激FEX---中国自主研发的有限元分析与优化设计软件系统张洪武，关振群，亢战，李云鹏，赵国忠，陈飙松，戴磊，连志强，顾元宪，钟万勰（大连理工大学工程力学系/工业装备结构分析国家重点实验室，116024）摘要激FEX是大连理工大学工程力学系/工程力学研究所/工业装备结构分析国家重点实验室联合研制开发的具有创新算法和自主版权的大型通用有限元分析与优化设计软件。自1981年推出第一个版本以来，激FEX软件系统已发展成为中国计算力学与CAE研究领域最具特色的有限元分析与优化设计软件之一。激FEX于1999、2004年获国家计算机软件著作权，到目前为止已经发展到激FEX5.0版。本文结合作者近期研究工作，全面介绍激FEX软件的发展及其相关的理论、方法与关键技术。1概述激FEX系统是具有创新算法和自主版权的大型通用有限元分析和优化设计的集成化软件系统，是大连理工大学工程力学系/工程力学研究所/工业装备结构分析国家重点实验室近三十多年研究开发应用的成果积累，也是国产有限元软件产业发展中的重要进展。激FEX的研发目的是开发具有先进实用的工业装备结构优化设计功能的高性能CAE应用软件，为装备制造业提供功能先进、实用方便的自主产权CAE软件。激FEX的突出特点是将有限元分析和优化设计合二为一，改变了CAE系统只能仿真分析不能优化设计的观念，提升了CAE技术在整个设计流程中的地位，成为数字化产品创新设计的核心技术。在相当长时期内，激FEX的多功能结构分析与优化设计核心技术处于国际领先地位，改变了先进国家对核心CAE技术在我国的绝对控制局面。激FEX研发的基础是多层子结构分析程序激GFEX、微机有限元分析软件DDJ-W、计算机辅助结构优化设计软件MCADS等，这些软件曾在许多工业部门推广应用并且发挥了重要作用。激GFEX的发展始于二十世纪七十年代，是中国最早开发出来的有自主版权的大型通用有限元分析软件，于1981年通过了由中国国家教育部组织的技术鉴定，其后投入工程应用，在运七飞机、气垫船、直线粒子加速器、重庆长江大桥等许多重要工程结构设计分析中应用。在其后十几年时间里，激GFEX软件系统在应用中不断发展，并相继发展了一批分支软件，如微机通用有限元分析软件系统DDJ-W、海洋石油平台设计分析软件DASOS-J、高层建筑结构设计分析软件DASTAB、屈曲稳定分析软件DDJTJQ、建筑结构计算机辅助设计软件FCAD、结构优化设计软件DDDU、计算机辅助结构优化设计软件MCADS、激GFEX的微机版本激GFEX－W以及结构与多孔介质相互作用动力学与渗流分析软件DIASS等。坚持自主软件研究开发和工程应用，近十多年来，激FEX集成了这些软件的功能并进一步发展，1995年在国家科委组织的“第二次全国自主版权CAD支撑软件评测”中获得有限元软件类唯一的一等奖，1996年又获国家“八五”科技攻关重大科技成果奖，1998年被列为863/CIMS目标产品发展计划支持项目。1999年获国家教育部科技进步二等奖，2005年获辽宁省科技进步二等奖。目前为第五个版本，既激FEX5.0。激FEX应用范围覆盖了航空、航天、机械、车辆、土木、建筑、水利、电力、石化等各个工业领域。2激FEX5.0的基本框架与功能模块---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---激FEX5.0适用于各种工程结构、工业装备和机电产品的强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计。作为一个通用的有限元分析与优化设计软件，激FEX5.0具有前处理系统AutoFEM，后处理系统AutoGRAFE，有限元分析系统和优化设计系统四个子系统。四个子系统通过一个集成调度环境紧密联系在一起。2.1前处理系统AutoFEM激FEX的有限元建模前处理子系统AutoFEM，是基于AutoCAD/MDT的有限元建模软件，实现了CAE/CAD一体化。AutoFEM具有全面的结构模型化能力，适用于处理各种复杂的结构模型。AutoFEM可直接利用几何模型建立有限元计算模型；快捷灵活的多种有限元网格生成方法：2D/3D自由网格法（Delaunay和AFT方法）、映射法、扫描法、转换法、编织法，可用于平面、曲面、三维实体的网格生成；交互式建立各种截面形状及任意空间位置的框架结构模型；交...