开源结构计算工具Calculix

本文摘要（由AI生成）：

Calculix作为一款开源有限元求解器，历经十多年仍具备强大功能。支持多平台使用，集成丰富的前后处理器，提供线性、非线性等多种求解类型，并能与多种主流求解器格式互转。尽管近年在工程化方面进展有限，但Calculix的求解性能、并行处理能力等仍使其具有解决实际工程问题的能力。文章通过Abaqus与Calculix的Benchmark测试，验证了其在静态分析中的准确性，并指出了应力计算上的误差原因。

十多年前笔者就使用Calculix作为计算工具，当时的Calculix在开源工具中功能算比较强大的。但是最近十年Calculix在工程化方面几乎没有像样的动作，但是这并不影响它作为一款优秀的开源工具。

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Calculix 网址：

http://www.calculix.de/

Calculix由 Fortran和C语言编写，最初只有Linux版本，现在提供Windows版本和FEMAP集成的后处理器

http://openeng.org/

Calculix是一款功能较强大的有限元求解器, Calculix中可以进行有限元建模，计算和后处理。

求解器支持线性，非线性，静态，动态，热，流体解决方案由于求解器利用Abaqus输入格式 *.inp，所以可以方便的与Abaqus做benchmark，减少了工作量。

同时Calculix还能将有限元模型写NASTRAN，ABAQUS，ANSYS，Code ASTER和OpenCFD 求解格式。

以上是Calculix官网的简单介绍，事实上Calculix功能远不止这些。支持丰富的单元类型，多种求解类型，优秀的求解性能，支持并行处理等，都赋予Calculix一定的解决实际工程的能力。云端仿真工具Simscale也使用了Calculix做为求解器。

利用Calculix,与Abaqus做如下分析的Benchmark：

1. 静态

2. 屈曲

3,.模态

4. 瞬态

5. 热力

6. 简单流体

1. 静态分析演示

在FasModal（FasModal是CAE-Sim独立开发的一个前处理器）中导入几何，零件底部施加固定约束，零件上部施加向下的100单位压力.

FasModal中分别设置求解选项，网格二阶四面体，设置材料，最后导出为 inp文件

分别用Abaqus和Calculix求解

Abaqus 位移和Mises应力：

Calculix 位移 Mises应力：

从结果看出位移吻合的很好，说明Benchmark的结果很好。

但是Mises应力有较大误差，原因的在对应力计算上, HyperView的计算方法不同，详细可以查看HyperView对应力结果显示的计算说明。

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