大型通用有限元工程分析软件ANSYS在力学教学中的应用
大型通用有限元程序ANSYS概述
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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学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化
学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化Chapter 1: Introduction to Ansys WorkbenchAnsys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析和结构优化软件。
它的功能强大，能够帮助工程师在设计过程中进行力学性能预测、应力分析以及结构优化等工作。
本章节将介绍Ansys Workbench的基本概念和工作流程。
1.1 Ansys Workbench的概述Ansys Workbench是由Ansys公司开发的一套工程分析软件，主要用于有限元分析和结构优化。
它集成了各种各样的工具和模块，使得用户可以在一个平台上进行多种分析任务，如结构分析、热分析、电磁分析等。
1.2 Ansys Workbench的工作流程Ansys Workbench的工作流程通常包括几个基本步骤：（1）几何建模：通过Ansys的几何建模功能，用户可以创建出需要分析的结构的几何模型。
（2）加载和边界条件：在这一步骤中，用户需要为结构定义外部加载和边界条件，如施加的力、约束和材料特性等。
（3）网格生成：网格生成是有限元分析的一个关键步骤。
在这一步骤中，Ansys Workbench会将几何模型离散化为有限元网格，以便进行分析计算。
（4）材料属性和模型：用户需要为分析定义合适的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
此外，用户还可以选择适合的分析模型，如静力学、动力学等。
（5）求解器设置：在这一步骤中，用户需要选择适当的求解器和设置求解参数，以便进行分析计算。
（6）结果后处理：在完成分析计算后，用户可以对计算结果进行后处理，如产生应力、位移和变形等结果图表。
Chapter 2: Finite Element Analysis with Ansys Workbench本章将介绍如何使用Ansys Workbench进行有限元分析。
我们将通过一个简单的示例，演示有限元分析的基本步骤和方法。
ANSYS有限元分析——课程PPT课件
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
12.ANSYS/DesignSpace：该模块是ANSYS的低端产品， 适用与设计工程师在产品概念设计初期对产品进行基 本分析，以检验设计的合理性。其分析功能包括：线 性静力分析、模态分析、基本热分析、基本热力耦合 分析、拓扑优化。其他功能有：CAD模型读取器、自 动生成分析报告、自动生成ANSYS数据库文件、自动 生成ANSYS分析模板。产品详细分类： DesignSpace for MDT DesignSpace for SolidWorks Standalone DesignSpace ： （ 支 持 的 CAD 模 型 有 ： Pro/E 、 UG 、 SAT、Parasoild）
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8. ANSYS/ED：该模块是一个功能完整的设计模拟程序， 它拥有ANSYS隐式产品的全部功能，只是解题规模受 到了限制（目前节点数1000）。该软件可独立运行， 是理想的培训教学软件。
9. ANSYS/LS-DYNA：该程序是一个显示求解软件，可 解决高度非线性结构动力问题。该程序可模拟板料成 形、碰撞分析、涉及大变形的冲击、非线性材料性能 以及多物体接触分析，它可以加入第一类软件包中运 行，也可以单独运行。
有限元分析的基本步骤如下： • 建立求解域并将其离散化有限单元，即将连续问题分
解成节点和单元等个体问题； • 假设代表单元物理行为的形函数，即假设代表单元解
的近似连续函数； • 建立单元方程； • 构造单元整体刚度矩阵； • 施加边界条件、初始条件和载荷； • 求解线性或非线性的微分方程组，得到节点求解结果；
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6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析
基于ANSYS的有限元分析
基于ANSYS的有限元分析有限元大作业基于ansys的有限元分析班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo,NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。
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。
在核工业、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、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS 软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
2D Bracket问题描述:We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.1.Geometry: The thickness of the bracket is 3.125 mm2.Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.3.Boundary conditions: The bracket is fixed at its left edge.4.Loading: The bracket is loaded uniformly along its top surface. Theload is 2625 N/m.5.Objective: a.Plot deformed shapeb.Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these)c.Remodel the bracket without the fillet at the corner or change the fillet radius to 0.012 and 0.006m, and see howd.principal stress and von Mises stress change.一，建立模型1设置工作平面在ansys主菜单里找到workplane>wp settings,输入如下参数。
(完整版)国内外主要有限元分析软件比较
有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。
有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
常见软件有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。
目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。
软件对比ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。
ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名：1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS流体分析能力排名：1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS耦合分析能力排名：1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析1．在世界范围内的知名度两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。
ANSYS 软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。
ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
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
基于ANSYS梁结构静力分析
基于ANSYS 梁结构静力分析李亚锋 072092 861摘要： 采用大型通用软件ANSYS ，对梁结构受弯矩力时工况进行三维有限元静力分析，计算结果，分析梁体应力分布情况。
关键词： 梁结构；ANSYS ；有限元；静力分析0 引言梁结构是生活中常见的结构，为了全面了解梁结构在受到弯矩力时梁体应力分布状态，采用ANSYS 三维有限元对梁结构进行工况静力计算，分析梁体应力、位移情况。
1 概况梁体的结构与受力梁的截面形状为梯形截面，各个截面尺寸相同。
两端受弯矩沿中性面发生弯曲，如图1-1所示。
利用ANSYS 软件对此梯形截面梁进行静力学分析，以获得沿梁AA 截面的应力分布情况。
问题分析由于此问题不是轴对称的，梁上各点位移呈圆弧状，有弯曲半径和弯曲中心，所以采用三维实体单元要比采用轴对称单元好一些。
其几何形状可以通过柱坐标建立。
1.2.1 合理简化模型rθA AMMA -A 截面图1-1 梯形截面梁受弯矩弯曲模型由于梁弯曲部分的应力不随θ变化，所以可以适当简化模型，取图1-2所示的切片。
AB 和CD 边夹角为5°。
由于不知道切片两侧截面上轴向应力的分布情况，所以只能将弯矩M 直接作用在简化模型上。
在定义位移约束时仍认为切片两侧保持平面，切片两端只受纯弯矩载荷，即切片端面不受外力载荷。
通过有限元分析可以得到受弯矩切片端面处的应力分布情况。
因应力与所受弯矩呈线性关系，所以截面上的应力与切片两端面所受弯矩M p 紧密相关。
当z 值不变时，梁的截面上点A 、B 、C 和D 对称分布，所以，分析梁截面时只需取截面的一半。
1.2.1 描述模型的边界条件任意节点处沿u （径向）、v （环方向）、w （轴向）的约束情况如表1-1所示。
切片上所有节点均被约束。
A 节点处，u=0可阻止切片沿r 方向做刚体运动；1＃面上所有节点v=0可防止1＃面做圆周运动，对于ABCD 由w=0保证切片模型的对称性；2＃面上BC 保证2＃面绕r = r c 面转动时，2＃面保持平面。
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.
大型通用有限元软件Ansys边坡稳定性分析工程实例
大型通用有限元软件Ansys边坡稳定性分析工程实例耿宇飞;李鹏飞;安立群【摘要】ANSYS软件是由美国SASI公司开发的世界最著名的大型通用有限元分析软件,它不断吸收当今计算力学与计算机技术的最新成果,使其在FEA(有限元分析)领域稳居霸主地位.将强度折减法应用于边坡稳定性分析中,折减土体强度,代入有限元程序进行计算,直至计算不收敛,此时的折减系数即为安全系数.结合工程实例,对比强度折减法的边坡稳定性有限元法和传统极限平衡法的计算结果,表明ansys基于强度折减法的边坡稳定性有限元分析应用与工程实际是可行的.【期刊名称】《河北建筑工程学院学报》【年(卷),期】2011(029)001【总页数】4页(P3-6)【关键词】边坡稳定性;强度折减法;有限元【作者】耿宇飞;李鹏飞;安立群【作者单位】张家口市华盛建设工程招标代理事务所有限公司,河北,张家口,075000;河北建筑工程学院,河北,张家口,075000;北京京铁房地产开发公司张家口分公司,河北,张家口,075000【正文语种】中文【中图分类】TU4ANSYS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.边坡稳定性分析的主要任务是进行边坡稳定性计算、评价当前边坡的稳定状态和可能的变化发展趋势，以便作为边坡整治工程设计的依据.传统的边坡稳定性分析方法中，为了便于分析计算的进行，做了许多近似假设，如假设一个滑动面、不考虑土体内部的应力-应变关系、不考虑支挡结构的作用等等.因此，传统分析方法不能得到滑体内的应力、变形分布状况，也不能求得岩体本身的变形和支挡结构对边坡变形及稳定性的影响.传统分析方法的这些先天缺点使它在应用中受到一定的限制，尤其在大型边坡和重要工程的边坡整治分析中，大多仅用它作为初步计算和估计.而有限元法克服了传统分析法的不足，不仅满足力的平衡条件，而且还考虑了土体应力、变形关系和支挡结构的作用，能够得到边坡在荷载作用下的应力、变形分布，模拟出边坡的实际滑移面.本文探索用最大型通用的有限元分析软件Ansys对一具体滑坡展开研究，以期做好解决工程实际问题的范例.1 应用极限平衡法对某滑坡进行计算极限平衡理论是经典的确定量分析方法，在工程界应用非常广泛.基本作法是：将滑动趋势范围内的边坡岩土体按某种规则划分为一个个小块体，通过块体的平衡条件来建立整个边坡平衡方程，以此为基础进行边坡分析.为了对该滑坡进行定量评价，本次选择了与滑动方向基本一致的II—II‘和剖面见图1进行稳定性验算.根据勘探资料滑坡土体主要为粉质粘土夹碎石，且滑床为近似圆弧形，因滑坡区地下水贫乏，故不考虑地下水动静水压力的影响.运用同济曙光边坡分析软件，采用瑞典圆弧法，土条数设定100，考虑地震加速度为0.05g，最大迭代次数200，滑坡验算的物理力学指标根据实测值，粉质粘土采用：泥岩采用：得到II—II‘剖面安全系数分别为1.178.自动搜索滑动面如图1红线所示.II—II‘剖面最危险圆弧滑动面圆心坐标（35.26，356.40），半径：19.58.图1 II—II‘剖面稳定分析模型2 应用有限元法对某滑坡进行计算有限元法的基本思想是将连续的结构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，将连续体看作是只在节点处连接的一组单元的集合；同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在每一个单元中假定一个近似的插值函数以表示单元中场函数的分布规律；进而利用力学中的某些变分原理去建立用以求解节点未知量的有限单元方程，从而将一个连续域中的无限自由度问题简化为离散域中的有限自由度问题.本文采用了美国大型有限元软件ANSYS来完成有限元法的滑坡稳定验算工作.（1）计算范围与边界条件的确定计算边界范围的大小在有限元法中对计算结果的影响比在传统极限平衡法中表现得更为敏感.本文工作中对每个剖面采取的各自计算范围为：由坡脚沿120°向南东方向水平延展滑坡高度1.5倍的距离，从坡顶滑坡后缘壁沿300°向北西方向水平延伸滑坡高度2.5倍的距离，且上下边界总高不低于2倍坡高.边界条件为左右两侧水平约束，下部固定，上部为自由边界.（2）计算参数的选取按照平面应变建立有限元模型，计算单元采用平面八节点单元PLANE82［1］.需要输入的参数有岩土体的内摩擦角、粘聚力、单位土体的重量、泊松比、弹性模量、膨胀角6个参数.设c0，φ0为初始强度参数，安全系数采用的强度折减定义形式. 由图3变形后的塑性区可以看出，在计算不收敛所达到的最后稳定安全系数时，主要的塑性变形发生在滑坡后缘.对比图5和图1可以看出II—II‘剖面用强度折减有限元法所得的滑动面十分接近用同济曙光软件（极限平衡法）所搜索出来的滑动面，都是从滑坡后缘开始滑起. 图2 有限元网格划分图3 变形后的塑性区图4 应力云图图5 滑动状态图图6 NLEPEQ-F曲线再由曲线6到8可以看出，随着系数F逐渐增大，也就是土体强度参数的逐渐降低，不论是应力、应变还是水平位移，都在逐渐的变化，但是幅度不大.在系数达到一定的数值以后，都会发生急剧的变化，之后发生滑坡.这表明滑坡是需要一个诱因的，降雨就是诱因中最常见的，它使土体重度增加、粘聚力和内摩擦角减少，从而达到滑坡所需条件.图7 SEQV-F曲线图8 DS-F曲线经过计算得到II—II‘剖面的系数为1.16时，该剖面的应力、应变以及水平位移均发生了突然的变化，根据在控制选项中所设定的力的收敛准则，计算没有收敛，判定当F＝1.16时，II-II‘剖面失稳，即最后的安全稳定系数是1.16.3 结论表1 计算结果相比较安全系数 II—II‘极限平衡条分法1.178有限单元法1.16 （1）用大型通用Ansys软件强度折减有限元法所得的滑动面十分接近用同济曙光软件（极限平衡法）所搜索出来的滑动面，安全系数也非常接近，表明Ansys软件强度折减有限元法应用于边坡工程实际中是完全可行的.（2）有限元强度折减法近来在国内外受到关注，对于均质土坡已经得到了较好的结论，但尚未在工程中实用.本文采用有限元强度折减法，对某滑坡进行了系统分析，证实了强度折减法用于工程边坡的可行性，求得了滑坡体相应的稳定安全系数. （3）与极限平衡法计算结果比较，清晰地表明相差幅度为1.5%，虽有差别，但处在同一稳定级别范围内，处于基本稳定状态，与目前滑坡的实际情况相吻合，说明有限元法的计算结果具有一定的可靠性.同时，用极限平衡法得到的安全系数一般大于强度折减有限元法，在工程上应引起重视.（4）此滑坡地质比较特殊，大量的滑坡坡体由粉质粘土加碎石土构成，这类土的力学性质既不同于一般岩体，有不同于一般土体，而是介于土体和岩体之间的一种特殊地质体，有限元法克服了传统分析法法的不足，不仅满足力的平衡条件，而且考虑了土体应力-应变关系，使计算结果更加精确合理.参考文献【相关文献】［1］郑颖人，赵尚毅.有限元强度折减法在土坡与岩坡中的应用，2004，23（19）：3381～3388［2］娄世飞.西南科技大学污水处理厂滑坡稳定性分析研究.硕士论文.四川：西南科技大学，2006 ［3］马建勋，赖志生，蔡庆娥，徐振立.岩石力学与工程学报23（16）：2690～2693［4］四川地质集团，遂宁西山滑坡群治理工程2005，1［5］张鲁渝，郑颖人，赵尚毅，时卫民.有限元强度折减系数法计算土坡稳定安全系数的精度研究.水利学报，2003，1：21～27［6］崔政权，李宁.边坡工程—理论与实践最新发展.北京：中国水利水电出版社1999，12［7］张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理.北京：地质出版社1997，11。
ANSYS及MIDAS软件介绍
ANSYS及MIDAS软件介绍1.⾼等数学2. 普通物理3. 普通化学4. 理论⼒学5. 材料⼒学6. 流体⼒学7.计算机应⽤基础8.电⼯电⼦技术9. ⼯程经济10.⼟⽊⼯程材料11. ⼯程测量12. 职业法规13.⼟⽊⼯程施⼯与管理14. 结构设计15. 结构⼒学16. 结构试验17.⼟⼒学与地基基础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的影响并不显著的问题。
ANSYS程序中的静⼒分析不仅可以进⾏线性分析，⽽且也可以进⾏⾮线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、⼤变形、⼤应变及接触分析。
2.结构动⼒学分析结构动⼒学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可进⾏的结构动⼒学分析类型包括：瞬态动⼒学分析、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导致结构或部件的响应随外载荷不成⽐例变化。
ANSYS程序可求解静态和瞬态⾮线性问题，包括材料⾮线性、⼏何⾮线性和单元⾮线性三种。
4.动⼒学分析ANSYS程序可以分析⼤型三维柔体运动。
当运动的积累影响起主要作⽤时，可使⽤这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性，并确定结构中由此产⽣的应⼒、应变和变形。
5.热分析程序可处理热传递的三种基本类型：传导、对流和辐射。
热传递的三种类型均可进⾏稳态和瞬态、线性和⾮线性分析。
热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能⼒以及模拟热与结构应⼒之间的热－结构耦合分析能⼒。
6.电磁场分析主要⽤于电磁场问题的分析，如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁⼒线分布、⼒、运动效应、电路和能量损失等。
还可⽤于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及⽆损检测装置等的设计和分析领域。
7.流体动⼒学分析ANSYS流体单元能进⾏流体动⼒学分析，分析类型可以为瞬态或稳态。
ANSYS在复合材料力学课程教学中的应用
国家重点发展的航空航天、新能源等高科技领域，对掌握复合材料力学专业知识的人才需求日益增多。
为此，许多工科类高等院校开设了复合材料力学这门课程，其目的是使学生掌握复合材料力学的基础知识和研究方法，并运用所学知识解决传统层合复合材料或现代新型复合材料的各种实际力学问题。
然而，这门课程现有的教学资源匮乏、理论知识抽象、教学形式单一、课堂气氛沉闷等问题仍广泛存在，从而严重影响了该课程的教学质量。
针对这一现状，笔者在复合材料力学课程教学实践的基础上，提出了一种传统教学与ANSYS 软件应用相结合的教学方法。
一、复合材料力学课程教学存在的问题目前复合材料力学的课程教学主要存在以下几点问题，第一，课程内容相对抽象，学生学习积极性不高。
课程中除了对复合材料背景知识的讲解，大部分的内容是关于层合板力学性能理论分析的讲解，这些内容较为抽象难懂，所以除了一些学习较好的学生，大多数学生学习兴趣不高。
第二，课程理论综合性强，学生对知识的理解和接受困难。
该课程是一门理论综合性很强的课程，需要先修的基础课程包括高等数学、材料力学、弹性力学等。
在理论分析过程中，平衡（运动）关系、几何关系要用到上述基本知识，而复合材料本身又具有复杂的物理关系，从而使得理论推导过程非常复杂。
因此，在教学过程中，许多学生对知识的理解和掌握程度不够，独立解决问题能力差。
第三，课程实践性环节较少，学生对知识的应用能力差。
学习复合材料力学的目的是为了能应用所学知识进行复合材料构件的计算和设计，而数值模拟和实验是工程上进行复合材料力学研究的主要手段。
课程往往只讲述理论，没有安排实验和上机的环节，使学生不具备在工程实际中应用知识的能力。
面对以上问题，复合材料力学的教学改革势在必行。
理论教学、数值模拟教学和实验教学应紧密结合，才能提升课程的教学质量，才能满足社会对应用型人才的需求。
二、ANSYS 在复合材料力学课程中应用的优势随着计算机技术的发展，有限元分析软件已逐渐代替编程的手段来实现大型仿真计算。
Ansys基础入门教程
2）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). 3）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. 4）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. 5）谱分析 6）随机振动分析等 7）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.) 8）专项分析: 断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析
启动ANSYS
1-1. 启动ANSYS软件.
Objective
1. ..... 2. ..... 3. ..... Procedure
注意: 以下过程默认为在 Windows NT环境下.
要启动ANSYS:
Windows NT 屏幕: Start > Programs > ANSYS 5.5 >
1ED：该模块是一个功能完整的设计模拟程序， 它拥有ANSYS隐式产品的全部功能，只是解题规模受 到了限制（目前节点数 1000 ）。该软件可独立运行， 是理想的培训教学软件。 9. ANSYS/LS-DYNA ：该程序是一个显示求解软件，可 解决高度非线性结构动力问题。该程序可模拟板料成 形、碰撞分析、涉及大变形的冲击、非线性材料性能 以及多物体接触分析，它可以加入第一类软件包中运 行，也可以单独运行。 10.ANSYS/LS-DYNA PrepPost ： 该 程 序 具 有 所 有 的 ANSYS/LS-DYNA 的前后处理功能，具体包括：实体 建模、网格剖分、加载、边界条件、等值线显示、计 算结果评价以及动画，但没有求解功能。 11.ANSYS/University ：该模块是一个功能完整的设计模 拟程序，它拥有ANSYS隐式产品的全部功能，只是解 题规模受到了限制（目前节点数 16000 和 32000 两种）。 该软件可独立运行，适用与高校进行教学或科研。
国内外主要有限元分析软件比较
有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。
有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
常见软件有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。
目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。
软件对比ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。
ABAQUS 专注结构分析目前没有流体模块。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA 是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名：1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS 流体分析能力排名：1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS 耦合分析能力排名：1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS 性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析1．在世界范围内的知名度两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。
ANSYS 软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。
ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
7.2.4二维泊松方程的有限元法+-+教学案例6-ANSYS软件在工程电磁场教学中的典型应用
ANSYS 软件在工程电磁场教学中的典型应用齐磊1、案例说明导体表面电场计算、多导体系统部分电容参数计算、线圈电感计算是工程电磁场教学中的重要内容。
关于导体表面电场和多导体系统部分电容计算，其本质是静电场边值问题的求解，常用的计算方法包括解析法和数值法两大类：解析法主要有直接积分法、镜像法、分离变量法等，这几类方法只能解决一些特殊的工程问题，教学中也主要侧重于其基本原理的讲解和关键知识点的强化；数值法主要包括有限元法、边界元法、有限差分法、矩量法等，这几种方法各有利弊，实际应用中应结合具体工程问题选择合适的计算方法。
有限元法作为一种经典的数值计算方法，近年来随着计算机技术的发展，在工程实际中得到了广泛应用，并出现了成熟的商业软件如ANSYS可供使用。
本案例的第1部分主要讨论ANSYS软件在导体表面电场计算方面的应用，涉及的关键知识点包括静电场边值问题、恒定电流场计算、电准静态场定义、传导电流密度与位移电流密度、静电场与电流场耦合计算、虚拟媒质法等，通过该部分介绍可以深化对上述知识点的理解和掌握，并熟悉ANSYS软件的一般使用方法。
本案例的第2部分主要讨论ANSYS软件在电容参数计算方面的应用，涉及的关键知识点包括电容、静电独立系统、部分电容、静电屏蔽等，通过该部分介绍除深化相关知识点认识外，还可以拓展学生知识面，了解高压直流输电、换流阀系统、过电压分析与绝缘配合等相关知识。
本案例的第3部分主要讨论ANSYS软件在电感参数计算方面的应用，涉及的关键知识点包括恒定磁场边值问题、自感、互感、媒质磁化、镜像法等，通过该部分可以深化对上述知识点的理解，同时了解空心电抗器制造工艺以及可能存在的绕组发热、振动等相关问题。
2、案例介绍2.1ANSYS 软件在导体表面电场计算中的应用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，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换。
ANSYS软件共由前处理模块、分析计算模块及后处理模块三大模块组成，其分析计算电场分布的流程如图1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】。