ANSYS基础应用及范例分析

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ANSYS基础应用及范例分析

ANSYS基础应用及范例分析
1.ANSYS基础应用
ANSYS是一款用于计算机辅助工程设计和计算机辅助分析(CAE)的多物理场建模、仿真和优化软件，用于仿真复杂设计的性能、功能和现有系统的行为。

ANSYS软件包含四大类：动力学、热和流体、电磁场和结构力学，可用于各种应用场景，如航空航天、汽车行业、电子行业、能源及水处理等。

1)动力学分析:动力学分析是ANSYS最基本的研究类型，它主要用于模拟和分析物体在力的作用下的相对运动、旋转和振动，以及物体之间的碰撞和接触力。

此外，ANSYS大量的动力学仿真功能和高级刚体动力学功能可以帮助用户模拟复杂的系统，用于机械设计和优化。

2）热和流体分析：热和流体分析是ANSYS中的一个重要研究领域，涵盖了各种流体系统研究，比如压缩性多相流、不可压缩流体、现代飞机等等，以及各种热系统的研究，如热导分析、微波加热和热结合等。

3）电磁场分析：电磁场分析是ANSYS用于模拟电磁场的建模和仿真的研究领域，包括电磁性能测量和分析、电磁兼容性仿真、电磁抗扰度和EMC（电磁兼容）仿真分析等。

4）结构力学分析：结构力学分析是ANSYS最常用的仿真技术。

ANSYS模态分析教程及实例讲解

ANSYS模态分析教程及实例讲解ANSYS是一款常用的有限元分析软件，可以用于执行结构分析、热分析、流体分析等多种工程分析。

模态分析是其中的一项重要功能，用于计算和分析结构的固有振动特性，包括固有频率、振型和振动模态，可以帮助工程师了解和优化结构的动态响应。

以下是一份ANSYS模态分析教程及实例讲解，包含了基本步骤和常用命令，帮助读者快速上手模态分析。

1.创建模型：首先需要创建模型，在ANSYS界面中构建出待分析的结构模型，包括几何形状、材料属性和边界条件等。

可以使用ANSYS的建模工具，也可以导入外部CAD模型。

2.网格划分：在模型创建完毕后，需要进行网格划分，将结构划分为小的单元，使用ANSYS的网格划分功能生成有限元网格。

网格划分的细腻程度会影响分析结果的准确性和计算时间，需要根据分析需要进行合理选择。

3.设置材料属性：在模型和网格创建完毕后，需要设置材料属性，包括弹性模量、密度和材料类型等。

可以通过ANSYS的材料库选择已有的材料属性，也可以自定义材料属性。

4.定义边界条件：在模型、网格和材料属性设置完毕后，需要定义结构的边界条件，包括约束和加载条件。

约束条件是指结构受限的自由度，例如固定支撑或限制位移；加载条件是指施加到结构上的载荷，例如重力或外部力。

5.运行模态分析：完成前面几个步骤后，就可以执行模态分析了。

在ANSYS中，可以使用MODAL命令来进行模态分析。

MODAL命令需要指定求解器和控制选项，例如求解的模态数量、频率范围和收敛准则等。

6.分析结果：模态分析完成后，ANSYS会输出结构的振动特性，包括固有频率、振型和振动模态。

可以使用POST命令查看和分析分析结果，例如绘制振动模态或振动模态的频率响应。

下面是一个实际的案例，将使用ANSYS执行模态分析并分析分析结果。

案例：矩形板的模态分析1.创建模型：在ANSYS界面中创建一个矩形板结构模型，包括矩形板的几何形状和材料属性等。

ANSYS的应用及其分析全过程(包含实例详解)

本章主要讲述：1．空间网格结构设计软件MSTCAD的应用；2．通用有限元分析程序ANSYS的应用及其分析全过程；总体而言，空间结构的分析方法主要有弹性力学分析方法和有限元分析方法，弹性力学原理作为广义的理论基础，其总结的共性结论有利于帮助理解空间结构的力学性能，但其建立的基本方程往往为高阶微分方程，求解较为困难，因此目前的空间结构分析基本上都是采用有限元分析方法通过计算机程序完成，因此掌握一些常用分析设计软件的应用十分必要，本章主要介绍浙江大学空间结构中心研发的空间网格结构设计软件MSTCAD的应用，这个软件作为商业软件，目前可用于网架和网壳的分析设计，简单易学，但还不能进行结构非线性分析；本章的重点在于通用有限元软件ANSYS的介绍，ANSYS的分析功能就相当强大，掌握其应用有利于开展课题研究，本章仅简单介绍其分析过程，使用时可查阅相关文献或查阅程序的帮助文件。

第二节ANSYS8.0软件概述ANSYS是大型通用有限元软件，从1971年的2.0版本到10.0版本，其操作界面到分析功能等各方面都有巨大的改进。

ANSYS功能强大，命令繁多，掌握常用的操作就足够一般用户解决工程中的具体问题，对初学者而言，不可能一下就掌握ANSYS的所有操作功能，且无必要。

对软件的掌握应以能应用于实际工程作为标准，ANSYS不是一个专业，也不是一门理论课程，更不是一种分析方法，而只是一个有限元工具，应强调以应用为出发点，否则就算对ANSYS相当熟悉，其命令记得相当完全，但不能用其解决工程问题也是枉然。

还需注意的是，通过若干例题的考证，ANSYS软件的计算结果逼近于弹性力学的精确解，但学习和应用该软件时，因为单元类型的选定和边界条件的引入需人工干予，所以应养成对计算结果的合理性和可靠性作评价的习惯，以确保结构安全，也便于以后对其它有限元软件的学习和应用。

本节仅就ANSYS的一般情况作一个简单说明，需要强调的是，由于其功能过于强大，学习过程中应注意做笔记的习惯，以便于今后遇到类似问题时查阅，还应该注意查阅ANSYS 自身的帮助系统。

第1篇-《ANSYS应用—基础篇》..

有限元软件ANSYS提高讲义目录第一篇结构有限元分析基础 (1)第1章有限元理论 (1)1.1 有限单元法介绍 (1)1.2 杆件有限元理论计算与ANSYS软件计算 (1)1.2.1 有限元理论求解计算步骤 (1)1.2.2 ANSYS软件分析计算步骤 (3)第2章各种单元类型分析计算实例 (5)2.1 杆单元分析计算 (5)2.1.1 概述 (5)2.1.2 桁架结构的应力变形分析 (5)2.2 梁单元分析计算 (9)2.2.1 概述 (9)2.2.2 组合门字架梁受力变形分析 (11)2.3 平面板单元分析计算 (23)2.3.1 概述 (23)2.3.2 厚壁圆筒的平面应变有限元分析 (23)2.4 轴对称单元分析计算 (28)2.4.1 概述 (28)2.4.2 厚壁圆筒的轴对称有限元分析 (29)2.5 空间实体单元分析计算 (36)2.5.1 概述 (36)2.5.2 连杆受力分析 (37)2.6 壳单元分析计算 (44)2.6.1 概述 (44)2.6.2 受内压圆柱壳有限元分析 (45)第3章网格划分技巧及实例讲解 (51)3.1 面的自由与映射网格划分 (51)3.1.1 面的自由网格划分 (51)3.1.2 面的映射网格划分 (51)3.2 体的自由与映射网格划分 (52)3.3 体的扫略、拖拉网格划分 (52)3.3.1 体的扫略网格划分 (53)5.9.2 体的拖拉网格划分 (55)第一篇结构有限元分析基础第1章有限元理论1.1 有限单元法介绍有限元法(FEA ，Finite Element Analysis)的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。

它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件)，从而得到问题的解。

这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。

ANSYS模态分析教程及实例讲解解析

ANSYS模态分析教程及实例讲解解析ANSYS是一个广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以用于各种结构的模态分析，包括机械结构、建筑结构、航空航天结构等。

模态分析是通过计算结构的固有频率和振动模态，用于评估结构的动力特性和振动响应。

以下是一个ANSYS模态分析的教程及实例讲解解析。

一、教程：ANSYS模态分析步骤步骤1：建立模型首先，需要使用设计软件绘制或导入一个几何模型。

然后，在ANSYS中选择适当的单元类型和材料属性，并创建适当的网格。

确保模型的几何形状和尺寸准确无误。

步骤2：约束条件在进行模态分析之前，需要定义适当的约束条件。

这些条件包括固定支持的边界条件、约束点的约束类型、约束方向等。

约束条件的选择应该与实际情况相符。

步骤3：施加载荷根据实际情况，在模型上施加适当的载荷。

这些载荷可以是静态载荷、动态载荷或谐振载荷，具体取决于所要分析的问题。

步骤4：设置分析类型在ANSYS中，可以选择多种不同的分析类型，包括静态分析、模态分析、动态响应分析等。

在进行模态分析时，需要选择模态分析类型，并设置相应的参数。

步骤5：运行分析设置好分析类型和参数后，可以运行分析。

ANSYS将计算结构的固有频率和振动模态。

运行时间取决于模型的大小和复杂性。

步骤6：结果分析完成分析后，可以查看和分析计算结果。

ANSYS将生成包括固有频率、振动模态形态、振动模态形状等在内的结果信息。

可以使用不同的后处理技术，如模态形态分析、频谱分析等，对结果进行更详细的分析。

二、实例讲解：ANSYS模态分析以下是一个机械结构的ANSYS模态分析的实例讲解：实例：机械结构的模态分析1.建立模型：使用设计软件绘制机械结构模型，并导入ANSYS。

2.约束条件：根据实际情况，将结构的一些部分设置为固定支持的边界条件。

3.施加载荷：根据实际应用，施加恰当的静态载荷。

4.设置分析类型：在ANSYS中选择模态分析类型，并设置相应的参数，如求解方法、迭代次数等。

ANSYS入门实例讲解

映射网格
合位移分布分布
X方向应力场分布
等效应力场分布
ANSYS实例三（齿轮建模问题）
问题描述
上图所示为一个直齿轮的结构示意图，结构参数为模数m=6、齿数 z=28。建立有限元模型。
ANSYS实例三（齿轮建模问题）
建立模型主要步骤示意图（续）
ANSYS实例三（齿轮建模问题）
建立模型主要步骤示意图
Preprocessor →Modeling →Operate →AddAreas，选择pick All.
创建补丁面积，并布尔相加
Preprocessor →Modeling →Create →Line Fillet. 选择标号为 L17和L18的线段，并设置半径为0.4。
创建过渡圆弧面积， Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitray →By Lines.选择小圆弧及与其相交的两直线。
进入ANSYS 程序 →ANSYS 生成几何模型
创建矩形
ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By Dimension
输入如下数值：X1=0,X2=6,Y1=-1,Y2=1 →APPLY 输入第二个矩形的坐标数值： X1=4,X2=6,Y1=-1,Y2=-3 →OK
（在柱坐标系下，X代表径向，Y代表周向）
ANSYS实例二（光盘分析）
计算结果
总变形图
Von Mises等效应力图径向应力分布图
ANSYS实例三管道压缩变形分析
有一输气管道，其横截面尺寸如下图（单位： mm），输送气体压力为0.5MPa,求管壁的应力场分布及变形情况。管道材料弹性模量为260GPa,泊松比为0.26

ANSYS经典案例分析

ANSYS经典案例分析ANSYS（Analysis System）是世界上应用广泛的有限元分析软件之一、它在数值仿真领域拥有广泛的应用，可以解决多种工程问题，包括结构力学、流体动力学、电磁学、热传导等。

本文将分析ANSYS的经典案例，并介绍其在不同领域的应用。

一、结构力学领域1.案例一：汽车碰撞分析汽车碰撞是一个重要的安全问题，对车辆和乘客都有很大的影响。

利用ANSYS进行碰撞分析可以模拟不同类型车辆的碰撞过程，并预测车辆结构的变形情况以及乘客的安全性能。

通过这些分析结果，可以指导汽车制造商改进车辆结构，提高车辆的碰撞安全性能。

2.案例二：建筑结构分析建筑结构的合理性和稳定性对于保证建筑物的安全和耐久性至关重要。

ANSYS可以对建筑结构进行强度和刚度的分析，评估结构的稳定性和安全性能。

例如，可以通过ANSYS分析大楼的地震响应，预测结构的位移和变形情况，以及评估建筑物在地震中的安全性。

二、流体动力学领域1.案例一：空气动力学分析空气动力学分析对于飞行器设计和改进具有重要意义。

利用ANSYS可以模拟飞机在不同速度下的气动性能，预测飞机的升阻比、空气动力学力矩等参数。

通过这些分析结果，可以优化飞机的设计，提高飞行性能和燃油效率。

2.案例二：水动力学分析水动力学分析对于船舶和海洋工程设计至关重要。

利用ANSYS可以模拟船舶在不同海况下的运动特性，预测船舶的速度、稳定性和抗浪性能。

通过这些分析结果，可以优化船舶的设计，提高船舶的性能和安全性能。

三、电磁学领域1.案例一：电力设备分析电力设备的稳定性和运行性能对电力系统的正常运行至关重要。

利用ANSYS可以模拟电力设备的电磁特性，预测电磁场分布、电磁场强度和电流密度等参数。

通过这些分析结果，可以评估电力设备的稳定性和运行性能，并指导电力系统的设计和改进。

2.案例二：电磁干扰分析电磁干扰是电子设备设计中常见的问题，特别是在通信和雷达系统中。

利用ANSYS可以模拟电磁干扰的传播路径和强度，预测设备的抗干扰能力。

ANSYS模态分析教程及实例讲解

结构动态特性的改善方法
增加结构阻尼
通过增加结构阻尼，可以有效地吸收和消耗振动能量，减小结构的振动幅值和响应时间。
优化结构布局
通过合理地布置结构的质量、刚度和阻尼分布，可以改善结构的动态特性，提高结构的稳定性和安全性。
加强关键部位
对于关键部位，应加强其刚度和稳定性，以减小其对整体结构的振动影响。
ansys模态分析教程及实例讲解
目录
• 引言 • ANSYS模态分析基础 • ANSYS模态分析实例 • 模态分析结果解读 • 模态分析的优化设计 • 总结与展望
01 引言
ห้องสมุดไป่ตู้
目的和背景
01
了解模态分析在工程领域的应用价值，如预测结构的振动特性、优化设计等。
02
掌握ANSYS软件进行模态分析的基本原理和方法。
挑战
未来模态分析面临的挑战主要包括处理大规模复杂结构、模拟真实环境下的动力学行为以及提高分析的实时性。随着结构尺寸和复杂性的增加，如何高效地处理大规模有限元模型和计算海量数据成为亟待解决的问题。同时，为了更准确地模拟实际工况下的结构动力学行为，需要发展更加逼真的边界条件和载荷条件设置方法。此外，提高模态分析的实时性对于一些实时监测和反馈控制的应用场景也具有重要的意义。
模态分析基于振动理论，将复杂结构系统分解为若干个独立的模态，每个模态具有特定的固有频率和振型。
模态分析可以帮助工程师了解结构的动态行为，预测结构的振动响应，优化结构设计。
模态分析的步骤
建立模型
施加约束
求解
结果分析
根据实际结构建立有限元模型，包括几何形状、材料属性、连接方式等。
根据实际工况，对模型施加约束条件，如固定

ANSYS案例——20例ANSYS经典实例】

ANSYS案例——20例ANSYS经典实例】针对【典型例题】3.3.7(1)的模型，即如图3-19所示的框架结构，其顶端受均布力作用，用有限元方法分析该结构的位移。

结构中各个截面的参数都为：113.010PaE=，746.510mI-=，426.810mA-=，相应的有限元分析模型见图3-20。

在ANSYS平台上，完成相应的力学分析。

图3-19框架结构受一均布力作用图3-20单元划分、节点位移及节点上的外载解答对该问题进行有限元分析的过程如下。

1．基于图形界面的交互式操作(tepbytep)(1)进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序→ANSYS→ANSYSInteractive→Workingdirectory(设置工作目录)→Initialjobname(设置工作文件名):beam3→Run→OK(2)设置计算类型(3)选择单元类型(4)定义材料参数ANSYSMainMenu:Preproceor→MaterialProp→MaterialModel→Struc tural→Linear→Elatic→Iotropic:E某:3e11(弹性模量)→OK→鼠标点击该窗口右上角的“”来关闭该窗口(5)定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYSMainMenu:Preproceor→RealContant…→Add/Edit/Delete→Add→Type1Beam3→OK→RealContantSetNo:1(第1号实常数),Cro-ectionalarea:6.8e-4(梁的横截面积)→OK→Cloe(6)生成几何模型生成节点ANSYSMainMenu:Preproceor→Modeling→Creat→Node→InActiveCS→Nodenumber1→某:0,Y:0.96,Z:0→Apply→Nodenumber2→某:1.44,Y:0.96,Z:0→Apply→Nodenumber3→某:0,Y:0,Z:0→Apply→Nodenumber4→某:1.44,Y:0,Z:0→OK生成单元ANSYSMainMenu:Preproceor→Modeling→Create→Element→AutoNum bered→ThruNode→选择节点1，2(生成单元1)→apply→选择节点1，3(生成单元2)→apply→选择节点2，4(生成单元3)→OK(7)模型施加约束和外载左边加某方向的受力ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoad→Apply→Structural→Force/Moment→OnNode→选择节点1→apply→Directionofforce:F某→VALUE：3000→OK→上方施加Y方向的均布载荷ANSYSMainMenu:Solution→DefineLoad→Apply→Structural→Preure→OnBeam→选取单元1(节点1和节点2之间)→apply→VALI：4167→VALJ：4167→OK左、右下角节点加约束(8)分析计算(9)结果显示(10)退出系统(11)计算结果的验证与MATLAB支反力计算结果一致。

ANSYS经典应用实例（入门和提高好帮手）

ANSYS经典应用实例（入门和提高好帮手）第5章ANSYS静力分析实例中南大学5.1 结构静力学分析中用到的单元ANSYS软件中结构静力分析用来分析由于稳态外载荷引起的系统或部件的位移、应变、应力和力。

稳态外载荷包括稳定的惯性力如重力、旋转件所受的离心力和能够等效为静载荷的随时间变化的载荷。

这种分析类型有很广泛的应用如确定确定结构应力集中程度预测结构最大应力等。

类别形状和特性单元类型1. 杆普通LINK1,LINK8双线性LINK102. 梁普通BEAM3,BEAM4截面渐变BEAM54,BEAM44塑性BEAM23,BEAM24考虑剪切变形BEAM188,BEAM189第5章ANSYS静力分析实例中南大学类别形状和特性单元类型3. 管普通PIPE16PIPE17PIPE18浸入PIPE59塑性PIPE20PIPE604. 二维实体三角形PLANE2四边形PLANE42PLANE82PLANE182超弹性单元HYPER84HYPER56HYPER74粘弹性VISCO88大应变VISO106VISO108谐单元PLANE83PLANE25P单元PLANE145PLANE146第5章ANSYS静力分析实例中南大学类别形状和特性单元类型5. 三维实体块SOLID45SOLID95SOLID73SOLID185四面体SOLID92SOLID72层SOLID46各向异性SOLID64SOLID65超弹性单元HYPER86HYPER58HYPER158粘弹性VISO89大应变VISO107P单元SOLID147SOLID1486. 壳四边形SHELL93SHELL63SHELL41SHELL43SHELL181轴对称SHELL51SHELL61层SHELL91SHELL99剪切板SHELL28P单元SHELL150第5章ANSYS静力分析实例中南大学类别形状和特性单元类型7. 接触单元面面TARGET169TARGET170SURF171SURF172SURF173点面SURF174点点CONTAC48CONTAC49 刚性表面CONTAC12CONTAC52CONTAC268. 专业单元弹簧COMBIN14COMBIN39COMBIN40质量MASS21控制单元COMBIN37表面效应单元SURF19SURF22SURF153SURF154铰COMBIN7线性激发器LINK11矩阵MATRIX27MATRIX50第5章ANSYS静力分析实例中南大学类别形状和特性单元类型9. 耦合场声学TARGET169TARGET170SURF171SURF172SURF173 压电热应力SURF174磁结构CONTAC48CONTAC49流体结构CONTAC12CONTAC52CONTAC26第5章ANSYS静力分析实例中南大学5.2 结构静力学分析的类型静力分析线性静力分析非线性静力分析非线性静力分析允许有大变形、蠕变、应力刚化、接触单元、超弹性单元等。

ansys工程实例(4经典例子)解析

输气管道受力分析（ANSYS建模）任务和要求：按照输气管道的尺寸及载荷情况,要求在ANSYS中建模，完成整个静力学分析过程。

求出管壁的静力场分布。

要求完成问题分析、求解步骤、程序代码、结果描述和总结五部分。

所给的参数如下：材料参数：弹性模量E=200Gpa; 泊松比0.26；外径R₁=0.6m；内径R₂=0.4m；壁厚t=0.2m。

输气管体内表面的最大冲击载荷P为 1Mpa。

四.问题求解（一）．问题分析由于管道沿长度方向的尺寸远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的端面效应，认为在其长度方向无应变产生，即可将该问题简化为平面应变问题，选取管道横截面建立几何模型进行求解。

（二）．求解步骤定义工作文件名选择Utility Menu→File→Chang Jobname 出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] Enter new jobname 输入栏中输入工作名LEILIN10074723，并将New log and eror file 设置为YES，单击[OK]按钮关闭对话框定义单元类型1)选择Main Meun→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delte命令，出现Element Type对话框，单击[Add]按钮，出现Library of Element types对话框。

2）在Library of Element types复选框选择Strctural、Solid、Quad 8node 82,在Element type reference number输入栏中出入1，单击[OK]按钮关闭该对话框。

3. 定义材料性能参数1）单击Main Meun→Preprocessor→Material Props→Material models出现Define Material Behavion 对话框。

选择依次选择Structural、Linear、Elastic、Isotropic选项，出现Linear Isotropic Material Properties For Material Number 1对话框。

ansys机械工程应用精华30例

ANSYS机械工程应用精华30例本文将介绍30个关于ANSYS机械工程应用的精华案例，包括结构分析、流体动力学、传热分析等多个方面。

结构分析1.案例1：汽车车身的弯曲性能分析使用ANSYS进行车身的有限元分析，确定车身在道路上行驶过程中的弯曲程度和扭曲情况。

2.案例2：飞机机翼的应力和变形分析使用ANSYS对飞机机翼进行有限元分析，以评估其在不同飞行条件下的应力和变形情况。

3.案例3：建筑结构的地震响应分析使用ANSYS进行地震响应分析，预测建筑结构在地震中的位移、速度和加速度等动态响应。

4.案例4：管道支架的疲劳寿命分析使用ANSYS进行管道支架的疲劳寿命分析，以确定其可靠性和寿命。

5.案例5：导轨系统的刚度和振动分析使用ANSYS对导轨系统进行刚度和振动分析，以提高导轨系统的性能和稳定性。

流体动力学6.案例6：风力发电机叶片的气动性能分析使用ANSYS进行风力发电机叶片的流动分析，以确定其气动性能和发电效率。

7.案例7：涡轮机的流动特性分析使用ANSYS对涡轮机的流动特性进行数值模拟，以改进其效率和性能。

8.案例8：水泵系统的压力分布和流量分析使用ANSYS对水泵系统进行压力和流量分析，以优化其设计和性能。

9.案例9：船舶的航行阻力和流场分析使用ANSYS对船舶进行流体动力学分析，研究其航行阻力和流场特性。

10.案例10：油气管道的流量和压力损失分析使用ANSYS对油气管道进行流体分析，以评估管道系统中的压力损失和流量分布。

传热分析11.案例11：电子器件的热管理分析使用ANSYS进行电子器件的传热分析，以提高散热效率并防止温度过高。

12.案例12：热交换器的传热性能分析使用ANSYS对热交换器进行传热分析，以评估其传热性能和热效率。

13.案例13：混凝土结构的温度变化分析使用ANSYS对混凝土结构进行传热分析，以预测其温度变化情况。

14.案例14：玻璃窗的热传导和辐射分析使用ANSYS对玻璃窗进行热传导和辐射分析，以改善建筑的保温性能。

ANSYS经典应用实例

ANSYS经典应用实例首先，我们来看一个经典的结构分析问题：桥梁的静力学分析。

假设我们需要对一座跨度较大的桥梁进行设计和分析。

首先，我们需要建立桥梁的几何模型，并定义桥梁的材料特性和荷载情况。

然后，使用ANSYS软件进行分析。

在ANSYS中，我们可以使用不同的单元类型来建立桥梁的有限元模型。

常见的单元类型有梁单元、板单元和壳单元。

对于桥梁结构来说，我们通常使用梁单元来建模。

首先，我们需要定义桥梁的截面几何形状和材料特性。

ANSYS提供了丰富的材料库，可以选择合适的材料进行模拟。

然后，我们需要划分梁单元的网格，可以使用ANSYS自带的网格划分工具或者手动划分。

在建立了桥梁的有限元模型之后，我们可以给桥梁施加荷载，进行静力学分析。

荷载可以分为静载荷和动载荷。

静载荷包括自重和外部施加的荷载，如车辆荷载、行人荷载等。

动载荷包括地震荷载和风荷载等。

在ANSYS中，我们可以通过定义节点荷载或者面荷载来施加荷载。

同时，我们也可以选择不同的荷载组合进行分析。

完成荷载施加之后，我们可以进行结构的静力学分析。

静力学分析主要是计算结构的位移、应力和应变等关键参数。

ANSYS提供了多种分析方法，如静态分析、模态分析、频率响应分析等。

对于桥梁结构来说，静态分析是最常见的分析方法。

在静态分析中，我们可以得到结构的位移、应力和应变分布，并对其进行验证和优化。

除了静力学分析，ANSYS还可以用于疲劳分析、稳定性分析、动力学分析等。

疲劳分析是用于评估结构在重复加载下的损伤程度和寿命，稳定性分析是用于评估结构的抗侧移性能，动力学分析是用于研究结构在振动荷载下的响应。

这些分析方法可以帮助工程师更好地设计和优化结构。

总结起来，ANSYS在结构分析中的经典应用实例包括桥梁的静力学分析、疲劳分析、稳定性分析和动力学分析等。

通过使用ANSYS软件，工程师可以更加深入地了解结构的性能，并进行有效的设计和优化。

ANSYS基础应用及范例分析 [兼容模式]

ANSYS 11.0有限元分析理论与工程应用
张朝晖等编著北京:电子工业出版社 2008
角架的静力分析
材料设计优化与生物医用材料研究室MMMD研究组
铸件的凝固分析
物性参数：
详请见于各种版本Ansys软件Help 文件中的Thermal Tutorial的简介。
材料设计优化与生物医用材料研究室MMMD研究组
铸件的凝固分析
材料设计优化与生物医用材料研究室MMMD研究组
ANSYS结构分析
应用菜单
常用工具栏
工具条
主菜单
ANSYS常用图形界面
输入窗口
视图工具栏
状态栏
视图窗口
材料设计优化与生物医用材料研究室MMMD研究组
主菜单包含了ANSYS的主要功能：
参数选择、预处理器、求解计算器（或模块）、通用后处理器和时间历程后处理器。
ANSYS软件的强大功能和它的模块化结构是分不开的，常见的模块化结构主要包括：
冲压过程的动画演示
材料设计优化与生物医用材料研究室MMMD研究组
斜向穿透动画演示
材料设计优化与生物医用材料研究室MMMD研究组
头罩分离动画演示
材料设计优化与生物医用材料研究室MMMD研究组
ANSYS新功能
ANSYS公司推出11.0新版本及系列新产品后，ANSYS除了保持其在CAE领域中结构非线性分析和多场耦合分析的明显优势外，其流体动力学(CFD)分析能力也因自2001年起相继收购了世界顶级的前后处理ICEM以及著名流体动力学软件CFX，而一跃成为CFD领域的领先者。
求解模块
定义分析类型、分析选项、载荷数据和载荷步选项，求解。
材料设计优化与生物医用材料研究室MMMD研究组

ANSYS软件介绍与实例讲解

ANSYS软件介绍与实例讲解1.结构分析：能够对结构进行线性和非线性、静态和动态的力学分析，可以预测结构的变形、应力、疲劳寿命等。

2.热分析：可以模拟热传导、热辐射和热对流等热现象，用于评估热应力、温度分布和热失效等问题。

3.流体力学分析：可以模拟流体流动、传热和传质过程，用于评估气流、液流和多相流等问题。

4.电磁场分析：可以模拟电磁场的分布、场强和场频率，用于评估电磁辐射、电磁感应和电子器件等问题。

下面以一个实例来说明ANSYS软件的使用。

假设我们需要设计一只新型飞机的机翼。

为了减小飞机的阻力和提高机动性能，我们采用了非传统的蝶形机翼结构。

在使用ANSYS软件进行分析之前，我们需要将机翼的三维CAD模型导入到软件中。

首先，我们可以使用ANSYS的结构分析模块对蝶形机翼的静态强度进行分析。

在分析过程中，我们可以定义材料的弹性模量、泊松比和密度等参数，为机翼施加正常工作时的风载荷，然后进行应力分析。

通过这样的分析，我们可以评估机翼在正常工作状态下的变形和应力分布，确保其在设计寿命内不会发生破坏。

接下来，我们可以使用ANSYS的热分析模块对机翼进行温度场分析。

在分析过程中，我们可以定义材料的导热系数和热容量等参数，为机翼施加高速飞行时的热载荷，然后进行温度分析。

通过这样的分析，我们可以评估机翼在高速飞行状态下的温度分布和热应力，确保其在设计寿命内不会因为高温而破坏。

然后，我们可以使用ANSYS的流体力学分析模块对机翼进行气动特性分析。

在分析过程中，我们可以定义空气的密度和粘度等参数，为机翼施加不同飞行状态下的气流载荷，然后进行流动分析。

通过这样的分析，我们可以评估机翼的升力、阻力和气动稳定性等气动特性，提供指导性的优化建议。

最后，我们可以使用ANSYS的优化模块对机翼进行形状优化。

在优化过程中，我们可以定义参数化的设计变量，设置优化目标和约束条件，并选择合适的优化算法。

通过多次迭代计算，可以获得最优的机翼形状，以提高飞机的性能。

ANSYS案例——20例ANSYS经典实例】

三梁平面框架结构的有限元分析针对【典型例题】3.3.7(1)的模型，即如图3-19所示的框架结构，其顶端受均布力作用，用有限元方法分析该结构的位移。

结构中各个截面的参数都为：113.010Pa E =⨯，746.510m I -=⨯，426.810m A -=⨯，相应的有限元分析模型见图3-20。

在ANSYS 平台上，完成相应的力学分析。

图3-19 框架结构受一均布力作用（a ）节点位移及单元编号（b ）等效在节点上的外力图3-20 单元划分、节点位移及节点上的外载解答对该问题进行有限元分析的过程如下。

1．基于图形界面的交互式操作(step by step)(1) 进入ANSYS(设定工作目录和工作文件)程序 →ANSYS → ANSYS Interactive →Working directory (设置工作目录) →Initial jobname (设置工作文件名): beam3→Run → OK(2) 设置计算类型ANSYS Main Menu: Preferences… → Structural → OK(3) 选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete… →Add… →beam ：2D elastic 3 →OK (返回到Element Types 窗口) →Close(4) 定义材料参数ANSYS Main Menu:Preprocessor →Material Props →Material Models→Structural →Linear →Elastic→Isotropic: EX:3e11 (弹性模量) →OK →鼠标点击该窗口右上角的“ ”来关闭该窗口(5) 定义实常数以确定平面问题的厚度ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add/Edit/Delete →Add →Type 1 Beam3→OK→Real Constant Set No: 1 (第1号实常数), Cross-sectional area:6.8e-4 (梁的横截面积) →OK →Close(6) 生成几何模型生成节点ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Creat→Nodes→In Active CS→Node number 1 →X:0,Y:0.96,Z:0 →Apply→Node number 2 →X:1.44,Y:0.96,Z:0 →Apply→Node number 3 →X:0,Y:0,Z:0→Apply→Node number 4 →X:1.44,Y:0,Z:0→OK生成单元ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Element →Auto Numbered →Thru Nodes →选择节点1，2(生成单元1)→apply →选择节点1，3(生成单元2)→apply →选择节点2，4(生成单元3)→OK(7)模型施加约束和外载左边加X方向的受力ANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Structural →Force/Moment →On Nodes →选择节点1→apply →Direction of force: FX →V ALUE：3000 →OK→上方施加Y方向的均布载荷ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Beams →选取单元1(节点1和节点2之间)→apply →V ALI：4167→V ALJ：4167→OK左、右下角节点加约束ANSYS Main Menu:Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Nodes →选取节点3和节点4 →Apply →Lab:ALL DOF →OK(8) 分析计算ANSYS Main Menu:Solution →Solve →Current LS →OK →Should the Solve Command be Executed? Y→Close (Solution is done! ) →关闭文字窗口(9) 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape … →Def + Undeformed →OK (返回到Plot Results)(10) 退出系统ANSYS Utility Menu: File→Exit …→Save Everything→OK(11) 计算结果的验证与MA TLAB支反力计算结果一致。

ANSYS应用精华30例

第五例杆系结构的静力学分析实例——平面桁架/clearL=0.1A=1e-4/PREP7ET,1,BEAM3R,1,AMP,EX,1,2E11MP,PRXY,1,0.3N,1N,2,LN,3,2*LN,4,L,LE,1,2E,2,3E,1,4E,2,4E,3,4FINISH/SOLUD,1,UXD,1,UYD,3,UYF,4,FY,-2000SOLVEFINISH/POST1ETABLE,FA,SMISC,1ETABLE,SA,LS,1PRETAB,FA,SAFINISH第六例干系结构的静力学分析——悬臂梁一工字悬臂梁，分析其在集中力p作用下自由端的变形，一直梁的材料为10号热轧工字钢，其横截面面积为A=14.345cm2，截面高度H=100mm，惯性矩I=245cm4，梁的长度L=1m，集中力p=10000N,钢的弹性模量E=2e11N/m2，泊松比为0.3/clear/prep7Et,1,beam3R,1,14.345e-4,245e-8,0.1Mp,ex,1,2e11Mp,prxy,1,0.3K,1,0,0,0Lstr,1,2Lesize,1,,,50Lmesh,1Finish/soluDk,1,uxDk,1,uyDk,1,rotzFk,2,fy,-10000SolveFinish/post1PldispFinish第七例平面问题的求解实例——厚壁圆筒问题一厚壁圆筒，其内半径r1=50mm，外半径r2=100mm，作用在内孔上的压力p=10MPa，无轴向压力，轴向长度很大可视为无穷，要求计算厚壁圆筒的径向应力和切向应力沿半径方向的分布。

/clear/filname,example7/prep7Et,1,plane183,,,2Mp,ex,1,2e11Mp,prxy,1,0.3Pcirc,0.1,0.05,0,90Lesize,4,,,6Lesize,3,,,8Mshape,0Mshkey,1Amesh,1Finish/soluDl,4,,uyDl,2,,uxSfl,3,pres,10e6Solve/post1Path,p1,2Ppath,1,30Ppath,2,1pdef,sr,s,xPdef,st,s,yPlpath,sr,stFinish第八例扳手的受力分析/clear/filname,example8/prep7Et,1,plane42Et,2,solid45Mp,ex,1,2e11Mp,prxy,1,0.3Rpr4,6,0,0,0.01K,7,0,0,0K,8,0,0,0.05K,9,0,0.1,0.05Lstr,7,8Lstr,8,9Lfillt,7,8,0.015Lstr,1,4AsbL,1,10Lesize,2,,,3Lesize,3,,,3Lesize,4,,,3Lesize,7,0.01Lesize,8,0.01Lesize,9,0.01 Mshape,0Mshkey,1Amesh,allVdrag,all,,,,,,7,9,8 Aclear,2,3,1Finish/soluDa,2,allDa,3,allKsel,s,,,24,29,1Fk,all,fx,100Ksel,allSolveFinish/post1/view,1,1,1,1Pldisp,2Plnsol,s,eqv,0,1Nwpave,159/type,1,sect/cplane,1/replotfinish第九章圆轴扭转分析设等直圆轴的圆截面直径D=50mm，长度L=120mm，作用在圆轴两端上的转矩Mn=1.5xe3N.m/clear/filname,example9/prep7Et,1,plane183Et,2,solid186Mp,ex,1,2.08e11Mp,prxy,1,0.3Rectng,0,0.025,0,0.12Lesize,1,,,5Lesize,2,,,8Mshape,0Mshkey,1Amesh,1Extopt,esize,5Extopt,aclear,1Vrotat,1,,,,,,1,4,360/view,1,1,1,1Wprot,0,-90Cswpla,11,1,1,1Nsel,s,loc,x,0.025Rpotat,allFinish/soluD,all,uxNsel,r,loc,z,0.12F,all,fy,1500Allsel,allDa,6,allDa,10,allDa,14,allSolveFinish/post1Pldisp,1Rsys,11Nsel,s,loc,z,0.045Nsel,r,loc,y,0Prnsol,u,ynsel,s,loc,z,0,0.045esln,r,1plesol,s,yzFinish第十例模态分析实例——均匀直杆的固有频率分析一根长度为L的等截面直杆，一端固定，一段自由。

ANSYS典型实例分析

ANSYS典型实例分析首先是流体力学方面的应用实例。

流体力学是研究流体运动和力学性质的学科，应用于飞行器气动力学、汽车气动力学、建筑工程风力学等领域。

以飞机翼型气动力学为例，通过ANSYS可以模拟流体在翼型表面的流动状况和气动力的分布。

首先，需要利用CAD软件建立翼型的几何模型，然后将模型导入ANSYS中，设置流体的入口边界条件、出口边界条件和壁面边界条件。

接着，选择适当的网格划分方法将几何模型分割成若干小单元，然后根据Navier-Stokes方程和连续性方程建立流体力学的数学模型。

通过求解数学模型，可以得到流体在翼型表面的压力分布、速度分布以及升力和阻力等气动力相关参数，进而评估翼型的气动性能。

另一个典型实例是机械结构分析。

机械结构分析是对机械零部件、机械装置或机械系统的受力性能进行分析和评估。

以汽车车轮受力分析为例，通过ANSYS可以模拟轮胎和地面之间的接触力、轮圈在不同路面条件下的应力分布和变形情况。

首先，需要导入汽车车轮的三维模型，并设置边界条件和荷载条件。

然后，通过合适的网格划分方法将模型分割成若干小单元，根据弹性力学理论建立车轮的受力模型。

接下来，根据所需的分析结果选择合适的求解器进行求解，可以得到车轮的应力、应变分布以及最大应力点等重要信息。

通过这些信息，可以评估车轮的受力性能，进一步优化设计和改进车轮结构。

总之，ANSYS作为一款功能强大的有限元分析软件，可以广泛应用于工程领域，包括流体力学、结构力学、电磁场分析等多个方面。

通过对实际问题的建模和数值求解，能够得到详尽的物理现象模拟和分析结果，为工程设计和优化提供有力支持。