大型通用有限元程序ANSYS概述
ANSYS软件简介
用ANSYS计算平面杆件结构\ANSYS软件简介
ANSYS软件简介
ANSYS软件是由总部设在美国宾夕法尼亚州匹兹堡的世界CAE 行业最著名的ANSYS公司开发研究的大型CAE仿真分析软件，是融 结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件， 可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能 源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻 工、地矿、水力、日用家电等一般工业及科学研究，是一个功能强 大灵活的设计分析及优化软件包，可浮动运行于从PC机、NT工作 站、UNIX工作站直至巨型机的各类计算机及操作系统中。
目录
用ANSYS计算平面杆件结构\ANSYS软件简介
ANSYS分析包括三个阶段：前处理、求解和后处理。 前处理：前处理用于定义求解所需的数据。在前处理阶段用户 可选择坐标系统和单元类型、定义实常数和材料类型、建立实体模 型并对其进行网格剖分、控制结点和单元、以及定义耦合和约束方 程。 求解：前处理阶段完成后，就可以进入求解阶段获得分析结果 了，在求解阶段中用户可以定义分析类型、分析选项、荷载数据和 荷载步选项，然后开始有限元求解。 后处理：完成前处理和求解过程之后，在后处理阶段通过友好 的用户界面可以很容易地获得求解过程的计算结果并对其进行运算。 由于后处理阶段同前处理和求解阶段集成在一起，故求解结果已存 于数据库且能立即查看。
目录
建筑力学
ANSYS软件具有强大的帮助功能，帮助系统包括所有的 ANSYS命令解释、所有的图形用户界面（GUI）解释和ANSYS系统 分析指南，还包括为多个分析领域提供完整的循序渐进的ANSYS分 析步骤的ANSYS在线教学系统。用户可以通过在应用菜单中选取 Help、在ANSYS程序组中选取Help System和在任何对话框中选取 Help三种方式进入ANSYS帮助系统。
ANSYS简介
2.1.3 高层建筑实例
2.1.4 特殊结构应用
某收费站结构模型图
风荷及自重作用下其水平位移
一阶振型下结构变形图
谱分析总位移图
奥运鸟巢工程
鸟巢加载后位移图
2.1.5 动力分析应用
2.2 ANSYS的启动
1. 选择ANSYS的工作目录，ANSYS所有生成的文件 都将写在此目录下。缺省为上次运行定义的目录。 2. 选择ANSYS产品.
ANSYS 大型通用有限元分析软件
ANSYS结构分析 及在土木工程的应用
1
有限元分析（FEA）方法
2
ANSYS简介
3
ANSYS分析基本步骤
4
ANSYS实体建模及求解
有限元介绍(FEA)
载荷
节点: 空间中的坐标位置，具有一 定自由度和 存在相互物理作用。
单元: 一组节点自由度间相互作用 的数值、矩阵描述（称为刚度或系 数矩阵)。单元有线、面或实体以及 二维或三维的单元等种类。
ANSYS的应用模块
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
ANSYS/ FLOTRAN
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ Thermal
ANSYS/ Structural
ANSYS/
LinearPlus
ANSYS的应用范围
ANSYS
软 件
前 处 理 模 块
分 析 计 算 模 块
后 处 理 模 块
实 体 建 模
网 格 划 分
结 构 静 力 分 析
结 构 动 力 分 析
非 线 性 分 析
动 力 学 分 析
电 磁 场 分 析
ANSYS的软件介绍与安装
ANSYS软件介绍ANSYS是一种应用广泛的通用有限元工程分析软件。
广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防、军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等工业及科学研究。
ANSYS软件含有多种分析能力，包括简单线性静态分析和复杂非线性动态分析。
可用来求结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题的解答。
它包含了预处理、解题程序以及后处理和优化等模块，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为解决现代工程学问题必不可少的有力工具。
ANSYS功能简介ANSYS是一个通用的有限元分析软件，它具有多种多样的分析能力，从简单的线性静态分析到复杂的非线性动态分析。
而且，ANSYS还具有产品的优化设计、估计分析等附加功能。
ANSYS软件能够提供的分析类型如下：1．结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应力和力。
静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构影响不显著的问题。
ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触问题的分析。
2．结构动力分析结构动力分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。
与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。
ANSYS可进行结构动态分析的类型包括包括瞬时动力分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。
3．结构非线性分析结构非线性问题包括分析材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。
ANSYS程序可以求解静态和瞬态的非线性问题。
4．结构屈曲分析屈曲分析是用来确定结构失稳的载荷大小与在特定的载荷下结构是否失稳的问题。
ANSYS 中的稳定性分析主要分为线性分析和非线性分析两种。
5．热力学分析ANSYS可处理热传递的3种基本类型：传导、对流和辐射。
热传递的3种基本类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析。
热分析还可以进行模拟材料的固化和熔解过程的分析，以及模拟热与结构应力之间的耦合问题的分析。
有限元分析软件ANSYS简介
有限元分析软件ANSYS简介1、ANSYS程序自身有着较为强大三维建模能力，仅靠ANSYS的GUI(图形界面)就可建立各种复杂的几何模型;此外，ANSYS还提供较为灵活的图形接口及数据接口。
因而，利用这些功能，可以实现不同分析软件之间的模型转换。
“上海二十一世纪中心大厦”整体分析曾经由日本某公司采用美国ETABS软件计算，利用他们已经建好的模型，读入ANSYS并运行之，可得到计算结果，从而节省较多的工作量。
2、ANSYS功能(1)结构分析静力分析 - 用于静态载荷. 可以考虑结构的线性及非线性行为，例如: 大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等.模态分析 - 计算线性结构的自振频率及振形. 谱分析是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引起的结构应力和应变 (也叫作响应谱或 PSD).谐响应分析 - 确定线性结构对随时间按正弦曲线变化的载荷的响应.瞬态动力学分析 - 确定结构对随时间任意变化的载荷的响应. 可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为.特征屈曲分析 - 用于计算线性屈曲载荷并确定屈曲模态形状. (结合瞬态动力学分析可以实现非线性屈曲分析.)专项分析: 断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析用于模拟非常大的变形，惯性力占支配地位，并考虑所有的非线性行为.它的显式方程求解冲击、碰撞、快速成型等问题，是目前求解这类问题最有效的方法. (2)ANSYS热分析热分析之后往往进行结构分析,计算由于热膨胀或收缩不均匀引起的应力. ANSYS功能:相变 (熔化及凝固), 内热源 (例如电阻发热等)三种热传递方式 (热传导、热对流、热辐射)(3)ANSYS电磁分析磁场分析中考虑的物理量是磁通量密度、磁场密度、磁力、磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄漏等.静磁场分析 - 计算直流电(DC)或永磁体产生的磁场.交变磁场分析 - 计算由于交流电(AC)产生的磁场.瞬态磁场分析- 计算随时间随机变化的电流或外界引起的磁场电场分析用于计算电阻或电容系统的电场. 典型的物理量有电流密度、电荷密度、电场及电阻热等。
Ansys有限元分析全面介绍
后处理模块
将计算结果以图表、 曲线、云图等形式 显示或输出。gital Content & Contents mall developed by .
ANSYS介绍
ANSYS有限元分析过程主要包括三个步骤：
ANSYS介绍
求解的类型和求解器的类型
材料库，可从中选择和设置工 程材料
几何建模工具或导入外部几何 模型
ANSYS介绍
ANSYS介绍
Mechanical界面 大部分前处理，求解 及后处理都在这里实现
自带几何画图模块 DesignModeler
预处理模块
The提供了一个实 体建模、网格划分、 定义边界约束及载 荷工具。 all developed by
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。gn Digital c.
CAE与有限元
CAE
FEM
BEM
边界元法（Boundary Element Method）
SEA
统计能力分析 （Statistical Energy Analysis）
FDM
有限差分法（Finite Difference Element Method）
有限元法的理论基础
胡克定律：F=K ・U K--弹簧系数 U--伸长量，位移
几何模型材料赋予、网格设置 与划分平台 求解计算有限元分析模型
完成应力分布、位移响应等云 图的显示 分析结果，即完成分析的结果
ANSYS介绍
前处理过程模拟举例
F
材料库
ANSYS介绍--零件材料库
七大类材料库，分别 适用于不同分析类型
每种材料库中软件 提供了丰富的材料
ansys基本介绍
第1章 ANSYS基本介绍有限元法是20世纪50年代在连续体力学领域——飞机结构的静力和动力特性分析中应用的一种有效的数值分析方法。
同时，有限元法的通用计算程序作为有限元研究的一个重要组成部分，也随着电子计算机的飞速发展而迅速发展起来。
在20世纪70年代初期，大型通用的有限元分析软件出现了，这些大型、通用的有限元软件功能强大，计算可靠，工作效率高，因而逐步成为结构分析中的强有力的工具。
近20多年来，各国相继开发了很多通用程序系统，应用领域也从结构分析领域扩展到各种物理场的分析，从线性分析扩展到非线性分析，从单一场的分析扩展到若干个场耦合的分析。
在目前应用广泛的通用有限元分析程序中，美国ANSYS公司研制开发的大型通用有限元程序ANSYS是一个适用于微机平台的大型有限元分析系统，功能强大，适用领域非常广泛。
ANSYS是在20世纪70年代由ANSYS公司开发的工程分析软件。
开发初期是为了应用于电力工业，现在已经广泛应用于航空、航天、电子、汽车、土木工程等各种领域，能够满足各行业有限元分析的需要。
初期版本的ANSYS软件功能单一，使用不便，但随着几十年的发展到现在，ANSYS 的最新版本已经达到6.1（估计截稿时，最新版本有可能达到7.0），功能更加强大和完善，操作和使用也更加的方便。
图形用户界面（GUI）给用户学习和使用ANSYS提供了更加直观的途径。
而命令流方式给高级用户提供了更为灵活和高效的分析手段。
同时，ANSYS提供的强大和完整的联机说明和系统详尽的联机帮助系统，使用户能够不断深入学习并完成一些深入的课题。
ANSYS软件主要包括三个模块：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、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。
通用有限元程序ANSYS及应用(全部)
LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS
492米—可能的世界第一高楼
24 February 2006 通用有限元程序ANSYS及应用 L1-4
1.有限元法理论及结构分析通用软件简介
LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS
1.1 结构分析有限元法基础 结构分析的基本目的： ■ ■ 结构的变形状态 结构内部的受力（应力）状态
LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS
1. 在应用菜单中选取 2. 在ANSYS程序组中选取 Help System Windows NT: Start > Programs > ANSYS 55 3. 在任何对话框中 选取 Help。
24 February 2006 通用有限元程序ANSYS及应用 L1-17
■ Tool Bar — 工具条
■ Input Window — 输入窗口 ■ Graphics Window — 图形窗口 ■ Output Window — 输出窗口 ■ 状态栏 其中，1、4、6是最常用的。通常，主菜单是需要顺序操 作的；而通用菜单则为非顺序操作，即：可以在任意时 刻、任意状态下实施其中的某些命令。
通用有限元程序ANSYS及应用
L1-28
LECTURE ON INTRODUCTION TO ANSYS
8. 结构分析常用单元性能简介 8.1 空间杆单元 8.2 空间梁单元 8.3 平面单元
例如:
用鼠标左键点取 Preprocessor 菜单 ，将Preprocessor子菜单调 到前面来.
24 February 2006
通用有限元程序ANSYS及应用
L1-14
ANSYS软件简单介绍(上机1)
1 施加约束：把左端节点所有自由度都固定；
2 施加载荷：在右端节点上施加垂直向下1000N 的力;
显示单元的形状,可以看出力应该施加于Z方向
选中需要施加力的节点,点击ok,确定力的大小和方向。
3 求解（Solve)
首先定义分析类型，再求解（点击ok，关闭STATUS 窗）
出现solution is done，代表计算结束
ANSYS的单位制
ANSYS软件没有为分析指定系统单位，在分析中可以使用任 何一套自封闭（单位量纲之间可以互相推导得出）的单位制； 所有的单位基本由长度、力和时间的量纲推导得出。
面积＝长度2、体积=长度3、惯性矩=长度4； 应力=力/长度2、 弹性模量=力/长度2； 集中力=力、线分布力=力/长度、面分布力=力/长度2 ； 重量=力、质量=重量/重力加速度=力/(长度/秒2) ； 容重＝力/长度 3，密度＝质量/体积＝容重/重力加速度＝力×时 间2/长度4
2 设定梁的横截面 形状和尺寸
3 建立梁两端的关键点K1（0,0,0）、K2（2,0,0）；
4 连接关键点K1、K2,生成直线；
5 设定材料参数,弹性模量EX＝2e11，泊松比PRXY=0.3；
6 将直线用梁单元Beam 188进行划分；
先设置单元的长度为0.1m,再选择直线进行划分
求解（Solution)
ANSYS入门实例
基本操作步骤
预处理（PreProcessor)
选择单元类型Structural Beam和2 node 188; 设定梁的横截面形状和尺寸； 建立关键点K1（0,0,0）、K2（2，0，0）； 直线连接关键点K1、K2； 设定弹性模量EX＝2e11，及泊松比PRXY=0.3； 将直线用梁单元Beam 188进行划分；
第二章 ANSYS软件概述
一、ANSYS软件体系
ANSYS除了提供标准的隐式动力学分析以外， 还提供了显式动力学分析模 块ANSYS/LS-DYNA.
用于模拟非常大的变形， 惯性力占支配地位，并 考虑所有的非线性行为.
它的显式方程求解冲击、 碰撞、快速成型等问题， 是目前求解这类问题最 有效的方法.
一、ANSYS软件体系
谐响应分析 - 确定线性结构对随时间 按正弦曲线变化的载荷的响应.
瞬态动力学分析 - 确定结构对随时间 任意变化的载荷的响应. 可以考虑与 静力分析相同的结构非线性行为.
特征屈曲分析 - 用于计算线性屈曲载 荷并确定屈曲模态形状. (结合瞬态动 力学分析可以实现非线性屈曲分析.)
一、ANSYS软件体系
ANSYS热分析
ANSYS 热分析计算物体的稳态或瞬态温度分布，以及热量的获取或损失、热 梯度、热通量等.
热分析之后往往进行结构分析,计算由于热膨 胀或收缩不均匀引起的应力.
ANSYS功能: 相变 (熔化及凝固), 内热源 (例如电阻发 热等) 三种热传递方式 (热传导、热对流、热辐 射)
注：直接运行光盘下的WinHostId.exe也可弹出右图所示窗口
二、ANSYS软件安装
2、把光盘内的CRACK目录复制一份到硬盘上，然后用记事本编辑 “ansys.dat”文件。第一行：其中“host”用计算机名代替，“000000000000” 用MAC地址（12位）代替，如图所示。保存关闭。
三、ANSYS用户界面
Preprocessor（预处理器）：包含PREP7操作，如建模、分网和加载等。 预处理器的主要功能包括单元定义、建模、分网。
单元定义：用于定义、编辑或删除单元。如果单元需要设置选项，用该方法比用 命令方法更直观方便
Ansys基础教程1简介、理论基础、分析过程
2）动力学分析
● 模态分析 - 计算线性结构的自振频率及振形. 谱分 析 是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引 起的结构应力和应变 (也叫作 响应谱或 PSD).
● 谐响应分析 - 确定线性结构对随时间按正弦曲线变 化的载荷的响应.
2
σ ( x ,y ) D ε ( x ,y ) D B ( x ,y ) q e S ( x ,y ) q e
S ( x ,y ) D B D B 1B 2B 3 S 1S 2S 3
u(x, y)
y
v
(
x,
y
)
y
x
u ( x ,y ) N ( x ,y ) q e B ( x ,y ) q e
应变矩阵
x
B(x, y) []N0
y
0
N1 0 N2 0 N3 0
y
0
N1
0
N2
0
N3
x
结论：单元内部每一点应变状态由单元节点位移确定
B (x,y)21 Ab 01
● 瞬态动力学分析 - 确定结构对随时间任意变化的载 荷的响应. 可以考虑与静力分析相同的结构非线性 行为.
● 随机振动分析等
3）专项分析: 断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析， 结构稳定分析，可靠性分析
2、 热分析 热分析用于确定物体中的温度分布。热分析考虑的物理量 是：热量的获取和损失、热梯度、热通量。 可模拟三种热传递方式：热传导、热对流、热辐射。
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
电磁
ANSYS/ FLOTRAN
ANSYS简介
用来可以用来进行分析结构、动力学、传热、热力耦合、电磁耦 合、流体分析（CFD）、耦合场分析-多物理场等领域的问题的解 答。ANSYS包含了前置处理、求解程序以及后置处理等三部分，
ANSYS的运行有两种模式：交互模式（Interactive Mode）和非交互模式（Batch Mode）。初学者和大多数使用者可采用交互模式，包括模型的建立、文件的保存与处理、 图形的打印及结果分析与输出等。一般基本的设置和分析都可以通过交互模式完成，常 见的命令流都有相关的交互式菜单操作对应，但部分高级设置只能通过非交简介
ANSYS简介 ANSYS中典型分析过程可以归纳为以下3个部分：前处理、求解计算和后处理。 1. 前处理 1. 定义工作文件名； 2. 设置分析模块； 3. 创建或读入几何模型； 4. 定义单元类型和选项； 5. 定义实常数，注意不是每种单元都必须的； 6. 定义材料属性； 7. 划分网格，形成单元。 2. 求解计算 1. 施加载荷及设定约束条件。 2. 定义分析类型，进行求解参数设置。 3. 求解。 3. 后处理 1. 将计算结果读入当前数据库。 2. 以列表或图形形式查看分析结果。 3. 检查结果是否正确。 4. 进行各种后续分析。
ANSYS简介
随着有限元技术的发展，有限元软件也取得了长足的进步。
目 前 在 国 际 上 比 较 知 名 的 大 型 通 用 有 限 元 软 件 有 ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, SAP, ALOGR, MARC, ADINA等。其中 ANSYS是最早我国最早引入的有限元软件之一。ANSYS自1971年
软件介绍ANSYS
作用于物体的外力可以分为体力和面力，体力是分布在物体体积内的力 （重力、惯性力、磁吸力等）。面力是作用于物体表面上的力，也可以 是集中力。
为描述物体内任一点的应力P，就从该点设想从物体中取出一个 无限小的平行六面体，它的棱边平行于坐标轴，而长度分别为
，d它x , d们y ,分dz 别，与将三每个一坐微标面轴上平的行应。力分表解示为正一应个力正，应力表和示两剪个应剪力应。力
解的连续函数。 3 对每个单元建立单元刚度矩阵。 4 按一定结点编码顺序，将各个单元刚度矩阵叠加以构造结构
整体刚度矩阵。 5 导出以结点自由度（DOF）为未知量的结构整体刚度方程，
并 将边界条件、初始条件应用于方程中（DOF通常代表位移、 结点温度值、压力、流速等等）。 6 求解步骤（5）中得到的方程组，以得到结点上的自由度值。 7 根据结点的值和形函数，得到其他的物理量，如应力、支座 反力、弯矩图、热流量等等。
z dz
dy
dx P
y
x
物体内任一点P的位移，用它在x、y、z三轴上的投影u、v、w 来表示，沿坐标轴的正方向为正，反之为负，则这三个投影称 为该点的位移分量。
弹性体
体力分量 面力分量 应变分量 应力分量 位移分量
都随点的位置而改变，通常都是 点的坐标的连续函数。
有限单元法的基本步骤:
1 将实际求解对象离散化，即将实际求解域划成结点和单元。 2 选择合适的形函数，即选择一个用单元结点解描述整个单元
ANSYS软件两大特点： 1 功能强大、广泛：融结构、热、流体、电磁、声学于一体；多场耦合；线性； 非线性。 2 处理过程一体化：建模、网格划分、加载、求解、后处理、优化设计等。
ANSYS结构分析功能
ANSYS包括7种结构分析类型： 1 静力分析——用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。
ansys介绍
三、ANSYS程序菜单简介
２）主菜单 包括ANSYS的主要功能，如前处理、求解和后 处理 。 Preference（优选项）－ 可以设置图形界面的类 型，包括Structural(结构分析）、Thermal (热分 析)、Fluid(流体分析)。如选取Structural，则 ANSYS的主菜单只出现适合结构分析的单元类型 和菜单选项等； Preprocessor－进入预处理器。建立模型、网格 划分、及施加载荷；
• 1）开始准备工作 • 2）建立模型（前处理器） • 3）加载求解（求解器） • 4）查看分析结果（后处理器）
1.ANSYS启动、退出与GUI环境
交互界面环境组成：
• 信息输出窗口 • 交互界面窗口（GUI）
ANSYS实用菜单 标准工具栏 ANSYS工具栏 ANSYS主菜单 状态栏
ANSYS命令 输入窗口
家族产品
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
ANSYS/ Mechanical ANSYS/ FLOTRAN
ANSYS/ Thermal
ANSYS/ Structural
ANSYS/
LinearPlus
ANSYS有限元解题的基本步骤
ANSYS概述
ANSYS的基本介绍
• 在目前应用广泛的通用有限元分析程序中，美国ANSYS公司研
制开发的大型通用有限元程序ANSYS是一个适用于微机平台的 大型有限元分析系统，功能强大，适用领域非常广泛。 • 现在已经广泛应用于机械、航空、航天、交通运输、
水利、电子、汽车、土木工程、生物等各种领域，能够满足各行 业有限元分析的需要。 能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如pro/E、 UG、CAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。
Ansys软件简介及求解步骤
内容：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CAD工具之一。
一、软件功能简介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。
目前版本为ANSYS5.7版，其微机版本要求的操作系统为Windows 95/98或Windows NT,也可运行于UNIX系统下。
微机版的基本硬件要求为：显示分辨率为1024×768，显示内存为2M以上，硬盘大于350M，推荐使用17英寸显示器。
启动ANSYS，进入欢迎画面以后，程序停留在开始平台。
从开始平台（主菜单）可以进入各处理模块：PREP7（通用前处理模块），SOLUTION（求解模块），POST1（通用后处理模块），POST26（时间历程后处理模块）。
ANSYS用户手册的全部内容都可以联机查阅。
用户的指令可以通过鼠标点击菜单项选取和执行，也可以在命令输入窗口通过键盘输入。
大型通用有限元分析软件ANSYS简介(精)
大型通用有限元分析软件ANSYS简介ANSYS是一款大型通用有限元分析软件，广泛用于工业、医疗、交通等领域中的工程分析和仿真。
本文将对ANSYS的功能、特点和应用进行详细介绍。
功能简介ANSYS拥有丰富的功能，包括：•有限元分析：ANSYS可以对各种结构进行基于有限元计算的工程分析和仿真，包括热力学、动力学、流体力学等。
•多物理场模拟：ANSYS可以同时对多个物理场进行分析和仿真，如热力学、流固耦合、磁场等。
•材料建模：ANSYS支持多种材料的建模和分析，包括塑性、疲劳、断裂等。
•优化：ANSYS可以对设计进行自动化的优化，以满足不同的性能和成本要求。
•可视化：ANSYS可以通过可视化工具对模拟结果进行可视化，方便用户分析和理解仿真结果。
特点简介ANSYS的特点主要包括：•通用性：ANSYS是一款通用的有限元分析软件，可以应用于各种工程领域的分析和仿真。
•灵活性：ANSYS支持多种材料和物理场的分析，可以根据需要进行个性化的设置。
•精度：ANSYS的有限元计算技术可以提供高精度的分析结果。
•效率：ANSYS的并行计算技术可以显著提高仿真的效率，同时支持云计算和本地计算。
应用简介ANSYS广泛应用于各种工程领域，包括：•航空航天：用于飞机、火箭等结构和系统的分析和仿真。
•汽车工程：用于汽车零部件和整车的优化分析和仿真。
•医疗器械：用于医疗器械的设计和性能分析。
•电子设备：用于电子设备的热和电性能分析和仿真。
•建筑工程：用于建筑结构的分析和仿真。
总结ANSYS是一款功能丰富、通用性强、精度高的大型有限元分析软件，广泛应用于各种工程领域中的分析和仿真。
作为一名工程师，掌握ANSYS的使用，可以提高工程设计的效率和精度，为项目的成功实施提供有力的支持。
Ansys简介
到 80 年代初期，国际上较大型的面向工程的有限元通用软件主要有：ANSYS, NASTRAN, ASKA, ADINA, SAP 等。以 ANSYS 为代表的工程数值模拟软件，是一个多用途的有限元法分析软件，它从 1971 年的 2.0 版本与今天的 5.7 版本已有很大的不同，起初它仅提供结构线性分析和热分析，现在可用来求结 构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题的解答。它包含了前置处理、解题程序以及后置处理，将有限元分 析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为现代工程学问题必不可少的有力工具。
1.3 ANSYS 软件主要特点
主要技术特点：
• 唯一能实现多场及多场耦合分析的软件 • 唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型 FEA 软件 • 唯一具有多物理场优化功能的 FEA 软件 • 唯一具有中文界面的大型通用有限元软件 • 强大的非线性分析功能 • 多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置 • 支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容 • 强大的并行计算功能支持分布式并行及共享内存式并行 • 多种自动网格划分技术 • 良好的用户开发环境
2. 主菜单（Main Menu）：包含分析过程的主要命令，如建立模块、外力负载、边界条件、分析类型 的选择、求解过程等。
3. 工具栏（Toolbar）：执行命令的快捷方式，可依照各人爱好自行设定。 4. 输入窗口（Input Window）：该窗口是输入命令的地方，同时可监视命令的历程。 5. 图形窗口（Graphic Window）：显示使用者所建立的模块及查看结果分析。 6. 输出窗口（Output Window）：该窗口叙述了输入命令执行的结果。
ANSYS简介及分析方法概述
17所示。
图2-16 求解窗口
图2-17 求解后的状态窗口
4. 后处理模块General Postproc
2.2.3 ANSYS的基本功能与操作
1. 启动ANSYS与初始设置 （1）启动ANSYS：
图2-2 ANSYS启动及主界面（图形编辑窗口）
（2）初始设置 1）设置工作路径
图2-3设定工作路径
2）设置文件名
图2-4用户文件名的设置
命名后的工作文件名可在如图2-5所示的常用菜单File中，或在 图标栏中的“文件打开”图标中找到。另外，ANSYS不显示默认 的工作文件名，且文件名空格会被自动忽略。
合分析需要输入材料的导热系数、线膨胀系数。
结构分析中需要输入材料的弹性模量E和泊松比 ，都是材
料的弹性常数，对于不同的材料可通过实验测定，如Q235 的弹性模量约210GPa，泊松比为0.3。表2-1给出了工程中
常用材料的E和 。
表2-1 常用材料的E和
材料名称 碳钢
16锰钢 合金钢 灰口、白口铸铁
总体坐标系被认为是一个绝对参考系，ANSYS程序提供了 三种总体坐标系：笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系。 所有坐标系都遵循右手法则。
图2-21 总体坐标系的主要类型
2.3.3 局部坐标系的作用
图2-22所示的是自定义坐标系{X1，Y1，Z1}相对于总体坐 标系{X，Y，Z}的面的欧拉旋转变换。
举例说明从CAD软件中导入PARA...格式模型的操作，拾取常用 菜 单 Utility Menu >File>Import>PARA... ， 在 弹 出 的 ANSYS Connection for Parasolid对话框中，选择CAD模型。如图2-13 所示。
ANSYS介绍及对计算的意义
ANSYS 介绍及对计算的意义1．引言ANSY是一种融结构、热、流体、电磁和声学于一体的大型通用有限元软件，广泛应用于水利、铁路、汽车、造船、流体分析等工业领域，可在微机或工作站上运行，能够进行应力分析、热分析、流场分析、电磁场分析等多物理场分析及耦合分析，并且具有强大的前后处理功能。
ANSY的流场分析求解模块FLOTRAN基于能量守恒、质量守恒和动量守恒, 能求解流场速度、压力、温度分布等参数。
利用ANSY软件对干气密封面结构处的流场进行仿真分析，能够为干气密封面结构的合理设计提供理论依据[01]。
ANSY公司成立于1970年，总部设在美国的宾夕法尼亚洲，目前是世界CAE 行业中最大的公司。
其创始人John Swanso博士为匹兹堡大学力学教授、有限元界权威。
在30多年的发展过程中，ANSY不断改进提高，功能不断增强，目前最新的版本已发展到10.0版本，本文分析使用的是ANSYS 8.0。
2. ANSYSB介1970年成立的美国ANSY公司是世界CAE亍业最著名的公司之一，长期以来一直致力于设计分析软件的开发、研制，其先进的技术及高质量的产品赢得了业界的广泛认可。
在我国，ANSY用户也越来越多，三峡工程、二滩电站、黄河下游特大型公路斜拉桥、国家大剧院、浦东国际机场、上海科技城太空城、深圳南湖路花园大厦等在结构设计时都采用了ANSY作为分析工具【°2】。
ANSY的界面非常友好，有些类似于AUTOCAD 其使用方法也和AUTOCAD相似的地方：GU方式和命令流方式。
GUI(Graphical User Interface) 方式即通过点击菜单项，在弹出的对话框中输人参数并进行相应设置从而进行问题的分析和求解：命令流方式是指在ANSY的命令流输入窗口输入求解所需的命令，通过执行这些命令来实现问题的解答。
GU方式较容易掌握，但是在熟悉了ANSY的命令之后，使用命令流方式要比GU方式效率高出许多【°3】。
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目前是世界 目前是世界CAE行业最大的公司之一。 行业最大的公司之一。 行业最大的公司之一
9 November 2009
大型通用有限元程序ANSYS概述
L1-2
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ANSYS软件是融结构、流 软件是融结构、 软件是融结构 电场、磁场、 体、热、电场、磁场、声 场分析于一体的大型通用 有限元分析软件。 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 公司之一的美国 开 发。
ANSYS公司是由美国匹兹堡大学力学系教授、有限元 公司是由美国匹兹堡大学力学系教授、 公司是由美国匹兹堡大学力学系教授 法的权威、著名力学专家John Swanson博士于 法的权威、著名力学专家 博士于1970年 年 博士于 创建而发展起来的， 创建而发展起来的，其总部位于美国宾夕法尼亚州的 Canonsburg (匹兹堡南部 。 匹兹堡南部)。 匹兹堡南部
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ห้องสมุดไป่ตู้
大型通用有限元软件ANSYS概述
二OO九年十一月九日
西安交通大学 航天航空学院
白长青
9 November 2009
大型通用有限元程序ANSYS概述
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