功——Zsoil
　　王重阳的先天神功，没人看过，小说里面没出场就挂了的牛人不多，王重阳算一个。Zsoil就是老外玩的听过没见过的高端货 ，对我来说，比较神秘，只听其名，未曾使用，不知道它与其他有限元比起来又有什么特色，还望达人交流一下，可以的话传一个PJ版或者视频教程什么的上来。