MSC 系列軟件發(fā)展歷程

MSC Software是全球領(lǐng)先的工程仿真軟件開發(fā)商，其發(fā)展歷程貫穿了多個關(guān)鍵技術(shù)與收購節(jié)點。1963年，MSC推出其標(biāo)志性產(chǎn)品Nastran，該軟件最初由NASA支持開發(fā)，成為結(jié)構(gòu)有限元分析領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此后，MSC通過自主研發(fā)與并購持續(xù)擴(kuò)展產(chǎn)品線：1989年推出多物理場仿真軟件Dytran，1990年發(fā)布動力學(xué)分析軟件ADAMS，1999年推出疲勞分析工具MSC Fatigue，2002年新增復(fù)合材料分析軟件Digimat，2011年推出云端仿真平臺Apex，2014年整合聲學(xué)仿真軟件Actran，逐步構(gòu)建了覆蓋多學(xué)科的高端仿真生態(tài)。

另一重要分支是Marc公司的技術(shù)整合。Marc公司成立于1967年，專注于非線性有限元分析軟件的開發(fā)，其核心產(chǎn)品Marc于1976年推出。1999年，MSC正式收購Marc公司，并將該軟件更名為MSC Marc，顯著增強(qiáng)了其在復(fù)雜非線性仿真領(lǐng)域的能力。此后，MSC通過多次技術(shù)迭代，使Marc成為材料大變形、接觸分析等場景的核心工具。

2017年是MSC發(fā)展的轉(zhuǎn)折點，全球領(lǐng)先的數(shù)字解決方案供應(yīng)商?？怂箍低瓿蓪?/span>MSC的收購，進(jìn)一步推動其仿真技術(shù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的深度融合。這一系列技術(shù)積累與戰(zhàn)略并購，使MSC Software從單一的結(jié)構(gòu)分析工具，逐步發(fā)展為涵蓋結(jié)構(gòu)、流體、聲學(xué)、多體動力學(xué)等領(lǐng)域的全棧仿真平臺，持續(xù)引領(lǐng)全球工程仿真技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用。

MSC Nastran 多學(xué)科FEA解決方案

MSC Nastran是一款業(yè)界領(lǐng)先的多學(xué)科結(jié)構(gòu)分析軟件，被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、電子等眾多行業(yè)中。MSC Nastran不僅支持線性和非線性分析，還能處理動態(tài)、熱力學(xué)、聲學(xué)及疲勞強(qiáng)度等多種物理場的問題。其高性能計算能力能夠使產(chǎn)品在生命周期的各個階段，從早期設(shè)計到優(yōu)化現(xiàn)有產(chǎn)品性能，高效地進(jìn)行虛擬開發(fā)和問題解決。MSC Nastran的獨特之處在于它提供了一個集成平臺，用戶無需依賴多個供應(yīng)商提供的解決方案即可完成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析任務(wù)。

MSC Nastran軟件包括嵌入式疲勞技術(shù)，能夠快速評估產(chǎn)品的使用壽命，并通過高級復(fù)合材料行為分析等功能，幫助用戶深入了解材料特性。此外，軟件還提供了諸如超單元技術(shù)和多模型優(yōu)化等高級功能，極大地提高了大裝配模型分析效率，并允許跨學(xué)科模型的同時優(yōu)化。MSC Nastran不僅限于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，具備有強(qiáng)大的優(yōu)化功能，可以顯著提升產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量與創(chuàng)新性。

Marc 全球非線性有限元軟件行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者

MSC Marc是一款先進(jìn)的通用非線性有限元分析軟件，適用于工程設(shè)計與制造應(yīng)用中的復(fù)雜問題解決，包括靜力、動力和多物理場耦合問題的仿真。其核心優(yōu)勢在于采用強(qiáng)健的非線性算法和多物理場耦合分析功能，支持從加工制造到失效分析的產(chǎn)品生命周期全過程模擬。MSC Marc提供了豐富的金屬和非金屬材料本構(gòu)模型庫及多種單元類型，滿足結(jié)構(gòu)、熱、流體等分析需求。此外，它還具備自動網(wǎng)格重劃分、并行處理以及集成的前后處理用戶界面，極大地提升了模擬效率和便捷性。通過精確的接觸分析、失效和損傷研究，MSC Marc幫助工程師們有效地應(yīng)對復(fù)雜的工程挑戰(zhàn)。

Adams 多體動力學(xué)仿真

Adams是一款廣泛使用的多體動力學(xué)軟件，被譽(yù)為黃金標(biāo)準(zhǔn)工具，專用以研究運動部件的動力學(xué)及機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)載荷和力的分布。它使得產(chǎn)品制造商能夠在設(shè)計初期就了解系統(tǒng)的性能，避免了在設(shè)計后期才發(fā)現(xiàn)問題而導(dǎo)致的高成本返工和設(shè)計變更。通過支持早期系統(tǒng)級驗證，Adams提升了工程效率，降低了產(chǎn)品開發(fā)成本，并允許跨學(xué)科間的復(fù)雜交互評估，包括運動、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動與控制，從而優(yōu)化產(chǎn)品性能、安全性和舒適性。相比傳統(tǒng)的有限元分析（FEA）軟件，Adams利用其高效的多體動力學(xué)求解技術(shù)，大幅縮短了非線性動力學(xué)問題的求解時間。此外，它提供的仿真結(jié)果能夠?qū)崟r觀察，即便計算未完成也可繼續(xù)設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)更精確的載荷分析和系統(tǒng)性能提升。通過定義變量、約束和目標(biāo)，Adams能自動進(jìn)行設(shè)計迭代，確保系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)。

Digimat 多尺度的材料與結(jié)構(gòu)建模平臺

Digimat作為多尺度復(fù)合材料非線性材料本構(gòu)預(yù)測和材料建模的軟件包，能夠精準(zhǔn)模擬復(fù)合材料的性能，增強(qiáng)設(shè)計師對復(fù)合材料產(chǎn)品的信心，并允許其發(fā)揮最大潛力。Digimat不僅與現(xiàn)有的有限元仿真軟件良好集成，還能連接整個價值鏈，包括材料供應(yīng)商、一級供應(yīng)商和原始設(shè)備制造商。Digimat支持研究和預(yù)測多種復(fù)合材料混合性能、設(shè)計高性能部件、最小化重量成本及上市時間、改進(jìn)結(jié)構(gòu)分析以及減少材料測試。此外，Digimat填補(bǔ)了制造工藝與性能間的缺口，使工程師能夠在微觀和宏觀尺度上分析復(fù)合材料，預(yù)測并計算其力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于后續(xù)的有限元分析中。

Dytran非線性瞬態(tài)動力學(xué)和瞬態(tài)流固耦合問題的數(shù)值仿真工具

Dytran是一款專為模擬短暫且極度非線性的物理過程設(shè)計的顯式有限元分析（FEA）軟件，適用于沖擊、碰撞、爆炸等極端條件下的仿真。它通過提供有限元法、有限體積法及流固耦合分析功能，使得對復(fù)雜問題的高度精確仿真成為可能。Dytran利用流固耦合算法，在單次仿真中同時處理結(jié)構(gòu)部件與流體或處于流態(tài)的材料之間的相互作用，特別適合解決涉及大變形的問題。其特色包括：采用顯式計算和并行求解技術(shù)進(jìn)行高效的結(jié)構(gòu)瞬態(tài)分析；支持多種非線性材料本構(gòu)關(guān)系以模擬不同材料的響應(yīng)與失效；具備模擬零部件間相互作用及侵蝕現(xiàn)象的接觸分析能力。此外，Dytran還集成了拉格朗日和歐拉求解器來實現(xiàn)流固耦合，以及利用先進(jìn)的數(shù)值計算方法和高性能硬件提升運算效率。這使得工程師可以研究產(chǎn)品在實際使用環(huán)境中的結(jié)構(gòu)完整性，確保產(chǎn)品的安全性、可靠性和滿足常規(guī)要求。

CAEfatigue 一體化疲勞設(shè)計軟件

CAEfatigue是一款專為解決靜態(tài)和動態(tài)問題設(shè)計的高級隨機(jī)響應(yīng)和疲勞壽命計算分析工具，特別適用于需要進(jìn)行數(shù)百萬次重復(fù)加載循環(huán)測試的產(chǎn)品開發(fā)。它克服了傳統(tǒng)測試方法昂貴、耗時以及不實用的問題，使耐久工程師能夠快速準(zhǔn)確地預(yù)測產(chǎn)品在任何時間相關(guān)或頻率相關(guān)載荷條件下的使用壽命。該軟件不僅支持位移、速度、加速度、力的隨機(jī)響應(yīng)計算，還能夠檢測“異響”狀態(tài)，并提供從一個模型區(qū)域到另一個的載荷轉(zhuǎn)移功能，甚至可以簡化代理負(fù)載功能，對于測試零件非常有用。技術(shù)特點方面，CAEfatigue采用了先進(jìn)的“運行總和技術(shù)”，確保處理時間短且不受分析模型大小限制。它可以處理任意數(shù)量的頻域隨機(jī)載荷（包括確定性載荷），執(zhí)行準(zhǔn)靜態(tài)、完全瞬態(tài)及時域中的模態(tài)參與因子與模態(tài)應(yīng)力組合瞬態(tài)分析。此外，它支持高周疲勞和低周疲勞分析，允許在同一分析中同時使用應(yīng)力壽命（S-N）和應(yīng)變壽命（e-N）材料數(shù)據(jù)。其包含的時間信號生成和轉(zhuǎn)換工具集使得用戶可以從現(xiàn)有的RPC或CSV文件生成基于時間的加載，并提供了可修改的全面材料數(shù)據(jù)庫，以適應(yīng)不同的工程需求?？傊?/span>CAEfatigue通過統(tǒng)一的環(huán)境和用戶友好的界面，顯著提升了產(chǎn)品設(shè)計過程中的效率和可靠性。

Actran 聲學(xué)仿真軟件

Actran是一款專業(yè)的聲學(xué)軟件，專注于解決聲學(xué)、振動聲學(xué)及氣動聲學(xué)問題，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天和消費品制造行業(yè)。它提供豐富的材料模型庫、完整的單元庫（包括無限單元）、高效的大型問題解決方案以及可高度定制的用戶友好GUI。Actran模塊化的設(shè)計允許根據(jù)具體應(yīng)用需求靈活部署。其基礎(chǔ)模塊——Actran聲學(xué)，不僅是獨立工具，也是進(jìn)一步使用高級模塊如振動聲學(xué)、氣動聲學(xué)和TM模塊的前提。此模塊功能強(qiáng)大，支持標(biāo)準(zhǔn)與對流聲學(xué)模擬、聲學(xué)模態(tài)提取、空腔聲場分析（采用模態(tài)或物理方法）、通過阻抗邊界條件模擬吸收壁面（多孔材料模型）、聲輻射分析、復(fù)雜系統(tǒng)（如管道、進(jìn)排氣管）中的聲音傳播分析，并能結(jié)合多數(shù)有限元結(jié)構(gòu)求解器的結(jié)果進(jìn)行聲輻射分析。Actran為工程師提供了深入理解并優(yōu)化設(shè)計聲學(xué)性能的強(qiáng)大能力。

Apex CAE仿真平臺

MSC Apex 是一款多語言支持（中文、英文、日文、法文和德文）的高效計算機(jī)輔助工程（CAE）軟件，以其用戶友好的界面和操作流程著稱。它通過提供豐富的學(xué)習(xí)資源如教程、視頻文件等，極大地提高了工作效率。軟件主要基于鼠標(biāo)操作，簡化了模型的創(chuàng)建與編輯過程，特別是其智能網(wǎng)格自適應(yīng)更新功能，使得幾何模型修改后的網(wǎng)格能自動調(diào)整，增強(qiáng)了使用的便捷性。

MSC Apex Modeler 提供了直接的CAE建模和網(wǎng)格劃分解決方案，具備CAD清理、智能化幾何修改、快速網(wǎng)格劃分等功能，并集成了直觀的用戶界面用于分析準(zhǔn)備檢查。而MSC Apex Structures 則是一個集成的有限元求解模塊，支持線性結(jié)構(gòu)分析，包括靜態(tài)分析、屈曲分析、正則模態(tài)分析及頻率響應(yīng)分析等，憑借其衍生架構(gòu)技術(shù)實現(xiàn)交互式和增量式分析。此外，結(jié)果探索工具能夠依據(jù)模態(tài)貢獻(xiàn)來探索和開發(fā)結(jié)構(gòu)振動控制的設(shè)計方案，無需進(jìn)行額外的模型修改或重新分析，從而有效改善結(jié)構(gòu)的振動特性。

Adams+Marc多體動力學(xué)與非線性耦合領(lǐng)先的解決方案

Adams+Marc 是集成多體動力學(xué)（MBD）與高級非線性耦合分析的前沿解決方案，特別適合于復(fù)雜工程系統(tǒng)的仿真。Adams提供了強(qiáng)大的多體動力學(xué)平臺，能夠模擬機(jī)械系統(tǒng)的運動學(xué)和動力學(xué)行為，而Marc則以其卓越的非線性有限元分析能力著稱，能夠處理復(fù)雜的材料、幾何以及接觸非線性問題。二者結(jié)合可實現(xiàn)對包括柔性體和剛性體在內(nèi)的整個系統(tǒng)進(jìn)行精確建模，實現(xiàn)從部件到系統(tǒng)的全方位性能評估。該集成解決方案加速了產(chǎn)品開發(fā)過程，減少了物理原型的需求，并提高了設(shè)計質(zhì)量和創(chuàng)新能力。通過Adams+Marc，用戶能夠探索更多設(shè)計可能性，同時確保產(chǎn)品的可靠性和性能達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)。

Nastran+Adams+Fatigue結(jié)構(gòu)-多體動力學(xué)-疲勞一體化仿真方案

一體化仿真方案結(jié)合Nastran、Adams和Fatigue軟件，提供了顯著的優(yōu)點。首先，它實現(xiàn)了從結(jié)構(gòu)分析到多體動力學(xué)直至疲勞評估的無縫集成，大大提高了仿真精度與可靠性。其次，通過在設(shè)計早期階段識別潛在問題，減少了物理原型的需求，從而降低了成本并縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。此外，該方案支持復(fù)雜系統(tǒng)動態(tài)行為及其長期耐用性的深入理解，有助于優(yōu)化設(shè)計方案，提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命?？鐚W(xué)科的數(shù)據(jù)交流和迭代改進(jìn)變得更為簡便，為創(chuàng)新設(shè)計提供強(qiáng)有力的支持。

Nastran/Marc+Digimat 多尺度復(fù)合材料建模與結(jié)構(gòu)分析方案

Digimat與Nastran/Marc的聯(lián)合應(yīng)用在解決復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析問題方面展現(xiàn)了顯著的優(yōu)勢。該聯(lián)合應(yīng)用下能夠精確模擬復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能，并可以深入了解不同尺度下的材料行為，包括纖維和基體之間的相互作用、界面特性以及損傷演化過程。對于復(fù)雜的非線性問題，如大變形、接觸問題、裂紋擴(kuò)展等，Marc提供了強(qiáng)大的求解能力，而Digimat則確保了輸入材料模型的準(zhǔn)確性。此外，二者結(jié)合還能有效處理多物理場耦合問題，比如熱-機(jī)械耦合或電-機(jī)械耦合，這對于開發(fā)多功能復(fù)合材料至關(guān)重要。其優(yōu)勢還包括縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，通過減少對昂貴且耗時的物理實驗的依賴來降低成本。同時，它支持創(chuàng)新設(shè)計，允許探索更多可能性而不受限于傳統(tǒng)試錯方法，不僅提高了產(chǎn)品的可靠性和性能，還加速了新技術(shù)從概念到市場的轉(zhuǎn)化過程。能夠為設(shè)計和分析提供一站式的解決方案，推動工程領(lǐng)域的進(jìn)步。