ANSYS基础应用及范例分析课件
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ANSYS基础应用及范例分析
ANSYS仿真模拟
到80年代初期，国际上较大型的面向工程的有 限元通用程序达到几百种，其中著名的有： ANSYS，NASTRAN，SAP等。
ANSYS功能
ANSYS结构分析
ANSYS热分析
ANSYS流场分析 ANSYS电磁场分析
ANSYS耦合场分析
行 业 解 决 方 案/应用领域 ·
· 汽车行业
工件在X轴方向磁通量密度云图
由ANSYS在电磁场中的模拟结果可知:通电线圈产生交变磁场的磁力线大 部分集中在工件的外表面,产生集肤效应;且有X轴向的磁通量密度云图更能 清楚的看到在被加热工件突圆的上表面尖角处磁力线最为集中。
ANSYS电磁场分析实例
在温度场计算中设定整个感应加热时间为20s，且每个 时间步长为1s。研究工件随时间变化的温度分布情况。 由此获得10s工件二分之一横截面内部温度分布云图。
ANSYS流场分析实例2
三种气体混合的有限元模型
求解后的速度场分布
ANSYS电磁场分析
低频电磁场分析
高频电磁场分析
完整的 电磁分析
耦合场分析
ANSYS电磁场分析实例
工件的感应加热
ANSYS电磁场分析实例
工件的二维几何模型
感应加热环境的有限元网格划分
ANSYS电磁场分析实例
在磁场中工件内磁力线分布情况
1
2
3
材 料 非 线 性
几 何 非 线 性
屈 曲 和 接 触
结构分析－非线性分析
子弹以给定的速度射向刚性壁面
有限元模型
子弹撞墙的动画演示
结构分析－非线性分析
三维实体模型示意图
有限元模型与网格划分
结构分析－非线性分析
等效应力分布
《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
ANSYS应用基础.ppt
机械CAD
3
在大力推广CAD技术的今天，从自行车到航天飞 机，所有的设计制造都离不开有限元分析计算，FEA 在工程设计和分析中将得到越来越广泛的重视。
国际上早在20世纪50年代末、60年代初就投入大 量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。 其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在 1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开 发的NASTRAN有限元分析系统。该系统发展至今已 有几十个版本，是目前世界上规模最大、功能最强的 有限元分析系统。
机械CAD
11
节点和单元 (续)
信息是通过单元之间的公共节点传递的。
. . 2 nodes ...
.
1 .node .
A
B
.. .
. A. B.
分离但节点重叠的单元 A和B之间没有信息传递 （需进行节点合并处理）
具有公共节点的单元 之间存在信息传递
机械CAD
12
节点和单元 (续)
பைடு நூலகம்
节点自由度是随连接该节点 单元类型 变化的。
• ANSYS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。
机械CAD
21
1．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。ANSYS提供了两种实 体建模方法：自顶向下与自底向上。
• 自顶向下进行实体建模时，用户定义一个模型的基元，程 序则自动定义相关的面、线及关键点。用户利用这些高级 图元直接构造几何模型。
机械CAD
29
2. 单元设置
1) 定义单元类型
ANSYS单元库中有150多种类型的单元，如LINK、 BEAM、SHELL、PLANE、SOLID、CONTACT等类型。 应根据具体分析的对象选择合适的单元类型。
Ansys基础教程PPT课件
ANSYS教程
ANSYS 结构分析
1
第一章 ANSYS主要功能与模块
ANSYS是世界上著名的大型通用有限元计算软件， 它包括热、电、磁、流体和结构等诸多模块，具有强大 的求解器和前、后处理功能，为我们解决复杂、庞大的 工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个优良的 工作环境，是一个开放的软件，支持进行二次开发。
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 模态分析的拓广。
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
另外，一个只由面及面以下层次组成的实体， 如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体。
体
面
线及关键点 体
面 线 关键点
实体建模 A. 定义
建立实体模型可以通过两个途径:
– 自顶向下 – 自底向上
自顶向下建模；首先建立高级图元（体或面）,对这些高级图元（体或 面）按一定规则组合得到最终需要的形状.
直接建模
直接创建节点和单元，模型中没有实体（点、线、面） 出现。
优点：适用于小型、简单、规律性较强的模型，能实现 对每个节点和单元编号的完全控制。
缺点：对复杂、大型的模型，需人工处理的数据量大， 效率低。
二 实体建模概述
主要内容:
– A. 定义 – B. 自顶向下建模
• 前言 • 工作平面 • 布尔运算
– C. 例题 – D. 自底向上建模
• 关键点 • 坐标系 • 线,面,体 • 操作
– E. 例题
ANSYS 结构分析
1
第一章 ANSYS主要功能与模块
ANSYS是世界上著名的大型通用有限元计算软件， 它包括热、电、磁、流体和结构等诸多模块，具有强大 的求解器和前、后处理功能，为我们解决复杂、庞大的 工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个优良的 工作环境，是一个开放的软件，支持进行二次开发。
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 模态分析的拓广。
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
另外，一个只由面及面以下层次组成的实体， 如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体。
体
面
线及关键点 体
面 线 关键点
实体建模 A. 定义
建立实体模型可以通过两个途径:
– 自顶向下 – 自底向上
自顶向下建模；首先建立高级图元（体或面）,对这些高级图元（体或 面）按一定规则组合得到最终需要的形状.
直接建模
直接创建节点和单元，模型中没有实体（点、线、面） 出现。
优点：适用于小型、简单、规律性较强的模型，能实现 对每个节点和单元编号的完全控制。
缺点：对复杂、大型的模型，需人工处理的数据量大， 效率低。
二 实体建模概述
主要内容:
– A. 定义 – B. 自顶向下建模
• 前言 • 工作平面 • 布尔运算
– C. 例题 – D. 自底向上建模
• 关键点 • 坐标系 • 线,面,体 • 操作
– E. 例题
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工程软件应用基础第二章PPT教学课件
对非线性应用主要采用SOLID185、SOLID186， SOLID187单元。因为它们有更多的材料模式，采用 最新的单元技术
对自由网络的应用最好采用有中间节点的单元，否则 单元的退化形式精度将会大受影响。
M2-11
结构分析常用单元（续）
2-4c. 壳单元. 和 2-4d. 梁单元
Objective
轴对称结构主要包括
PLANE25 SHELL61 PLANE75 PLANE78 FLUID81 PLANE83
广义平面应变选项主要包括
PLANE182 PLANE183
M2-10
结构分析常用单元（续）
2-பைடு நூலகம்b.三维实体单元 .
Objective
常用的三维实体单元有SOLID45，SOLID92， SOLID95，SOLID85，SOLID185，SOLID186， SOLID187。
热分析常用单元
2-5a.实体 和 2-5b.壳单元
Objective
1.实体
二维常用PLANE55单元和PLANE77单元。三维常用SOLID70 单元和SOLID90单元。
2.壳单元
常用SHELL131单元和SHELL132单元，该单元在厚度方向有 多个自由度，可以模拟厚度方向上温度的梯度变化。
M2-13
PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
1壳单元
一般弹性薄壳用SHELL63。对非线性或复合材料壳采用 SHELL181单元。
2梁单元
推荐采用BEAM188和BEAM189单元。因为这些单元允 许定义梁截面，还可以自定义梁截面，截面可以有多种 材料，允许施加并输出初应力，三维模型及结果显示。 支持丰富的材料类型，非线性有良好的表现。
对自由网络的应用最好采用有中间节点的单元，否则 单元的退化形式精度将会大受影响。
M2-11
结构分析常用单元（续）
2-4c. 壳单元. 和 2-4d. 梁单元
Objective
轴对称结构主要包括
PLANE25 SHELL61 PLANE75 PLANE78 FLUID81 PLANE83
广义平面应变选项主要包括
PLANE182 PLANE183
M2-10
结构分析常用单元（续）
2-பைடு நூலகம்b.三维实体单元 .
Objective
常用的三维实体单元有SOLID45，SOLID92， SOLID95，SOLID85，SOLID185，SOLID186， SOLID187。
热分析常用单元
2-5a.实体 和 2-5b.壳单元
Objective
1.实体
二维常用PLANE55单元和PLANE77单元。三维常用SOLID70 单元和SOLID90单元。
2.壳单元
常用SHELL131单元和SHELL132单元，该单元在厚度方向有 多个自由度，可以模拟厚度方向上温度的梯度变化。
M2-13
PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
1壳单元
一般弹性薄壳用SHELL63。对非线性或复合材料壳采用 SHELL181单元。
2梁单元
推荐采用BEAM188和BEAM189单元。因为这些单元允 许定义梁截面，还可以自定义梁截面，截面可以有多种 材料，允许施加并输出初应力，三维模型及结果显示。 支持丰富的材料类型，非线性有良好的表现。
ANSYS模态分析教程及实例讲解 ppt课件
ppt课件 26
模态分析的步骤
① ② ③ ④ ⑤ 建立几何模型（Preprocessor） 划分网格（Mesh Tool） 加载和求解（Solution） 扩展模态（Mode Expansion） 查看结果和后处理（Postprocessor）
ppt课件
27
建立模型
定义工作文件名（Change Jobname）
ppt课件 16
频率分析的相关知识
共振（以荡秋千为例） 荡得好的人荡几下马上就能荡得很高
这是因为与秋千摆动的节拍和时间配合起来的原因。 换句话说，与秋千的固有频率（固有周期）相配合，这 种状况，称为共振。 共振，对于机械和结构一般是应该要避免的一种现象。
要点：振动外力的周期和结构固有周期一致或接近则要发生共振。 共振因为会使振动变得越来越强，一般应该避免。
第三讲模态分析
ppt课件
1
在开始ANSYS分析之前，您需要作一些决定， 诸如分析类型及所要创建模型的类型。
标题如下：
A. 哪一种分析类型？ B. 模拟什么？ C. 采用哪一种单元类型？
ppt课件
2
准备工作
哪种分析类型？
分析类型通常遵循以下原则： 结构分析 实体的运动、压力、接触 热分析 热、高温及温度变化。 电磁场分析 装置承受电流（交流或直流）、电磁波、 电压或电荷激励 流体分析： 气体或液体的运动，或包容的气体/ 流体 耦合场： 上述分析的任意组合 在这里，我们将集中讨论结构分析。
ppt课件 12
频率分析的相关知识
固有频率（以钟摆为例） 钟摆的振动所经过的时间越来越小，最后停了下来。 这是因为空气的阻碍、磨擦的阻碍等的阻力妨碍了钟摆的摆动（振 动）。 因为这样的阻力作用使振动衰减的力而起作用，被称为衰减力。
模态分析的步骤
① ② ③ ④ ⑤ 建立几何模型（Preprocessor） 划分网格（Mesh Tool） 加载和求解（Solution） 扩展模态（Mode Expansion） 查看结果和后处理（Postprocessor）
ppt课件
27
建立模型
定义工作文件名（Change Jobname）
ppt课件 16
频率分析的相关知识
共振（以荡秋千为例） 荡得好的人荡几下马上就能荡得很高
这是因为与秋千摆动的节拍和时间配合起来的原因。 换句话说，与秋千的固有频率（固有周期）相配合，这 种状况，称为共振。 共振，对于机械和结构一般是应该要避免的一种现象。
要点：振动外力的周期和结构固有周期一致或接近则要发生共振。 共振因为会使振动变得越来越强，一般应该避免。
第三讲模态分析
ppt课件
1
在开始ANSYS分析之前，您需要作一些决定， 诸如分析类型及所要创建模型的类型。
标题如下：
A. 哪一种分析类型？ B. 模拟什么？ C. 采用哪一种单元类型？
ppt课件
2
准备工作
哪种分析类型？
分析类型通常遵循以下原则： 结构分析 实体的运动、压力、接触 热分析 热、高温及温度变化。 电磁场分析 装置承受电流（交流或直流）、电磁波、 电压或电荷激励 流体分析： 气体或液体的运动，或包容的气体/ 流体 耦合场： 上述分析的任意组合 在这里，我们将集中讨论结构分析。
ppt课件 12
频率分析的相关知识
固有频率（以钟摆为例） 钟摆的振动所经过的时间越来越小，最后停了下来。 这是因为空气的阻碍、磨擦的阻碍等的阻力妨碍了钟摆的摆动（振 动）。 因为这样的阻力作用使振动衰减的力而起作用，被称为衰减力。
ANSYS基础应用及范例分析课件
鱼雷尾入水动画演示
冶金电磁搅拌炉
冲压过程的动画演示
斜向穿甲
福特车正撞刚性墙
铸造过程气泡的流动模拟
ANSYS基本分析过程
划分网格
建模
施加载荷
求解
察看结果
练习 - 悬壁梁
问题描述
使用ANSYS分析一个工字悬壁梁，如图所示.
P
Point A
求解在力P作用下点A处的变形，已 知条件如下：
H
L
有限元模型与网格划分
机翼振动的动画演示
结构分析－动力学分析 穿甲弹
穿甲过程的动画演示
结构分析－高级分析
高级分析
自
复
适
合
应
材
网
料
格
分
和
析
子
结
构
拓 扑 优 化 和 单 元 生 死
结构分析－高级分析
焊接过程示意图
焊接过程有限元模型
焊接过程应力的动画演示
焊接过程温度的动画演示
ANSYS热分析
1
2
3
材
几
屈
料
何
曲
非
非
和
线
线
接
性性触结构析－非线性分析子弹以给定的速度射向刚性壁面
有限元模型
子弹撞墙的动画演示
结构分析－非线性分析
三维实体模型示意图
有限元模型与网格划分
结构分析－非线性分析
等效应力分布
剪切应力分布
结构分析－动力学分析
模态分析
动力学分析
瞬态动力学
结构分析－动力学分析
三维实体模型示意图
求解后的速度场分布
ANSYS电磁场分析
低频电磁场分析 高频电磁场分析
ANSYS工程应用介绍(共14张PPT)
算
第8页，共14页。
3 ANSYS软件的特点
建模能力强 求解能力强
后处理功能强
第9页，共14页。
3.1 建模
几何建模 几何模型转换
直接建模
网格划分
灵活方便的边界条件施加方式
第10页，共14页。
3.2 求解能力强
直接解法 迭代求解法 模态特征值计算方法
流体力学求解方法
第11页，共14页。
第5页，共14页。
2.1 前处理模块
定义单元类型
设置材料属性
实体建模
网格划分
第6页，共14页。
2.2 分析计算模块
定义分析类型
施加载荷 施加位移约束条件 求解
第7页，共14页。
2.3 后处理模块
计算报告自动生成 结果显示菜单
显示优化灵敏度及优化变量曲线 结果动画显示 提供对计算结果的加、减、积分、微分计
电磁场后处理量的计算 优选ANSYS工程应用介绍
5 ANSYS能完成的工作
研究物理响应，如应力水平、温度分布或电磁场
流场后处理量的计算 ANSYS工程应用介绍
ANSYS软件的操作方式
3 ANSYS软件的特点 进行优化设计，减小产品费用
时间历程分析功能 能够施加运行载荷或其它设计性能参数
ANSYS软件融结构、热、流体、电磁、声学于一体 ANSYS软件的组成 优选ANSYS工程应用介绍 显示优化灵敏度及优化变量曲线 提供对计算结果的加、减、积分、微分计算 ANSYS软件的基本功能
第12页，共14页。
4 ANSYS软件的基本功能
结构静力学分析 结构动力学分析 结构非线性分析
运动学分析
热分析
电磁场分析 流体动力学分析
声场分析 压电分析
第8页，共14页。
3 ANSYS软件的特点
建模能力强 求解能力强
后处理功能强
第9页，共14页。
3.1 建模
几何建模 几何模型转换
直接建模
网格划分
灵活方便的边界条件施加方式
第10页，共14页。
3.2 求解能力强
直接解法 迭代求解法 模态特征值计算方法
流体力学求解方法
第11页，共14页。
第5页，共14页。
2.1 前处理模块
定义单元类型
设置材料属性
实体建模
网格划分
第6页，共14页。
2.2 分析计算模块
定义分析类型
施加载荷 施加位移约束条件 求解
第7页，共14页。
2.3 后处理模块
计算报告自动生成 结果显示菜单
显示优化灵敏度及优化变量曲线 结果动画显示 提供对计算结果的加、减、积分、微分计
电磁场后处理量的计算 优选ANSYS工程应用介绍
5 ANSYS能完成的工作
研究物理响应，如应力水平、温度分布或电磁场
流场后处理量的计算 ANSYS工程应用介绍
ANSYS软件的操作方式
3 ANSYS软件的特点 进行优化设计，减小产品费用
时间历程分析功能 能够施加运行载荷或其它设计性能参数
ANSYS软件融结构、热、流体、电磁、声学于一体 ANSYS软件的组成 优选ANSYS工程应用介绍 显示优化灵敏度及优化变量曲线 提供对计算结果的加、减、积分、微分计算 ANSYS软件的基本功能
第12页，共14页。
4 ANSYS软件的基本功能
结构静力学分析 结构动力学分析 结构非线性分析
运动学分析
热分析
电磁场分析 流体动力学分析
声场分析 压电分析
《ANSYS教程》课件
运行模拟并等待结果输出，进行模型分析
根据分析结果进行可视化和数据输出，进行分 析和参数调整
ANSYS的模拟实例
1
情景二：电信领域的射频开
2
关设计
分析电路中信号的耦合和系统的灵敏
度，提高通讯质量
3
情景一：沉浸式周围声场仿真
解决声场问题，提高游戏/电影音效 的真实感和观感
情景三：集成电路级超导带 宽解调器
半导体生产仿真
ANSYS模拟了半导体生产的各个方面，不仅节约 了时间和金钱，同时也提供了更优质的产品。
电子显微镜实现
ANSYS电子显微镜可以匹配实验结果，以便进行 更深入的材料分析。
ANSYS的基本操作方法
法
确定清晰的设计目标和对应的边界条件和材料 参数
选择适当的分析方案、网格分析密度、计算环 境和可能的非线性参数
《ANSYS教程》PPT课件
在这份PPT课件中，您将了解到ANSYS的基本原理和概念，以及在不同应用领 域如何使用ANSYS进行模拟分析，为您的工程实践带来变革性的帮助。
什么是ANSYS
技术领袖
ANSYS是计算机仿真和虚拟设计提供商的全 球领导者。
创新应用
ANSYS在空气动力学、声学建模、自动驾驶 汽车等方面处于行业前列。
多适应性
无论是电子、机械还是材料方面，ANSYS提 供了一整套仿真解决方案。
强大网络
ANSYS拥有众多的合作伙伴和客户，可在一 系列行业和领域中提供支持。
ANSYS的应用领域
流体力学分析
ANSYS可以用于模拟汽车、火箭、飞机、船舶等 的风险分析。
建筑设计模拟
ANSYS可用于建筑结构的强度和稳定性评估，确 保建筑物在使用寿命内不发生结构破坏。
根据分析结果进行可视化和数据输出，进行分 析和参数调整
ANSYS的模拟实例
1
情景二：电信领域的射频开
2
关设计
分析电路中信号的耦合和系统的灵敏
度，提高通讯质量
3
情景一：沉浸式周围声场仿真
解决声场问题，提高游戏/电影音效 的真实感和观感
情景三：集成电路级超导带 宽解调器
半导体生产仿真
ANSYS模拟了半导体生产的各个方面，不仅节约 了时间和金钱，同时也提供了更优质的产品。
电子显微镜实现
ANSYS电子显微镜可以匹配实验结果，以便进行 更深入的材料分析。
ANSYS的基本操作方法
法
确定清晰的设计目标和对应的边界条件和材料 参数
选择适当的分析方案、网格分析密度、计算环 境和可能的非线性参数
《ANSYS教程》PPT课件
在这份PPT课件中，您将了解到ANSYS的基本原理和概念，以及在不同应用领 域如何使用ANSYS进行模拟分析，为您的工程实践带来变革性的帮助。
什么是ANSYS
技术领袖
ANSYS是计算机仿真和虚拟设计提供商的全 球领导者。
创新应用
ANSYS在空气动力学、声学建模、自动驾驶 汽车等方面处于行业前列。
多适应性
无论是电子、机械还是材料方面，ANSYS提 供了一整套仿真解决方案。
强大网络
ANSYS拥有众多的合作伙伴和客户，可在一 系列行业和领域中提供支持。
ANSYS的应用领域
流体力学分析
ANSYS可以用于模拟汽车、火箭、飞机、船舶等 的风险分析。
建筑设计模拟
ANSYS可用于建筑结构的强度和稳定性评估，确 保建筑物在使用寿命内不发生结构破坏。
《ANSYS基础培训》课件
2
求解分析
学习使用ANSYS求解器进行结构和流体分析，获得精确的模拟结果。
3
后处理
掌握如何在ANSYS中进行后处理，分析和可视化模拟结果。
不同领域的分析
结构分析
深入研究ANSYS在结构分析方 面的应用，如静态、动态、疲 劳分析等。
热分析
学习如何使用ANSYS进行热传 导、热辐射和热对流分析，解 决热问题。
建模与分析
2D和3D建模
学习如何在ANSYS中进行 二维和三维建模，创建复 杂的几何形状。
有限元分析 (FEA)
深入了解有限元分析的原 理和应用，掌握ANSYS中 的FEA技术。
网格生成技术
探索不同的网格生成方法， 优化模型的划分和分析效 果。
边界条件与求解
1
应用边界条件
了解在ANSYS中如何应用边界条件，指定约束和加载。
流体动力学分析
介绍ANSYS在流体动力学领域 的应用，如流体流动、压力分 布等。
优化工具
参数优化
通过ANSYS优化工具进行参数优化，提高产品 性能和效率。
拓扑优化
使用拓扑优化技术，优化结构的材料分布和重 量。
常见问题解决方法
1 错误排查
了解常见的ANSYS错误和故障排除技巧，提高模拟效果。
2 模型修复
《ANSYS基础培训》PPT 课件
欢迎使用《ANSYS基础培训》PPT课件！通过这个课程，您将深入了解 ANSYS的各个方面，从建模到分析，从结构到流体，精通这个强大的工程模 拟软件。
概述
本课程介绍ANSYS的基础知识，包括ANSYS Workbench的概述、ANSYS预 处理、材料属性定义等。
学习如何修复模型中的几何和网格问题，保证模拟的准确性。
《ANSYS入门培训》课件
求解器
ANSYS有多种求解器，包括静力分析、热应力分析、 疲劳分析、模态分析等。
有限元分析
ANSYS使用有限元分析方法，能够精确求解各种工 程问题。
计算流体力学
ANSYS可以进行复杂流体的数值计算，如湍流流动、
ANSYS的后处理和可视化
ANSYS可以进行多种后处理和可视化工作，以更直观地呈现分析结果。
应力云图
ANSYS可以生成应力云图，方便工程师分析和评估模型的稳定性。
温度分布图
ANSYS可以显示温度分布图，方便工程师评估模型的热特性。
可视化工具
ANSYS提供了多种可视化工具，如动画、3D图等。
ANSYS的数据管理和文件输出
ANSYS的数据管理和文件输出需要注意多个方面，确保分析结果的正确性。
优化设计
ANSYS可以进行优化设计，以实现最佳性能和最小 成本。
参数化设计
ANSYS可以进行参数化设计，方便工程师实现多种 设计方案。
ANSYS的案例分析
ANSYS在多个领域有着广泛的应用。
汽车行业
ANSYS有很多案例应用于汽车领域，包括车身设计、 发动机分析等。
航空航天
ANSYS在航空航天领域也有相当多的应用示例，包 括结构、气动和热分析等。
数据管理 文件格式 结果输出
ANSYS需要管理多个不同的文件，以确保分析结 果的一致性。
ANSYS支持多种文件格式，如ANSYS文件、CGNS、 ABAQUS、LS-DYNA等。
ANSYS可以输出多种结果文件，如结果数据库文 件、文本文件、图形文件等。
ANSYS的优化和参数化
ANSYS可以进行优化和参数化，以实现最佳设计。
3
电磁场分析
ANSYS可以进行电磁场分析，如电磁兼容性、高频电磁、电磁散射等。
ANSYS分析实例 ppt课件
在钢件上，发电机的半径又比较大，维修吊装很不便）。
•
基于以上原因，必须保证永磁体在正常运行和突然发
生短路时，永磁体都不会发生不可逆退磁。
PPT课件
21
2电枢反应磁场的计算
•
目前电磁场的计算方法有两种：
•
一、场化路的方法，将实际空间存在的不均匀分布的
磁场转化成等效的多段磁路，并近似认为在每段磁路中磁
电磁场的经典理论是麦克斯韦方程组，此处不再累述。 这里引入矢量磁势Az 的重要意义在于对平行平面场，两 点间矢量磁势的差值就是两点间沿z 轴单位长度上的磁通。
要注意二维电磁场分析计算得到的基本结果数据都 是Az 值，通过对Az 值进行处理可以方便的求出电机各处 的磁密和磁场强度，磁通、反电势和电磁转矩等。
PPT课件
12
2.4.2 电机的计算转矩
•
在后处理中还可以通过ANSYS 内部的torq2d或
torqc2d 磁宏命令计算电机的计算转矩，先用path命令在
气隙中定义一条圆弧路径（要注意圆弧路径经过周期对称
后应该是闭合的），再调用torq2d 宏命令。
•
注意此时的结果是电机一个周期下沿轴向单位长度的
实践证明如果忽略电机端部的影响，采用二维的磁场分
析也能满足设计的精度要求。利用电机结构的周期性，选用
充分、合理的电机计算区域作为有限元模型，可以对电机模
型进一步的简化。
PPT课件
3
应用ANSYS 有限元软件，对大型永磁电机的电磁场 进行分析和计算。这里只研究平行平面场即二维电磁场问 题，因而只有一个自由度即矢量磁势Az。电机的对称周 期取一对磁极范围。考虑漏磁的影响，把转轴和机座作为 模型的内外边界。
发电、航空航天和大型汽轮发电机的励磁机等方面得到了
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有限元模型与网格划分
机翼振动的动画演示
结构分析－动力学分析 穿甲弹
穿甲过程的动画演示
结构分析－高级分析
高级分析
自
复
适
合
应
材
网
料
格
分
和
析
子
结
构
拓 扑 优 化 和 单 元 生 死
结构分析－高级分析
焊接过程示意图
焊接过程有限元模型
焊接过程应力的动画演示
焊接过程温度的动画演示
ANSYS热分析
鱼雷尾入水动画演示
冶金电磁搅拌炉
冲压过程的动画演示
斜向穿甲
福特车正撞刚性墙
铸造过程气泡的流动模拟
ANSYS基本分析过程
划分网格
建模
施加载荷
求解
察看结果
练习 - 悬壁梁
问题描述
使用ANSYS分析一个工字悬壁梁，如图所示.
P
Point A
求解在力P作用下点A处的变形，已 知条件如下：
H
L
求解后的速度场分布
ANSYS电磁场分析
低频电磁场分析 高频电磁场分析
耦实例
工件的感应加热
ANSYS电磁场分析实例
工件的二维几何模型
感应加热环境的有限元网格划分
ANSYS电磁场分析实例
在磁场中工件内磁力线分布情况
工件在X轴方向磁通量密度云图
由ANSYS在电磁场中的模拟结果可知:通电线圈产生交变磁场的磁力线大 部分集中在工件的外表面,产生集肤效应;且有X轴向的磁通量密度云图更能 清楚的看到在被加热工件突圆的上表面尖角处磁力线最为集中。
ANSYS电磁场分析实例
在温度场计算中设定整个感应加热时间为20s，且每个 时间步长为1s。研究工件随时间变化的温度分布情况。 由此获得10s工件二分之一横截面内部温度分布云图。
ANSYS耦合场分析
CAD/CAE协同环境
耦合
流场
结构
多物理场求解器
热分析
电磁场
导弹水下发射
TCL电视跌落实验
轧制过程动画演示
ANSYS仿真模拟
❖到80年代初期，国际上较大型的面向工程的有 限元通用程序达到几百种，其中著名的有： ANSYS，NASTRAN，SAP等。
ANSYS功能
ANSYS结构分析 ANSYS热分析 ANSYS流场分析 ANSYS电磁场分析 ANSYS耦合场分析
行 业 解 决 方 案/应用领域 ·
·汽车行业 ·电子行业 ·航空航天 ·土木工程 ·石油行业
ANSYS结构分析
静力分析
结构 分析
非线性分析
动力学分析
高级分析
结构分析－静力学分析
定义
静力分析计算在固定 不变的载荷作用下结 构的效应，可是，静 力分析可以计算那些 固定不变的惯性载荷 对结构的影响（如重 力和离心力），以及 那些可以近似为等价 静力作用的随时间变 化载荷。
结构分析－非线性分析
❖ 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)，有限差分法(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。
热分析－辐射
等轴同心圆辐射传热有限元模型
等轴同心圆辐射传热结果
ANSYS流场分析
1
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ANSYS分析流场问题的种类
ANSYS流场分析实例1
入口处
外壁
T
流体在导管中传送示意图
流体在导管中传送有限元模型
ANSYS流场分析实例1
求解后的温度场
求解后的速度场
ANSYS流场分析实例2
三种气体混合的有限元模型
分析一个壳结构的内力问题
物性参数：
板长：100mm 板厚：2 mm F=1000N E=200N/mm2 σ＝0.3 ρ＝ 9×10-6Kg/mm2
壳结构的内力问题求解演示
瞬态传热过程分析
板材空冷过程的温度场分布
1
2
3
材
几
屈
料
何
曲
非
非
和
线
线
接
性
性
触
结构分析－非线性分析
子弹以给定的速度射向刚性壁面
有限元模型
子弹撞墙的动画演示
结构分析－非线性分析
三维实体模型示意图
有限元模型与网格划分
结构分析－非线性分析
等效应力分布
剪切应力分布
结构分析－动力学分析
模态分析
动力学分析
瞬态动力学
结构分析－动力学分析
三维实体模型示意图
ANSYS基础应用及范例分析
计算机技术
❖ 热现代工业的发展，完全得力于科技的进步。而将计算机、 计算机软件应用于产品的开发、设计、分析与制造已成为 提高竞争力的一种主要方法。如计算机辅助设计（CAD, 即Computer-aided Design)、计算机辅助制造（CAM,即 Computer-aided Manufacturing)和计算机辅助工程(CAE, 即Computer-aided Engineering).
在练习之后，数值解将与用弹性梁理 论计算的解析解进行对比.
ya = (PL3)/(3EI) = ??( 0.0206 in)
P = 4000 lb L = 72 in I = 833 in4 E = 29 E6 psi 横截面积 (A) = 28.2 in2 H = 12.71 in
52
一个壳结构的内力问题
在日常生活中,会经 常遇到结构非线性。例 如，无论何时用钉书针 钉书，金属钉书钉将永 久地弯曲成一个不同的 形状。
如果你在一个木 架上放置重物，随着时 间的迁移它将越来越下 垂。
当在汽车或卡车上 装货时，它的轮胎和下 面路面间接触将随货物 重量的增加而变化。
非线性结构行为的普通例子
结构分析－非线性分析
热传导
对流传热
辐射传热
稳
瞬
态
态
传
传
热
热
热分析－稳态传热
空气
铝 玻璃纤维 不锈钢 海水 R15 feet
模型示意图
有限元结果
保温筒的对流传热过程
•求筒壁的温度 场分布
热分析－瞬态传热
圆环淬火过程有限元模型
淬火后的应力分 布
热分析－相变分析
一钢铸件在砂模里冷却
Ansys 建模分析
钢的铸造过程动画演示
关于ANSYS公司发展过程
ANSYS公司成立于1970年，总部位于美国宾夕法尼亚洲的匹 斯堡，全球拥有25个代理，遍布世界共有75个办事处，大约 600员工在多于40个国家销售其产品。
关于ANSYS公司发展过程
Ansys软件能与多数CAD （计算机辅助 设计）软件接口，比如： Autocad， Unigraphics ， Pro/ENGINEER， I-Deas ， Catia ，CADDS ，SolidEdge ， SolidWorks