軟件的歷史
發(fā)布時間:2017-01-19 來源: 歷史回眸 點擊:
軟件的歷史篇一:軟件工程的發(fā)展歷史
1.世界上第一個計算機程序員
第一個寫軟件的人是Ada(Augusta Ada Lovelace),在1860年代她嘗試為 Babbage(Charles Babbage)的機械式計算機寫軟件。盡管他們的努力失敗了,但他們的名字永遠載入了計算機發(fā)展的史冊。她的父親就是那個狂熱的,不趨炎附勢的激進詩人和冒險家拜倫。她本身也是一個光彩照人的人物—數(shù)學(xué)尖子和某種程度上的賭徒。她最重要的貢獻來自于與發(fā)明家Charles Babbage的合作,從而設(shè)計出世界上首批大型計算機—Difference Engine和Analytical Engine。她甚至認為如果有正確的指令,Babbage的機器可以用來作曲,這是一個多么瘋狂的想法,因為當(dāng)時大多數(shù)人只把它看成是一個機械化算盤,而她卻有渲染力和感召力來傳播她的思想。
2.現(xiàn)代計算機軟件的出現(xiàn)
20世紀50年代,軟件伴隨著第一臺電子計算機的問世誕生了。以寫軟件為職業(yè)的人也開始出現(xiàn),他們多是經(jīng)過訓(xùn)練的數(shù)學(xué)家和電子工程師。1960年代美國大學(xué)里開始出現(xiàn)授予計算機專業(yè)的學(xué)位,教人們寫軟件。
在計算機系統(tǒng)發(fā)展的初期,硬件通常用來執(zhí)行一個單一的程序,而這個程序又是為一個特定的目的而編制的。早期當(dāng)通用硬件成為平常事情的時候,軟件的通 用性卻是很有限的。大多數(shù)軟件是由使用該軟件的個人或機構(gòu)研制的,軟件往往帶有強烈的個人色彩。早期的軟件開發(fā)也沒有什么系統(tǒng)的方法可以遵循,軟件設(shè)計是 在某個人的頭腦中完成的一個隱藏的過程。而且,除了源代碼往往沒有軟件說明書等文檔。
3.軟件危機
從60年代中期到70年代中期是計算機系統(tǒng)發(fā)展的第二個時期,在這一時期軟件開始作為一種產(chǎn)品被廣泛使用,出現(xiàn)了“軟件作坊”專職應(yīng)別人的需求寫軟 件。這一軟件開發(fā)的方法基本上仍然沿用早期的個體化軟件開發(fā)方式,但軟件的數(shù)量急劇膨脹,軟件需求日趨復(fù)雜,維護的難度越來越大,開發(fā)成本令人吃驚地高, 而失敗的軟件開發(fā)項目卻屢見不鮮!败浖C”就這樣開始了!
“軟件危機”使得人們開始對軟件及其特性進行更深一步的研究,人們改變了早期對軟件的不正確看法。早期那些被認為是優(yōu)秀的程序常常很難被別人看懂,通篇充滿了程序技巧。現(xiàn)在人們普遍認為優(yōu)秀的程序除了功能正確,性能優(yōu)良之外,還應(yīng)該容易看懂、容易使用、容易修改和擴充。
1968年北大西洋公約組織的計算機科學(xué)家在聯(lián)邦德國召開的國際學(xué)術(shù)會議上第一次提出了“軟件危機”(software crisis)這個名詞。 概括來說,軟件危機包含兩方面問題:一、如何開發(fā)軟件,以滿足不斷增長,日趨復(fù)雜的需求;二、如何維護數(shù)量不斷膨脹的軟件產(chǎn)品。
4.軟件工程的提出
1968年秋季,NATO(北約)的科技委員會召集了近50名一流的編程人員、計算機科學(xué)家和工業(yè)界巨頭,討論和制定擺脫“軟件危機”的對策。在那次會議上第一次提出了軟件工程(software engineering)這個概念。
軟件工程是一門研究如何用系統(tǒng)化、規(guī)范化、數(shù)量化等工程原則和方法去進行軟件的開發(fā)和維護的學(xué)科。軟件工程包括兩方面內(nèi)容:軟件開發(fā)技術(shù)和軟件項目 管理。軟件開發(fā)技術(shù)包括軟件開發(fā)方法學(xué)、軟件工具和軟件工程環(huán)境。軟件項目管理包括軟件度量、項目估算、進度控制、人員組織、配置管理、項目計劃等。
5.傳統(tǒng)軟件工程
為迎接軟件危機的挑戰(zhàn),人們進行了不懈的努力。這些努力大致上是沿著兩個方向同時進行的。
一是從管理的角度,希望實現(xiàn)軟件開發(fā)過程的工程化。這方面最為著名的成果就是提出了大家都很熟悉的“瀑布式”生命周期模型。它是在60年代末“軟件危機”后出現(xiàn)的第一個生命周期模型。如下所示:
分析 → 設(shè)計 → 編碼 → 測試 → 維護
后來,又有人針對該模型的不足,提出了快速原型法、螺旋模型、噴泉模型等對“瀑布式”生命周期模型進行補充,F(xiàn)在,它們在軟件開發(fā)的實踐中被廣泛采用。
這方面的努力,還使人們認識到了文檔的標(biāo)準(zhǔn)以及開發(fā)者之間、開發(fā)者與用戶之間的交流方式的重要性。一些重要文檔格式的標(biāo)準(zhǔn)被確定下來,包括變量、符號的命名規(guī)則以及原代碼的規(guī)范式。
軟件工程發(fā)展的第二個方向,側(cè)重與對軟件開發(fā)過程中分析、設(shè)計的方法的研究。這方面的重要成果就是在70年代風(fēng)靡一時的結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法,即PO(面向過程的開發(fā)或結(jié)構(gòu)化方法)以及結(jié)構(gòu)化的分析、設(shè)計和相應(yīng)的測試方法。
軟件工程的目標(biāo)是研制開發(fā)與生產(chǎn)出具有良好的軟件質(zhì)量和費用合算的產(chǎn)品。費用合算是指軟件開發(fā)運行的整個開銷能滿足用戶要求的程度,軟件質(zhì)量是指該 軟件能滿足明確的和隱含的需求能力有關(guān)特征和特性的總和。軟件質(zhì)量可用六個特性來作評價,即功能性、可靠性、易使用性、效率、維護性、易移植性。
6.現(xiàn)代軟件工程
軟件不是純物化的東西,其中包含著人的因素,于是就有很多變動的東西,不可能像理想的物質(zhì)生產(chǎn)過程,基于物理學(xué)等的原理來做。早期的軟件開發(fā)僅考慮 人的因素,傳統(tǒng)的軟件工程強調(diào)物性的規(guī)律,現(xiàn)代軟件工程最根本的就是人跟物的關(guān)系,就是人和機器(工具、自動化)在不同層次的不斷循環(huán)發(fā)展的關(guān)系。
面向?qū)ο蟮姆治、設(shè)計方法(OOA和OOD)的出現(xiàn)使傳統(tǒng)的開發(fā)方法發(fā)生了翻天覆地的變化。隨之而來的是面向?qū)ο蠼UZ言(以UML為代表)、軟件復(fù)用、基于組件的軟件開發(fā)等新的方法和領(lǐng)域。
與之相應(yīng)的是從企業(yè)管理的角度提出的軟件過程管理。即關(guān)注于軟件生存周期中所實施的一系列活動并通過過程度量、過程評價和過程改進等涉及對所建立的 軟件過程及其實例進行不斷優(yōu)化的活動使得軟件過程循環(huán)往復(fù)、螺旋上升式地發(fā)展。其中最著名的軟件過程成熟度模型是美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)軟件工程研究所 (SEI)建立的CMM(Capability Maturity Model),即能力成熟度模型。此模型在建立和發(fā)展之初,主要目的是為大型軟件項目的招投標(biāo)活動提供一種全面而客觀的評審依據(jù),而發(fā)展到后來,又同時被 應(yīng)用于許多軟件機構(gòu)內(nèi)部的過程改進活動中。
軟件的歷史篇二:軟件工程的發(fā)展史
軟件工程發(fā)展史
軟件工程的發(fā)展史還得從它的誕生說起。第一個寫軟件的人是Ada(Augusta Ada Lovelace),在1860年代她嘗試為Babbage(Charles Babbage)的機械式計算機寫軟件,但失敗了。盡管他們的努力失敗了,但他們的名字永遠載入了計算機發(fā)展的史冊。她最重要的貢獻來自于與發(fā)明家Charles Babbage的合作,從而設(shè)計出世界上首批大型計算機—Difference Engine和Analytical Engine。她甚至認為如果有正確的指令,Babbage的機器可以用來作曲,這是一個多么瘋狂的想法,當(dāng)時大多數(shù)人只把它看成是一個機械化算盤,而她卻有渲染力和感召力來傳播她的思想。
20世紀50年代,軟件伴隨著第一臺電子計算機的問世誕生了。以寫軟件為職業(yè)的人也開始出現(xiàn),他們多是經(jīng)過訓(xùn)練的數(shù)學(xué)家和電子工程師。那時計算機剛被從軍用領(lǐng)域轉(zhuǎn)向民用領(lǐng)域使用,編寫程序的工作被是同為藝術(shù)家的創(chuàng)作。1960年代美國大學(xué)里開始出現(xiàn)授予計算機專業(yè)的學(xué)位,教人們寫軟件。在計算機系統(tǒng)發(fā)展的初期,硬件通常用來執(zhí)行一個單一的程序,而這個程序又是為一個特定的目的而編制的。早期當(dāng)通用硬件成為平常事情的時候,軟件的通用性卻是很有限的。大多數(shù)軟件是由使用該軟件的個人或機構(gòu)研制的,軟件往往帶有強烈的個人色彩。早期的軟件開發(fā)也沒有什么系統(tǒng)的方法可以遵循,軟件設(shè)計是在某個人的頭腦中完成的一個隱藏的過程。而且,除了源代碼往往沒有軟件說明書等文檔。 這個時期計算機硬件從電子管電子計算機發(fā)展到晶體管電子計算機,價格昂貴,運算速度低,存儲量小。軟件通常是規(guī)模較小的程序,軟件的設(shè)計開發(fā)者和使用者往往是同一個人。軟件設(shè)計通常只注意如何節(jié)省存儲單元、提高運算速度,除了程序清單之外,沒有其他任何文檔資料。
計算機發(fā)展的第二個時期是60年代中期到70年代中期。美國大學(xué)開始授予計算機專業(yè)的學(xué)位,有了軟件課程。在這一階段,軟件逐步進化為一種產(chǎn)品被使用,但在此時期,由于軟件開發(fā)的方法基本上仍然沿用早期的個體化軟件開發(fā)方式,其數(shù)量急劇膨脹,不能及時滿足用戶要求,維護的難度越來越大,質(zhì)量得不到保證,“軟件危機”也隨之而來。
由IBM公司的OS/360系統(tǒng)和美國空軍后勤系統(tǒng),在開發(fā)過程中很大的工作量,最后都以失敗告終。其中OS/360系統(tǒng)由4000個模塊組成,共約100萬條指令,花費了5000人的年工作量,經(jīng)費達數(shù)千美元,結(jié)果卻失敗了。
這一重創(chuàng)使人們開始對軟件及其特性進行更深一步的研究,人們開始改變了早期對軟件的不正確看法。開始往容易被看懂、容易使用、容易修改和擴充方面發(fā)展。
1968年北大西洋組織(NATO)的計算機科學(xué)家在聯(lián)邦德國召開國際會議,正式提出了“軟件工程”(Software Engineering)的術(shù)語。從此一門新興的工程學(xué)科誕生了。
計算機2班 學(xué)號:
20世紀70年代到80年代,軟件發(fā)展的第三個時期。這個時期硬件發(fā)展到大規(guī)模集成電路計算機,計算機硬件的功能和質(zhì)量都不斷提高。但“軟件危機”依然不斷增長,面對這種情況,軟件工程學(xué)把軟件作為一種產(chǎn)品批量生產(chǎn)。軟件工程運用工程學(xué)的基本原理和方法來組織和管理軟件生產(chǎn),以保證軟件產(chǎn)品的質(zhì)量和提高軟件生產(chǎn)率。
20世紀80年代至今,計算機系統(tǒng)發(fā)展的第四代不單是單臺的計算機和計算機系統(tǒng),而是計算機軟件和硬件的綜合效果。軟件不是純化的東西,其中包含著人的因素,于是就有很多變動的東西,不可能像理想的物質(zhì)生產(chǎn)過程,基于物理學(xué)等的原理來做。
20世紀末開始流行的Internet給人們提供了一種全球范圍的信息基礎(chǔ)設(shè)施,形成了一個資源豐富的計算平臺,未來如何在Internet平臺上進一步整合資源,形成巨型的、高效的、可信的虛擬環(huán)境,使所有資源能夠高效、可信地為所有用戶服務(wù),成為軟件技術(shù)的研究熱點。
Internet平臺具有一些傳統(tǒng)軟件平臺不具備的特征:分布性、節(jié)點的高度自治性、開放性、異構(gòu)性、不可預(yù)測性、連接環(huán)境的多樣性等。這對軟件工程的發(fā)展提出了新的問題。軟件工程需要新的理論、方法和技術(shù)和平臺來應(yīng)對這個問題。目前投入很大精力研究的中間件技術(shù)就是這方面的典型代表。
從最早的瀑布模型到現(xiàn)在光為人所知的云計算,軟件工程幾乎每隔5-10年就會獲得一次突破性發(fā)展,而且有關(guān)軟件語言從最早的面向程序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向為面向?qū)ο,極大的提升了軟件編程的效率。目前,軟件工程經(jīng)過50多年的發(fā)展,已經(jīng)深入到社會生活的各個層面,可以說,現(xiàn)代社會生活,幾乎在每一個方面都涉及到軟件工程。
軟件的歷史篇三:有限元軟件歷史
FEA軟件的發(fā)展歷史
有限元方法思想的萌芽可以追溯到18世紀末,歐拉在創(chuàng)立變分法的同時就曾用與現(xiàn)代有限元相似的方法求解軸力桿的平衡問題,但那個時代缺乏強大的運算工具解決其計算量大的困難。Courant(1943)用最小勢能原理和現(xiàn)代有限元法中的線性三角元求解st Venant彈性扭轉(zhuǎn)問題,但未能引起足夠重視。波音飛機工程師Turner,Clough等人在1956年首次將有限元法用于飛機機翼的結(jié)構(gòu)分析,吹響了有限元的號角,有限元這一名稱在1960年正式提出。
有限元方法的理論和程序主要來自各個高校和實驗室,早期有限元的主要貢獻來自于Berkeley大學(xué)。Berkeley的Ed Wilson發(fā)布了第一個程序,其他著名的研究成員有J.R.Hughes,Robert Tayor,Juan Simo等人,第一代的程序沒有名字,第二代線性程序就是著名的SAP(structural analysis program),非線性程序就是NONSAP。 位于洛杉磯的MSC公司自1963創(chuàng)立并開發(fā)了結(jié)構(gòu)分析軟件SADSAM,在1966年NASA招標(biāo)項目中參與了Nastran的開發(fā)。1969年NASA推出第一個Nastran版本,MSC對原始的Nastran做了大量的改進并于1971年推出自己的專利版本MSC.Nastran,1983年股票上市并開始了一系列并購重組的活動。
第一批非線性有限元方法的主要貢獻者有Argyris(1965),Marcal和King(1967),其中Pedro Marcal畢業(yè)于Berkeley大學(xué),任教于Brown大學(xué),于1969年創(chuàng)建了第一家非線性有限元軟件公司MARC公司,在1999年被MSC公司收購。
K.J. Bathe是Ed Wilson在Berkeley的學(xué)生,后來在MIT任教,期間他在NONSAP的基礎(chǔ)上發(fā)表了著名的非線性求解器ADINA(Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis),其源代碼因為長時期廣泛流傳而容易獲得。Bathe的著作豐厚,結(jié)合公布的源代碼,讓后來者獲益匪淺,讓人敬佩。
David Hibbitt是Pedro Marcal在Brown的博士生,Hibbitt在1972年與Karlsson和Sorensen共同建立HKS公司,推出了Abaqus軟件。有人在比較ADINA和Abaqus的時候認為,ADINA的技術(shù)更先進求解能力更強大,只是其商業(yè)化程度低,前后處理能力差。Abaqus憑借強大的技術(shù)、出色的前后處理和可拓展的二次開發(fā)功能,穩(wěn)占高校和研究所的市場,論文發(fā)表數(shù)量多。
John Swanson博士在Westinghouse公司為核能應(yīng)用方面發(fā)展了一個非線性有限元程序(主要是關(guān)注非線性材料),于1970年創(chuàng)建SASI(Swanson Analysis System,Inc)公司,后來重組更名為ANSYS公司,ANSYS是著名的多物理材料非線性有限元軟
件,通過并購發(fā)展迅速壯大,模塊越來越多,商業(yè)化程度和市場占有率很高。 Wilkins(1964)在DOE實驗室的工作強烈地影響了早期的顯式有限元方法,Costantino(1967)在芝加哥的IIT研究院開發(fā)了可能是第一個顯式有限元程序。 顯式有限元技術(shù)經(jīng)過發(fā)展和積累迎來了其里程碑式的工作。在美國Lawrence Livermore國家實驗室的John Hallquist主持下1975年開始為核武器彈頭設(shè)計開發(fā)分析工具,他吸取了前面許多人的成果,并且與Berkeley的研究員包括Jerry Goundreau,Bob Taybor,Tom Hughes和Juan Simo等緊密交流合作,在他的令人敬畏的編程效率作用下,次年發(fā)布DYNA程序。后經(jīng)過擴充和改進,得到美國能源部的大力資助和ANSYS,MSC,ETA等著名公司的加盟。
在20世紀80年代,DYNA程序首先被法國ESI公司商業(yè)化,命名為PAM-CRASH。1988年,John Hallquist創(chuàng)建LSTC(Livermore Software Technology Corporation公司,發(fā)行和擴展DYNA程序商業(yè)化版本LS-DYNA。同樣是1988年,MSC在DYNA3D的框架下開發(fā)了MSC.Dyna并于1990年發(fā)布第一個版本,另外在1989年收購荷蘭的流體軟件公司PISCES,將DYNA的Lagrange格式的FEM算法和PISCES的Euler格式的FVM及流體-結(jié)構(gòu)耦合算法充分融合后于1993年發(fā)布了以強大的ALE算法而著名的MSC.Dytran。
其后MSC.Dytran一直著力在單元庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、前后處理等方面是修改使其與MSC.Nastran取得完全一致,其技術(shù)領(lǐng)先的地位開始喪失。2003年MSC與LSTC達成全面合作的協(xié)議,將LS-DYNA最新版的程序完全集入MSC.Dytran中。MSC在1999年收購Marc之后開始了將Nastran,Marc,Dytran完全融合的工作,并于2006發(fā)布多物理平臺MD.Nastran,但就目前的情況來看還有很長的路要走。 PAM-CRASH和LS-DYNA在發(fā)展和完善了自己的ALE算法之后更引進了先進的無網(wǎng)格技術(shù),PAM-CRASH, LS-DYNA以及AUTODYN(高速瞬態(tài)動力分析軟件,原為Century Dynamics公司,后被ANSYS收購,已被植入ANSYS11)均包含了SPH算法,其中AUTODYN的SPH算法支持各向異性材料,LS-DYNA另外包含EFG算法。(end)
FEA的發(fā)展歷程
有限元方法思想的萌芽可以追溯到18世紀末,歐拉在創(chuàng)立變分法的同時就曾用與現(xiàn)代有限元相似的方法求解軸力桿的平衡問題,但那個時代缺乏強大的運算工
具解決其計算量大的困難。Courant(1943)用最小勢能原理和現(xiàn)代有限元法中的線性三角元求解st Venant彈性扭轉(zhuǎn)問題,但未能引起足夠重視。波音飛機工程師Turner,Clough等人在1956年首次將有限元法用于飛機機翼的結(jié)構(gòu)分析,吹響了有限元的號角,有限元這一名稱在1960年正式提出。
有限元方法的理論和程序主要來自各個高校和實驗室,早期有限元的主要貢獻來自于Berkeley大學(xué)。Berkeley的Ed Wilson發(fā)布了第一個程序,其他著名的研究成員有J.R.Hughes,Robert Tayor,Juan Simo等人,第一代的程序沒有名字,第二代線性程序就是著名的SAP(structural analysis program),非線性程序就是NONSAP。
位于洛杉磯的MSC公司自1963創(chuàng)立并開發(fā)了結(jié)構(gòu)分析軟件SADSAM,在1966年NASA招標(biāo)項目中參與了Nastran的開發(fā)。1969年NASA推出第一個Nastran版本,MSC對原始的Nastran做了大量的改進并于1971年推出自己的專利版本MSC.Nastran,1983年股票上市并開始了一系列并購重組的活動。
第一批非線性有限元方法的主要貢獻者有Argyris(1965),Marcal和King(1967),其中Pedro Marcal畢業(yè)于Berkeley大學(xué),任教于Brown大學(xué),于1969年創(chuàng)建了第一家非線性有限元軟件公司MARC公司,在1999年被MSC公司收購。
K.J. Bathe是Ed Wilson在Berkeley的學(xué)生,后來在MIT任教,期間他在NONSAP的基礎(chǔ)上發(fā)表了著名的非線性求解器ADINA(Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis),其源代碼因為長時期廣泛流傳而容易獲得。Bathe的著作豐厚,結(jié)合公布的源代碼,讓后來者獲益匪淺,讓人敬佩。
David Hibbitt是Pedro Marcal在Brown的博士生,Hibbitt在1972年與Karlsson和Sorensen共同建立HKS公司,推出了Abaqus軟件。有人在比較ADINA和Abaqus的時候認為,ADINA的技術(shù)更先進求解能力更強大,只是其商業(yè)化程度低,前后處理能力差。Abaqus憑借強大的技術(shù)、出色的前后處理和可拓展的二次開發(fā)功能,穩(wěn)占高校和研究所的市場,論文發(fā)表數(shù)量多。
John Swanson博士在Westinghouse公司為核能應(yīng)用方面發(fā)展了一個非線性有限元程序(主要是關(guān)注非線性材料),于1970年創(chuàng)建SASI(Swanson Analysis System,Inc)公司,后來重組更名為ANSYS公司,ANSYS是著名的多物理材料非線性有限元軟件,通過并購發(fā)展迅速壯大,模塊越來越多,商業(yè)化程度和市場占有率很高。
Wilkins(1964)在DOE實驗室的工作強烈地影響了早期的顯式有限元方法,
Costantino(1967)在芝加哥的IIT研究院開發(fā)了可能是第一個顯式有限元程序。顯式有限元技術(shù)經(jīng)過發(fā)展和積累迎來了其里程碑式的工作。在美國Lawrence Livermore國家實驗室的John Hallquist主持下1975年開始為核武器彈頭設(shè)計開發(fā)分析工具,他吸取了前面許多人的成果,并且與Berkeley的研究員包括Jerry Goundreau,Bob Taybor,Tom Hughes和Juan Simo等緊密交流合作,在他的令人敬畏的編程效率作用下,次年發(fā)布DYNA程序。后經(jīng)過擴充和改進,得到美國能源部的大力資助和ANSYS,MSC,ETA等著名公司的加盟。
在20世紀80年代,DYNA程序首先被法國ESI公司商業(yè)化,命名為PAM-CRASH。1988年,John Hallquist創(chuàng)建LSTC(Livermore Software Technology Corporation公司,發(fā)行和擴展DYNA程序商業(yè)化版本LS-DYNA。同樣是1988年,MSC在DYNA3D的框架下開發(fā)了MSC.Dyna并于1990年發(fā)布第一個版本,另外在1989年收購荷蘭的流體軟件公司PISCES,將DYNA的Lagrange格式的FEM算法和PISCES的Euler格式的FVM及流體-結(jié)構(gòu)耦合算法充分融合后于1993年發(fā)布了以強大的ALE算法而著名的MSC.Dytran。
其后MSC.Dytran一直著力在單元庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、前后處理等方面是修改使其與MSC.Nastran取得完全一致,其技術(shù)領(lǐng)先的地位開始喪失。2003年MSC與LSTC達成全面合作的協(xié)議,將LS-DYNA最新版的程序完全集入MSC.Dytran中。MSC在1999年收購Marc之后開始了將Nastran,Marc,Dytran完全融合的工作,并于2006發(fā)布多物理平臺MD.Nastran,但就目前的情況來看還有很長的路要走。PAM-CRASH和LS-DYNA在發(fā)展和完善了自己的ALE算法之后更引進了先進的無網(wǎng)格技術(shù),PAM-CRASH, LS-DYNA以及AUTODYN(高速瞬態(tài)動力分析軟件,原為Century Dynamics公司,后被ANSYS收購,已被植入ANSYS11)均包含了SPH算法,其中AUTODYN的SPH算法支持各向異性材料,LS-DYNA另外包含EFG算法。
有限元分析的發(fā)展趨勢
近年來隨著計算機技術(shù)的普及和計算速度的不斷提高,有限元分析在工程設(shè)計和分析中得到了越來越廣泛的重視,已經(jīng)成為解決復(fù)雜的工程分析計算問題的有效途徑。 1965年“有限元”這個名詞第一次出現(xiàn),到今天有限元在工程上得
到廣泛應(yīng)用,經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展歷史,理論和算法都已經(jīng)日趨完善。有限元的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化,就是將實際結(jié)構(gòu)假想地離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體,實際結(jié)構(gòu)的物理性能可以通過對離散體進行分析,得出滿足工程精度的
近似結(jié)果來替代對實際結(jié)構(gòu)的分析,這樣可以解決很多實際工程需要解決而理論分析又無法解決的復(fù)雜問題。 近年來隨著計算機技術(shù)的普及和計算速度的不斷提高,有限元分析在工程設(shè)計和分析中得到了越來越廣泛的重視,已經(jīng)成為解決復(fù)雜的工程分析計算問題的有效途徑,現(xiàn)在從汽車到航天飛機幾乎所有的設(shè)計制造都已離不開有限元分析計算,其在機械制造、材料加工、航空航天、汽車、土木建筑、電子電器,國防軍工,船舶,鐵道,石化,能源,科學(xué)研究等各個領(lǐng)域的廣泛使用已使設(shè)計水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:增加產(chǎn)品和工程的可靠性;在產(chǎn)品的設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)潛在的問題
經(jīng)過分析計算,采用優(yōu)化設(shè)計方案,降低原材料成本
縮短產(chǎn)品投向市場的時間
模擬試驗方案,減少試驗次數(shù),從而減少試驗經(jīng)費
國際上早在60年代初就開始投入大量的人力和物力開發(fā)有限元分析程序,但真正的CAE軟件是誕生于70年代初期,而近15年則是CAE軟件商品化的發(fā)展階段,CAE開發(fā)商為滿足市場需求和適應(yīng)計算機硬、軟件技術(shù)的迅速發(fā)展,在大力推銷其軟件產(chǎn)品的同時,對軟件的功能、性能,用戶界面和前、后處理能力,都進行了大幅度的改進與擴充。這就使得目前市場上知名的CAE軟件,在功能、性能、易用性﹑可靠性以及對運行環(huán)境的適應(yīng)性方面,基本上滿足了用戶的當(dāng)前需求,從而幫助用戶解決了成千上萬個工程實際問題,同時也為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工程應(yīng)用。
做出了不可磨滅的貢獻。目前流行的CAE分析軟件主要有NASTRAN、 ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。MSC-NASTRAN軟件因為和NASA的特殊關(guān)系,在航空航天領(lǐng)域有著很高的地位,它以最早期的主要用于航空航天方面的線性有限元分析系統(tǒng)為基礎(chǔ),兼并了PDA公司的PATRAN,又在以沖擊、接觸為特長的DYNA3D的基礎(chǔ)上組織開發(fā)了DYTRAN。近來又兼并了非線性分析軟件MARC,成為目前世界上規(guī)模最大的有限元分析系統(tǒng)。ANSYS軟件致力于耦合場的分析計算,能夠進行結(jié)構(gòu)、流體、熱、電磁四種場的計算,已博得了世界上數(shù)千家用戶的鐘愛。ADINA非線性有限元分析軟件由著名的有限元專家、
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