什么是有限元分析？
有限元分析(FEA)是一种通过构建由简单相互作用的元素组成的模型来模拟真实物理系统的方法。使用这些元素，我们可以利用有限数量的未知量来逼近真实系统中无限数量的未知量。
有限元的概念早在几个世纪以前就已经被应用，例如，使用有限个直线单元（多边形）来逼近圆，以计算圆的周长。不过，作为一种严密的方法论，它则是最近才被正式提出的。
医学有限元分析的临床意义？
对人类腰椎的有限元分析，理解其解剖结构及受力情况方面至关重要，同时也是腰椎疾病预防和治疗的临床依据。通过合并和总结各类腰椎有限元模型，对比分析正常生理和异常病理条件下的模型，从弯曲、伸展、旋转及侧弯四个活动中的载荷能力以及不同弹性模量下的压缩刚度等方面概述了模型的表现，从而判断生活活动对腰椎的损伤。同时，从临床角度对腰椎疾病的诊断和治疗进行评估。
那么，如果想要学习有限元分析技术，应该选择什么软件？
Abaqus是一款强大的工程模拟软件，其功能从解决简单线性问题到复杂非线性问题。它包含一个丰富多样的单元库，可以模拟任意几何形状。此外，Abaqus还提供了各种材料模型库，可以模拟多种工程材料的性能，包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。作为通用的模拟工具，Abaqus不仅可以解决大量结构（应力/位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透/应力耦合分析）及压电介质分析。
Ansys软件是一款由美国Ansys公司开发的先进大型通用有限元分析（FEA）软件。它成为了世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件。在结构、流体、电场、磁场、声场分析等方面，Ansys软件集成了一系列强大的功能，成为了一个全面综合的大型通用有限元分析软件。
我们从以下几个方面进行对比：
1． 在世界范围内的知名度：
在中国市场，Ansys软件因早期进入和曾拥有优秀用户界面的优势，使得其用户数量和市场推广度高于Abaqus软件。然而，随着达索系统的知名度不断提升，Abaqus软件的用户数量和市场占有率正逐步增加，并呈现出稳步增长的趋势。
2． 应用领域：
Ansys软件一直在拓展其应用领域，现已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等领域。与此不同，Abaqus集中于结构力学和相关领域的研究，致力于解决该领域的深层次实际问题，但其制造商达索系统，整合了现在广为人知的 CST电磁软件，Xflow、powerflow空气动力学软件，多体动力学Simpack软件等，组成了其SIMULIA品牌线，完整覆盖了结构、流体、电磁场和多物理场耦合等领域
3． 性价比：
在解决常规的线性及耦合问题时，Ansys软件凭借其灵活的价格政策和多种销售方案，表现出良好的性价比。然而，在实际工程中，非线性问题远比线性问题普遍，线性只是非线性的理想化简化。随着研究水平的提高和研究问题的深入，非线性问题将日益成为工程师和研究人员需要面对的重要课题，并成为深入研究和精确设计的瓶颈。使用Abaqus软件可以有效地解决这些问题，缩短研发周期，减少试验投入，避免重新设计。不恰当或低档的分析工具往往会增加工作的成本，而使用合适的工具则能降低成本。因此，从综合效益和长远效益的角度来看，Abaqus软件的经济性优势十分显著。
4． 求解器功能：
虽然两种软件在处理常规线性问题时具有相似的性能，但在某些特定场景下，它们可能存在微小的差异。这些差异可能体现在算法优化、内存占用、并行计算等方面，但总体来说，它们在解决线性问题时的效果和效率是相当的。
另外，由于Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit都是Abaqus软件的产品，它们之间的数据传输非常便捷，使得预紧力等静力和动力相结合的计算能够轻松考虑。
Abaqus软件的求解器是一种智能求解器，它可以解决其他软件无法收敛的非线性问题，以及其他软件可以收敛的非线性问题。与其他软件相比，Abaqus的计算收敛速度更快，且更加易于操作和使用。
5． 人机交互界面：
Abaqus/CAE是Abaqus公司开发的一个软件运行平台，它汲取了同类软件和CAD软件的优点，并与Abaqus求解器软件紧密结合，为用户提供了一个强大的仿真环境。
与其他有限元软件的界面程序比，Abaqus/CAE具有以下的特点：
1)采用CAD方式建模和可视化视窗系统，具有良好的人机交互特性。
2)强大的模型管理和载荷管理手段，为多任务、多工况实际工程问题的建模和仿真提供了方便。
3)鉴于接触问题在实际工程中的普遍性，单独设置了连接(interaction)模块，可以精确地模拟实际工程中存在的多种接触问题。
4)采用了参数化建模方法，为实际工程结构的参数设计与优化，结构修改提供了有力工具。
6． 综合性能对比
综合起来，Abaqus软件具有以下优势：
1)更多的单元种类，提供了更多的选择余地，并更能深入反映细微的结构现象和现象间的差别。除常规结构外，可以方便地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的力学行为；
2)更多的材料模型，包括材料的本构关系和失效准则等，仅橡胶材料模型就达16种。除常规的金属材料外，还可以有效地模拟复合材料、土壤、塑性材料和高温蠕变材料等特殊材料；
3)更多的接触和连接类型，可以是硬接触或软接触，也可以是Hertz接触（小滑动接触）或有限滑动接触，还可以双面接触或自接触。接触面还可以考虑摩擦和阻尼的情况。上述选择提供了方便地模拟密封，挤压，铰连接等工程实际结构的手段；
4)Abaqus的疲劳和断裂分析功能，概括了多种断裂失效准则，对分析断裂力学和裂纹扩展问题非常有效。
