元软件ansys培训教程 常用CAE软件介绍
《ANSYS教程》课件
2000年代
推出ANSYS Workbench，实 现多物理场耦合分析。
1970年代
ANSYS公司成立，开始开发有 限元分析（FEA）软件。
1990年代
扩展软件功能，增加流体动力 学、电磁场等分析模块。
2010年代
持续更新和优化，加强与CAD 软件的集成，提高计算效率和 精度。
软件应用领域
航空航天
2023
PART 07
后处理与可视化
REPORTING
结果查看与图表生成
结果查看
通过后处理，用户可以查看分析结果，如应力、应变、位移等。
图表生成
根据分析结果，可以生成各种类型的图表，如柱状图、曲线图、等值线图等，以便更直观地展示结果 。
可视化技术
云图显示
通过云图显示，可以清晰地展示模型 的应力、应变分布情况。
压力载荷等。
在设置边界条件和载荷 时，需要考虑实际工况 和模型简化情况，确保 分析的准确性和可靠性
。
求解和后处理
求解是ANSYS分析的核心步骤，通过求解可以得到模型在给定边界条件和 载荷下的响应。
ANSYS提供了多种求解器，如稀疏矩阵求解器、共轭梯度求解器等，可以 根据需要进行选择。
后处理是分析完成后对结果的查看和处理，ANSYS提供了丰富的后处理功 能，如云图显示、动画显示等。
VS
详细描述
非线性分析需要使用更复杂的模型和算法 ，以模拟结构的非线性行为。通过非线性 分析，可以更准确地预测结构的极限载荷 和失效模式，对于评估结构的可靠性和安 全性非常重要。
2023
PART 04
流体动力学分析
REPORTING
流体静力学分析
静力学分析用于研究流体在静 止或准静止状态下的压力、应
CAE软件操作小百科(49)
CAE软件操作小百科（49）CAE软件是一种计算机辅助工程软件，用于实现产品设计、分析、优化和验证的工程技术领域。
它可以模拟产品的性能、受力状况、热特性等，为工程师提供了一个快速、准确的产品开发和优化的工具。
在工程领域，CAE软件是不可或缺的工具之一。
本文将介绍CAE软件的一些基本操作技巧，希望能够帮助大家更好地使用CAE软件进行工程设计与分析。
一、软件的基本操作1. 登录和界面打开CAE软件，输入用户名和密码进行登录。
登录成功后，会出现软件的工作界面，一般包括菜单栏、工具栏、绘图区域、属性区域等。
在初次使用时，可以通过菜单栏的“帮助”-“用户手册”来学习软件的基本操作和功能。
2. 创建新项目在进行工程设计与分析时，需要创建新的项目。
点击菜单栏的“文件”-“新建”来创建新项目，输入项目名称和相关参数后，即可创建新项目。
3. 导入模型通常情况下，我们会使用CAD软件绘制产品的三维模型，然后将模型导入到CAE软件中进行分析。
点击菜单栏的“文件”-“导入”来导入模型，选择要导入的文件后，即可将模型导入到CAE软件中。
4. 定义材料属性在进行产品分析时，需要定义产品的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
点击菜单栏的“材料”-“定义材料”来定义材料属性，根据产品的物理特性输入相应的参数后，即可定义产品的材料属性。
5. 设置边界条件在进行产品分析时，需要设置产品的边界条件，如约束条件、受力条件等。
点击菜单栏的“分析”-“设置边界条件”来设置边界条件，根据产品的使用环境和受力情况设置相应的约束条件和受力条件。
6. 进行分析设置好材料属性和边界条件后，即可进行产品的分析。
点击菜单栏的“分析”-“开始分析”来进行分析，软件会根据设置的参数对产品进行分析，并给出分析结果。
7. 查看结果分析完成后，可以查看分析结果。
点击菜单栏的“结果”-“查看结果”来查看分析结果，可以查看产品的受力情况、应力分布、位移情况等，帮助工程师了解产品的性能状况。
第1节CAE与ANSYS概述
第八章Ansys入门第1节CAE与ANSYS概述一、CAE1）CAE的概念与分类CAE——computer aided engineering，即计算机辅助工程，指工程设计中的分析计算与分析仿真。
CAE软件——ANSYS、MARC、DEFORM、DENA 、SUPERFORM等。
CAE技术——有限元法、边界元法和有限差分法，其中有限元法应用的领域最广，现已应用于结构力学（包括线性和非线性）、结构动力学、热力学、流体力学、电路学和电磁学。
2）CAE软件的作用1）静力和拟静力的线性与非线性分析：包括单一和复杂组合结构的弹力、塑性、蠕变、膨胀、集合大变形、大应变、疲劳、断裂、损伤，及多体弹塑性接触在内的变形与应力应变分析2）线性与非线性独立分析：包括交变、爆炸冲击、随机地震，以及各种运动荷载作用下的动力时程、振动模态、谐波响应、随机振动、屈曲和稳定性分析等3）稳态和瞬态热分析：包括传导、对流和辐射状态下的热、相变及热/结构耦合。
4）静态和交变态的电磁场和电流分析：包括电磁场、电流、压电行为，以及电磁/结构耦合分析5）流体计算：包括常规的管内和外场的层流、湍流、热/流耦合及流/固耦合分析6）声场与博的传波计算：包括静态和动态声场及噪声计算，以及固体、流体和空气波的传播分析二、ANSYS简介ANSYS（Analysis SYStem）是一种融结构、热、流体、电磁和声学于一体的大型CAE通用有限元分析软件。
1）历史1971年的2.0版本，2003年的7.1版本，已有30多年的历史。
2）组成对应分析过程的前处理、求解和后处理三个阶段，ANSYS由3个模块组成。
（1）前处理模块该模块定义求解所需要的数据，用户可以选择坐标系统、单元类型、定义实常数和材料特性、建立实体模型并对其进行网络剖分、控制节点和单元，以及定义耦合和约束方程等，并可预测求解过程所需文件大小及内存。
ANSYS提供了3种不同的建模方法——模型导入、实体建模和直接生成。
ANSYS及CAE技术简介
常见术语的解释
CAD——Computer Aided Design 计算机辅助设计 CAM——Computer Aided Manufacturing 计算机辅助制造 CAE——Computer Aided Engineering 计算机辅助工程 PDM——Product Data Management 产品数据管理 ERP——Enterprise Resource Planning 企业资源计划 CIMS——Computer Integrated Manufacture System 计算机集成制造系统 ……
有限元部分：
1、有限元基本理论及应用：龚曙光等，华中科技大 学出版社 2、有限元分析与ANSYS APDL编程及高级应用： 龚曙光、黄云清编著，机械工业出版社 3、有限元分析基础：傅永华，武汉大学出版社
考 试 方 式
笔试：70% 机试：20% 平时成绩：10%(上课与上机)
ANSYS部分：
1、ANSYS基础应用及范例解析． 2、ANSYS工程应用实例解析． 3、ANSYS操作命令与参数化编程 4、ANSYS参数化编程与命令手册 5、其它ANSYS参考书
弹性力学 数学力学基础
有限元分析的知识结构图
有限元分析及应用
有限元理论
有限元软件
应用背景
力 学
…… 弹塑性力学
数 学
计算机技术
商业软件
……
工程应用技术
插值与逼近理论
工程背景知识
矩阵计算与存储
有限元基本原理
有 限 元 离散 技 术
方程求 解
数值积分
能量原理
计算机硬件
NASTRAN
计算机软件
Hale Waihona Puke ANSYSMARC
CAE培训教程
CAE培训教程CAE (Computer-Aided Engineering) 培训教程引言：在当今快速发展的科技领域中，计算机辅助工程(CAE) 已成为提高产品设计和分析效率的重要工具。
CAE 引入了一系列的软件和模拟技术，可以帮助工程师们进行复杂的设计和分析任务。
本文档将介绍CAE 培训教程的重要性以及如何选择和使用相应的培训资源。
同时，我们还会深入探讨几个流行的CAE 软件供应商和他们的培训课程。
第一部分：CAE 培训教程的重要性1.1 提高工程师技能：CAE 培训教程通过教授各种软件的使用和工程原理，可以提高工程师们的技能和知识水平。
这将使他们能够更加高效地进行产品设计和分析，并且从中获得更准确和可靠的结果。
1.2提高生产力和效率：CAE 培训教程将提供如何使用CAE 软件的详细指导。
这将有助于提高工程师们的工作效率，并减少错误和重复工作。
此外，通过模拟和分析，可以在设计早期发现潜在的问题，从而节省时间和费用。
1.3 投资回报率：培训工程师们使用CAE 软件是一个长期投资。
准确的设计和分析可以减少产品开发周期并提高产品质量。
这将为企业带来较高的投资回报率。
第二部分：选择适合的CAE 培训教程 2.1 考虑个人需求：在选择CAE 培训教程之前，工程师们需要先考虑自己的需求和目标。
他们可以问自己以下问题：- 我需要掌握哪些CAE软件？- 我想学习哪些特定的工程原理和技术？- 我的时间和预算允许我参加哪种类型的培训？2.2 培训供应商和资源：CAE 培训教程可以通过多种方式获取，比如在线课程、培训中心、私人培训等。
工程师们可以在以下资源中选择合适的培训供应商：- 软件供应商：大多数CAE 软件供应商都提供相关的培训课程。
他们的培训通常会覆盖软件的基本功能和高级特性，并以应用案例来帮助学生更好地理解。
- 培训中心：一些专门的培训中心也提供了CAE 培训。
这些中心通常会有更深入的教学内容和实践环境，可以提供更综合的学习体验。
ANSYS有限元分析入门与应用指南
ANSYS有限元分析入门与应用指南第一章：ANSYS有限元分析概述ANSYS是一种常用于工程领域的有限元分析软件，主要用于对各种结构进行力学分析、流体动力学分析、热传导分析等。
本章将对ANSYS的基本原理、工作流程和应用领域进行介绍。
1.1 ANSYS的基本原理ANSYS基于有限元方法，将实际结构或系统离散为有限数量的单元，通过对单元进行各种物理特性的分析，最终得到整个结构的行为。
有限元方法是一种数值分析方法，可以有效解决传统方法难以处理的复杂问题。
1.2 ANSYS的工作流程ANSYS的工作流程包括几个关键步骤：前处理、求解和后处理。
前处理阶段主要负责模型的建立和单元网格的划分，求解阶段进行物理场的计算和求解，后处理阶段对结果进行可视化和分析。
1.3 ANSYS的应用领域ANSYS可应用于各个工程领域，如固体力学、流体力学、热传导、电磁场等。
在航空航天、汽车工程、建筑结构、电子设备等领域都有广泛的应用。
第二章：ANSYS建模与前处理在使用ANSYS进行有限元分析之前，需要对模型进行建模和前处理工作。
本章将介绍ANSYS建模的基本方法和前处理的必要步骤。
2.1 模型建立ANSYS提供了多种建模方法，包括几何建模、CAD导入、脚本编程等。
用户可以根据需要选择合适的建模方法，对模型进行几何设定。
2.2 材料定义和属性设置在进行有限元分析之前，需要为材料定义材料性质和属性。
ANSYS提供了多种材料模型，用户可以根据具体需求进行选择和设置。
2.3 网格划分网格划分是有限元分析中非常重要的一步，它决定了模型的离散精度和计算效果。
ANSYS提供了多种单元类型和划分算法，用户可以根据需要进行合理的网格划分。
第三章：ANSYS求解与后处理在进行前处理完成后，就可以进行有限元分析的求解和后处理了。
本章将介绍ANSYS的求解方法和后处理功能。
3.1 求解方法ANSYS提供了多种求解方法，如直接法、迭代法等。
根据模型的复杂程度和求解要求，用户可以选择合适的方法进行求解。
有限元软件ansys培训教程：第一讲常用CAE软件介绍
CFDRC软件
是CFDRC公司（CFD Research Corporation）开发的三 维计算流体力学软件。广泛地被用在空气动力学(如飞机 流场、汽车流场…)、 工业工程及建筑通风设计、半导体 设计、流场结构耦合计算、流场-结构-电场耦合计算， 导弹力学分析等等。主要模块有： CFD-FASTRAN －专为航空航天领域设计的可压缩 流动的CFD软件 CFD-GEOM －前处理系统 CFD-ACE+－为电子领域的研究设计提供的专业电子 散热/电磁兼容模拟分析软件 CFD-Micromesh －为微电子领域设计的高度自动化 的建模及网格生成软件 CFD-VIEW －通用后处理软件
ABAQUS软件
ABAQUS－通用线性/非线性分析软件，包括十分丰富 的、可模拟任意实际形状的单元库，并与之对应拥有 各种类型的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材 料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合 材料、钢筋混凝土、可压缩有弹性的泡沫材料以及类 似于土和岩石等地质材料。主要模块有： ABAQUS/CAE－通用前处理模块 ABAQUS/Standard －通用分析模块 ABAQUS/Explicit －显式分析求解模块 ABAQUS/Aqua －海洋平台、管道和海底电缆系统 提供波动载荷、拖力和浮力的计算 ABAQUS/Design －设计灵敏度分析模块
PHOENICS软件
PHOENICS是模拟传热学与流体力学的通用 CFD软件 。适用于零维、一维、二维、三维、 稳态、非稳态 分析。可分析可压缩与不可压缩 流体，包括非牛顿流、多孔介质中的流动，传 导、传热等以及亚音速，超音速，跨音速模拟。
I-deas软件
I-DEAS是美国SDRC公司(现被ugs公司收购） 推出的功能强大的设计软件，可以提供从产品 概念、产品造型、产品仿真、产品测试、产品 加工直至逆向工程的全部功能。 其有限元分析功能也十分强大，包括结构分 析，流体动力学分析，注塑成型分析，声学 分析等。
常用CAE分析软件简介
常用CAE分析软件简介一．结构分析常用前后处理器HyperMesh: 在网格划分专用软件中，综合评价最高。
/FEMAP: 其产品被各大软件（包括MSC/NASTRAN）捆绑销售，有过骄人业绩，后归并于SDRC->EDS。
/products/plm/femap/MSC/PATRAN: MSC公司的网格划分软件，可实现与NASTRAN、ABAQUS、MARC、ANSYS 等诸多FEM软件接口的前后处理器。
/ ABAQUS/CAE: ABAQUS有限元分析的前后处理模块，也是建摸、分析和仿真的人机交互平台。
Truegrid: XYZ Scientific Application公司的网格剖分软件，在网格参数化剖分及生成高质量六面体网格方面有其独到性，可实现与30多个当前流行数值分析软件的输入文件接口。
二．基于隐式解法的线性和非线性结构分析软件ABAQUS/standard: 国际上著名的能求解高难度非线性问题的通用有限元程序系统，在隐式非线性结构分析软件中评价最高。
/MSC/MARC: 前MARC经营不善，被MSC公司并购，评价颇高的非线性结构分析软件。
其前后处理器可能被MSC/Patran取代。
/ ANSYS: 专业面广，在耦合分析中有一定的特点和优势。
/ ADINA: 在流固耦合方面很强，也是不错的非线性结构分析软件。
/ MSC/NASTRAN: 以最早期的航空航天方面的线性有限元分析系统为基础，线性结构分析系统的佼佼者，在动力计算方面也有一些独到的优越性。
/i-DEAS: 该软件提供了汽车零部件开发中常用的CAE分析功能。
由于FEM模型与CAD直接连接使用，可以很方便地修改形状后再计算。
/products/plm/ideas/simulation.shtlm/SAP2000: 80年代加州大学Berkeley分校的SAP85，曾被北大教授改成SAP85。
/products/sap2000.htmCAEFEM: 用C++写的FEM软件，有小内存可进行大规模计算之说。
ANSYS软件简单介绍
局部坐标系
用来定位几何体； 也可以是笛卡儿坐标系、柱坐标系、球坐标系； 总体坐标系和局部坐标系是构建其他坐标系（节点坐标系，单元坐标 系等）的基础。
ANSYS的坐标系
节点坐标系
用于定义节点自由度的方向； 每个节点都有自己的节点坐标系，默认时，总是平行于总体笛卡儿坐 标系； 用于规定正交材料特性的方向，面压力的方向和结果（如应力和应变） 的输出方向； 二维和三维实体的单元坐标系总是平行于总体笛卡儿坐标系；
目前在工程领域内常用的数值模拟方法有：
有限元法（亦称有限单元法）（Finite Element Method, FEM) 边界元法(Boundary Element Method, BEM) 有限差分法（Finite Difference Method, FDM) 目前，就实用性和应用的广泛性而言，主要是有限单元法（ FEM）。
ANSYS基本介绍
ANSYS软件是由总部位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡的 ANSYS公司研制开发的大型通用有限元分析程序。是融结 构、热、流体、电磁、声场和耦合场于一体，以有限元为基 础的大型通用CAE软件。 ANSYS软件能够在PC机，工作站或巨型计算机上运行， ANSYS文件在其所有产品系列和工作平台上一般高版本向 下兼容低版本的数据文件。 ANSYS软件主要包括3个模块：
ANSYS基本介绍
有限元法与CAE
CAE（Computer Aided-Engineering)即计算机辅助工程，指工程
设计中的分析计算和仿真。
CAE软件可分为专用和通用两类：
CAE专用软件，如美国ETA公司的汽车专用软件LS/DYNA－3D及 ETA/FEMB等。 CAE通用软件，如ASKA（德） 、PAFECT（英）、SYSTUS（法）、 ABAQAS、ADINA、 ANSYS、 ALGOR、 MODULEF、FASTRAN 、 PATRAN、NASTRAN、MARC（美）等。
ANSYS有限元分析软件介绍
缺省时，工作平面的原点与总体坐标系的原点重合，但可以将它移动 或旋转到任意想要的位置
通过显示栅格，可以将工作平面作为绘图板
WY
X1 X2
Y2 Y1
WY WX
WX
WP (X,Y)
Chap9-17
布尔操作
1. .....
要使用布尔操作:
2. .....
3. .....
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate >
1）查看分析结果； 2）检查结果是否正确。
Chap9-7
ANSYS软件界面及菜单
1. 建立有限元模型
主菜单（Main Menu）
2. 施加载荷求解
3. 查看结果
实用菜单（Utility Menu）
文件 选择 列表 显示 显示控制 工作平面 参数
宏 菜单控制 帮助
Chap9-8
ANSYS的单位制
ANSYS所有的单位是自己统一的。 常用单位如下表：
绘图区
模型控制工 具条
用户提示信息
当前设置
Chap9-6
典型的ANSYS分析过程
典型的ANSYS分析过程包含三个主要的步骤：
1、创建有限元模型 （前处理器）
1）创建或读入有限元模型； 2）定义材料属性； 3）划分网格。
2、施加载荷并求解 （求解器）
1）施加载荷及设定约束条件； 2）求解。
3、查看结果 （后处理器）
Chap9-9
ANSYS的文件管理
• ANSYS在分析过程中需要读写文件. • 文件格式为 jobname.ext, 其中 jobname 是设定的工作文件名,
ext 是由ANSYS定义的扩展名，用于区分文件的用途和类型. • 默认的工作文件名是 file.
ANSYS软件第讲CAE总体概貌
练章华 教授 讲稿/2005.9.2
18
5. 数值模拟技术
+ 现代数学
力学理论
现代科学技术的产物 —计算机
数值模拟技术
满足工程要 求的数值解
推动现代工程学形成和发展
解析方法求出精确
解的只是方程性质
比较简单，且几何
边界相当规则的少
练数章问华题.教授 讲稿/2005.9.2
19
6.有限单元法总结
弹性力学 平面问题
求解线性代数方程 组得到结构的位移
场以及应力场等
14
3.有限元法提出：首先是从航空结构设计中提出来的。
4.有限元法起源：可以追朔到20世纪50年代。
美国波音公司的J·Turner 英国伦敦大学的J.H.Argyris
结构矩阵分析方法 运算手段电子计算机
有限元法正是在这种新方
法的基础上发展起来的。
练章华 教授 讲稿/2005.9.2
30年来，ANSYS公司致力于设计分析软件的 开发，不断吸取新的计算方法和计算技术，领导 着世界有限元技术的发展，并为全球工业广泛接 受，其5万多用户遍及全世界。
1. Home Page CN: 2. Home Page HQ: 3.
练章华 教授 讲稿/2005.9.2
25
ANSYS软件： 是融结构、热、流体、电磁、声学
据 库
ANSYS 数据库
解算
通用POST 时间历程POST
后处理
练章华 教授 讲稿/2005.9.2
30
输入窗口 主菜单
练章华 教授 讲稿/2005.9.2
实用菜单
一个前处理器 一个求解器
图形窗口
两个后处理器 几个辅助处理器
31
CAE软件操作小百科(47)
CAE软件操作小百科（47）1. 引言1.1 CAE软件操作小百科（47）CAE软件操作小百科（47）是专门为工程师和设计师准备的一系列操作指南，旨在帮助他们更加熟练地运用CAE软件进行工程分析和设计。
本篇文章将介绍CAE软件的基本概念、常用功能、操作注意事项、快捷键以及模型导入与导出等内容，旨在帮助读者更好地理解和使用CAE软件。
CAE软件，全称为计算机辅助工程软件（Computer-Aided Engineering Software），是一种利用计算机技术进行工程分析和设计的专业软件。
它能够帮助工程师进行结构、热流、疲劳、振动等方面的分析，从而优化产品设计和提高工程效率。
在工程领域中，CAE软件已经成为不可或缺的工具。
在我们将详细介绍CAE软件的基本概念，包括其工作原理和应用领域；常用功能，如建模、网格划分、求解器设置等；操作注意事项，例如数据准确性、模型简化等；快捷键的使用方法以及模型的导入和导出技巧。
通过本文的阐述，希望读者能够更加深入地了解和掌握CAE软件的操作技巧，为工程设计和分析工作提供更多便利和支持。
2. 正文2.1 CAE软件基本概念CAE，即计算机辅助工程，是一种利用计算机技术对工程问题进行仿真、分析和优化的方法。
它通过建立数学模型，应用数值计算方法，对工程问题进行求解。
CAE软件是支持CAE技术实现的工具，可以帮助工程师进行复杂的工程分析和设计。
CAE软件通常包括建模、网格划分、求解和后处理等模块。
建模模块用于构建工程模型，网格划分模块将模型划分为网格用于数值计算，求解模块用于求解工程方程，后处理模块用于分析和可视化计算结果。
在CAE软件中，工程模型可以是几何模型、有限元模型、流体网格模型等，不同的模型适用于不同的工程问题。
用户可以根据具体需求选择合适的模型进行分析。
CAE软件还包括各种模拟工具，如结构分析、热传导分析、流体力学分析等，用户可以根据需要选择合适的工具进行仿真和分析。
元分析培训 第 讲 总论 CAE驱动流程及主要软件介绍
数值方法：
FEA 有限元法 IFEA 无限元法 BEM 边界元法 FVM 有限体积法 FMM 快速多极子法 LBM离散格子玻尔兹曼法
FEA 常规有限元分析
CAE
CFD 计算流体力学 MBD 多体动力学
其它
有限元 一般 分析流程
导入或建立几何模型
HyperMesh、ANSA、Patran、SimXpert、 MEDINA、FEMAP等
检验导入的几何模型尺寸单位，是否正确，检查导入分析软件后的 模型几何尺寸是否和三维尺寸中的一致，可能由于不同软件中默认的长 度单位不一致，导致模型出现放大或缩小。
CAE之前对模型的前处理
在分析软件的前处理模块中，对零部件的几何做相关处理: （a）删除不相关的线，防止在划分单元时，在此处产生不必要的节点； （b）删除重复的体、面、线； （c）填补抽取中面后，面与面之间产生的缝隙； （d）对几何特征进行相关操作，合并、相交、相切等； （e）删除内腔和凸台。
Warping Factor 翘曲度
Parallel Deviation 平行度偏差
Maximum Corner Angle 最大内角
Skewness 歪斜度
单元数
100%
95% 100% 95% 100% 95% 100% 95% 100% 95% 100% 95% 100%
3D
标准
>0.1
<5 <7 < 1.4 < 3.3 < 0.08 < 0.1 <130° <140° <140° <150° < 0.5 < 0.75
Jacobian Ratio 雅克比
Warping Factor 翘曲度
ANSYS软件简单介绍
局部坐标系
用来定位几何体；
也可以是笛卡儿坐标系、柱坐标系、球坐标系；
总体坐标系和局部坐标系是构建其他坐标系（节点坐标系，单元坐标 系等）的基础。
2020/9/15
南京农业大学工学院机械工程系
ANSYS的坐标系
节点坐标系
用于定义节点自由度的方向；
File
A1
为下一步网格划分和求解而输入 ANSYS的模型
15
ANSYS的CAD接口产品
为CAD的文件格式到ANSYS的传输提供一个界面. 保存原始模型的特性（不需要先输出再输入） 在有些情况下，可以从CAD程序中直接进入ANSYS. 使用接口输入，需要下面的licenses:
Parasolids: Connection for Parasolids , ANSYS Pro/E: Pro/E, Connection for Pro/E, ANSYS Unigraphics: Unigraphics, Connection for Unigraphics,
创建或读入几何模型（Modeling) 定义材料属性(Define Material Properities) 划分网格（节点及单元）(Meshing)
施加载荷并求解——求解（Solution)
施加载荷及载荷选项，设定约束条件（Define Loads) 求解(Solve)
查看结果——后处理(Post prosessor)
A模、网格划分、定义边界约束及载荷工具。
分析计算模块
结构、流体动力学、电磁场、声场、压电及多物理场耦合分析，以及 灵敏度分析及优化分析能力。
后处理模块
将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
CAE软件介绍
CAECAE(Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。
CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了30多年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程，现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土木结构等领域)必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段。
随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功能和计算精度都有很大提高，各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为结构分析和结构优化的重要工具，同时也是计算机辅助4C系统(CAD/CAE/CAPP/CAM)的重要环节。
CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。
其基本过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体；通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量(应力、位移、压力和温度等)问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。
此时得到的基本方程是一个代数方程组，而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。
求解后得到近似的数值解，其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。
根据经验，CAE各阶段所用的时间为：40%～45%用于模型的建立和数据输入，50%～55%用于分析结果的判读和评定，而真正的分析计算时间只占5%左右。
针对这种情况，采用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型，完成分析数据的输入，通常称此过程为CAE的前处理。
同样，CAE的结果也需要用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分布的等值线图，表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图，以及随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图。
ansys简介
ansys简介CAE的基本概括ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。
CAE的技术种类CAE的技术种类有很多，其中包括有限元法(FEM,即Finite Element Method),边界元法(BEM,即Boundary Element Method)，有限差法(FDM,即Finite Difference Element Method)等。
每一种方法各有其应用的领域，而其中有限元法应用的领域越来越广，现已应用于结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等。
ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。
因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。
软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。
前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。
该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。
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司） 美国ADINA 公司的Adina软件 美国LSTC公司的Ls-Dyna软件 ALGOR公司的Algor软件 Comsol系列软件 美国EDS公司的I-deas软件 法国ESI groups软件系统 大连理工自主研发的SiPESC软件
铸造类软件 Superform－Marc的专业应用版，用于部件 制造过程的模拟及优化 Superforge－锻造过程模拟软件
前后处理软件系统
MSC公司的Patran软件 Altair公司的Hypermesh软件－通用网格剖分程序 EDS公司的Femap软件－通用网格剖分程序 SamTech公司的Samcef/Field软件 CAE-Beta公司的ANSA软件 Ceetron公司的Glview-Pro软件 CEI公司的Ensight软件 Tecplot软件－通用数据处理软件 OASYS软件－Ls-Dyna的前后处理系统 Gambit软件－Fluent的前处理软件系统 XYZ公司的TrueGrid－有限元网格剖分软件 Pointwise公司的Gridgen软件－CFD网格剖分软件 ETA公司的FEMB软件－Ls-Dyna的前后处理软件
PHOENICS软件
PHOENICS是模拟传热学与流体力学的通用 CFD软件 。适用于零维、一维、二维、三维、 稳态、非稳态 分析。可分析可压缩与不可压缩 流体，包括非牛顿流、多孔介质中的流动，传 导、传热等以及亚音速，超音速，跨音速模拟。
Staad软件
REI公司开发的静力、动力、失稳、非线性、 瞬态动力反应、稳态动力反应、地震反应 分析系统。还包含了各种非线性本构关 系。
CSI公司系列软件
ETABS－房屋建筑结构分析与设计软件，是全 球公认的高层结构计算程序，包含多个国家的 建筑规范；
专用类软件系统－针对特定类型的工程或者产品 所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软 件。这类软件因在某个特定领域的应用而见长；
常用CAE软件系统分类（2）
按功能分类
求解器类软件 前后处理类软件
按应用领域分类
面向结构领域的软件
面向流体力学领域的 CFD软件
多物理场耦合软件
1.1 通用类软件系统
I-deas软件
I-DEAS是美国SDRC公司(现被ugs公司收购） 推出的功能强大的设计软件，可以提供从产品 概念、产品造型、产品仿真、产品测试、产品 加工直至逆向工程的全部功能。 其有限元分析功能也十分强大，包括结构分 析，流体动力学分析，注塑成型分析，声学 分析等。
ESI系列软件
ESI集团是全球首屈一指的材料物理学数值模拟原型和 制造流程供应商。其主要产品有：
SiPESC软件
SiPESC（Software Integration Platform for Engineering and Scientific Computation，工程与科 学计算集成化软件平台）由大连理工大学运载工程 与力学学部/工业装备结构分析国家重点实验室研发 的面向工程与科学计算的集成软件系统，目的是构 建适用于计算力学的科学研究和工程应用的公共服 务软件平台。软件平台将以共享/开源的形式向研究 单位及人员提供技术支持。
Comsol Multiphysics软件
即为原来的FEMLAB软件，为多重物理场耦合分析软件系统。基 本模块中特色模块： 燃料电池 ( Fuel Cell ) 光电 (electronic optic ) 微机电 ( MEMS ) 两相流 ( Two Phase Flow ) 热传 ( Heat Transfer )
CFX软件
CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大 型商业CFD软件，是英国AEA Technology 公 司开发，2003年被ANSYS公司收购。主要模块 有： ICEM-CFD－前处理模块 Bladgen－交互式涡轮机械叶片设计工具 TurboGrid－旋转机械叶片网格生成软件 Tascflow－旋转机械工程CFD软件
建筑结构类软件 REI公司的Staad软件 Sap nonlinear 中国建研院PKPM软件 LUSAS FEA软件 CSI 公司ETABS软件 CSI 公司SAFE软件－基础和楼板设计软件
结构动力分析软件 Recurdyn软件 Dymola软件
专用类软件系统（3）
优化类软件 Isight软件 Optishape软件 GENESIS软件－VR&D公司的专业的结构分析与优化 软件系统 DOT软件－VR&D公司的基于梯度理论的优化求解器
ANSYS软件系统
ANSYS是一个功能强大的有限元分析与优化设计系统，可用来求 解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。已广泛应用于航空 航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、 微机电系统、运动器械等领域。主要产品有： Mechanical-ansys结构分析模块 CFX－ansys流体动力学分析模块 EMAG－ansys电磁场分析模块 FEKO－ansys大尺寸高频电磁场分析模块 Workbench－ansys协同仿真环境 ICEM-CFD－ansys CFD的前后处理器 DesignModeler－ansys全参数化实体建模模块 DesignXplorer VT－ansys优化模块 TurboGrid－涡轮机械叶栅通道网格划分 BladeGen－交互式涡轮机械叶片设计 CivilFEM－土木工程专用分析模块 Fe-Safe－ansys高级疲劳分析模块
工程计算软件系统第一讲
-常用CAE软件介绍
连志强
常用CAE软件系统介绍
通过这节课我们应该： 了解常用工程计算软件的分类； 记住常用工程计算软件的名字及主要功能； 了解一些行业专用的工程计算软件。
常用CAE软件系统分类
通常分类
通用类软件系统－可对多种类型的工程和产品的 物理力学性能进行分析、模拟、预测、评价和 优化，以实现产品技术创新。这类软件以覆盖 的应用范围广而著称；
CFDRC软件
是CFDRC公司（CFD Research Corporation）开发的三 维计算流体力学软件。广泛地被用在空气动力学(如飞机 流场、汽车流场…)、 工业工程及建筑通风设计、半导体 设计、流场结构耦合计算、流场-结构-电场耦合计算，导 弹力学分析等等。主要模块有： CFD-FASTRAN －专为航空航天领域设计的可压缩 流动的CFD软件 CFD-GEOM －前处理系统 CFD-ACE+－为电子领域的研究设计提供的专业电子 散热/电磁兼容模拟分析软件 CFD-Micromesh －为微电子领域设计的高度自动化 的建模及网格生成软件 CFD-VIEW －通用后处理软件
MSC公司软件系统
MSC公司是全球最大的PLM产品供应商，其产品主要 有： Patran－通用前后处理系统， Nastran－通用有限元分析系统 Marc－非线性有限元分析系统 Fatigue－疲劳寿命分析系统 Dytran－碰撞、接触等瞬态非线性分析系统 Adams－机构仿真系统 Visual Nastran 4D－机构/结构运动仿真分析软件 FEA.AFEA－Marc和patran联合组成的软件 SOFY－面向工程的有限元前后处理器 Optishape/Construct-结构优化模块
LS-DYNA软件系统
LS-DYNA是世界最著名的以显式为主、隐 式为辅的通用非线性动力分析有限元程序， 特别适合求解各种二维、三维非线性结构的 高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲 击问题。同时可以求解传热、流体及流-固 耦合问题。
Algor软件
以著名的SAP软件为基础发展而来，最早被称 为Super SAP，包括静力、动力、流体、热传 导、电磁场、管道工艺流程设计等 ，有众多的 分析模块，可以满足不同行业的需要。主要模 块有： Multiphysics，MEMS，inCAD，PipePak， Civil等。
转子动力学软件 Samcef/Rotor－比利时SamTech公司开发的转子系统的建 模，阻尼与无阻尼转子临界转速、转子稳定性、不平衡 响应分析及瞬态响应分析、弯扭耦合分析软件系统
专用类软件系统(4)
声场分析软件 LMS公司的Sysnoise软件 MSC公司的Actran软件
电磁场分析软件 Ansys公司的Emag和FEKO软件 Ansoft公司的Maxwell软件
Star-CD软件
基于有限体积法的，最初是由流体力学鼻祖-英 国帝国理工大学计算流体力学领域的专家开发， 占有市场CFD市场份额的35%，可求解牛顿流 体、非牛顿流体；稳态、非稳态；层流、湍流； 可压缩、不可压缩流动；辐射、传热、传质； 拉格朗日多相流、欧拉多相流；自由表面模拟； 燃烧及化学反应等
专用模块： 化工模块 ( Chemical ) 结构分析模块 (Structural mechanics ) 电磁模块 ( Electromagnetics ) 热传 (Heat Transfer Module) 微机电 (MEMS Module) 地球科学 (Earth Science Module
Adina软件
ADINA是由Bathe开发的著名的有限元分析程 序，可以求解固体，流体，固-液耦合，热等问 题。包括模块有： ADINA－结构分析模块 ADINA-F－流体分析模块 ADINA-AUI－前后处理模块 ADINA-FSI－流固耦合分析模块 ADINA-T－热分析模块 ADINA-TMC－热结构耦合分析模块 ADINA-TRANSOR －与CAD系统
PAM-CRASH 2G －基于显式有限元算法的计算机三 维碰撞冲击仿真模拟系统
PAM-STAMP 2G －板金成形过程的有限元计算机模拟 系统
PAM-SAFE 2G －基于有限元算法的汽车被动安全性模 拟分析系统
PAM-FLOW －空气动力分析软件，适用范围从涡轮机 到汽车阻力系数。
PROCAST－铸造模拟软件 PAM-OPT －优化软件包