POWER-FEM是中国农业大学自行开发的软件可用于求解静力、动力、线性、非线性等各类问题的通用有限元分析软件,尤其在几何非线性方面,POWER-FEM的单元采用有限变形理论进行设计,在实现过程中,全部采用精确计算。ANSYS软件是有着广泛用户基础的通用有限元分析软件,在前后处理、与其他软件的数据共享上功能较强,在用户的二次开发方面,ANSYS提供了三种开发工具满足用户的不同开发需求。 为了POWER-FEM软件能够利用ANSYS在前后处理、数据共享方面的优势,本文利用ANSYS提供的二次开发工具对ANSYS进行二次开发,利用动态连接库的方法扩展了ANSYS在用户单元接入方面的功能,增强了ANSYS用户单元在ANSYS软件中的独立性,并将POWER-FEM的子程序库作为ANSYS的用户单元添加到ANSYS中。这样POWER-FEM软件可以通过ANSYS的平台得到更加充分的使用。 本文还简要介绍了有限变形理论中的TL法。采用有限变形理论对ANSYS定义的应变、应力与物体真实应力之间的关系、位形、不平衡力的几何非线性计算等方面进行了分析。指出ANSYS的应变只是一个近似的定义,在计算过程中没有考虑到位形的变化。ANSYS定义的应力与应变不满足共轭关系,所以不可能建立起正确的平衡方程。ANSYS计算得到的应力与现实位形下的应力,即Cauchy应力,不存在转换关系。通过对杆件、平面和三维问题的算例计算结果的对比,也进一步证明了,ANSYS的几何非线性计算只是一种近似的几何非线性计算。只有在变形不是很大的情况下,以较多的计算步数才能较好的逼近真实的位移解。所以本文建议并且实现了用以精确有限变形理论为理论基础的POWER-FEM的几何非线性单元取代ANSYS相应的单元。