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● 线性结构静力分析 ● 非线性结构静力分析
? 几何非线性：大变形、大应变、应力强化、旋 转软化
? 材料非线性：塑性、粘弹性、粘塑性、超弹性、 多线性弹性、蠕变、肿胀等
? 接触非线性：面面 /点面/点点接触、柔体 /柔体 刚体接触、热接触
? 单元非线性：死/活单元、钢筋混凝土单元、非 线性阻尼/弹簧元、预紧力单元等
ANSYS教程
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，更使我们从繁琐、单调的常规有限元编程中 解脱出来。 ANSYS本身不仅具有较为完善的分析功能， 同时也为用户自己进行二次开发提供了友好的开发环境。
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.
6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析
7. 压电分析 ●稳态、瞬态分析 ●模态分析 ●谐响应分析
8. 多场耦合分析 ●热－结构 ● 磁－热 ●磁－结构 ●流体－热 ●流体－结构 ●热－电 ●电－磁－热－流体－结构
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化
10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
3. 后处理 1）查看分析结果 2）检验结果
ANSYS的分析方法(续)
2-2. ANSYS 分析步骤在 GUI中的体现 .
Objective
分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现 .
1. 建立有限元模型 2. 施加载荷求解 3. 查看结果
主菜单
ANSYS的分析方法(续)
ANSYS GUI 中的功能排列 按照一种动宾结构，以动 词开始（如 Create ), 随后 是一个名词 (如Circle ).
菜单的排列，按照由前到后 、由简单到复杂的顺序，与 典型分析的顺序相同 .
Hale Waihona Puke 二、 ANSYS文件及工作文件名
数据库文件 Log 文件 结果文件 图形文件
一些特殊的文件 jobname.db jobname.log jobname.rxx jobname.grph
二进制 文本 二进制 二进制
ANSYS的数据库，是指在前处理、求解及后处理过 程中，ANSYS保存在内存中的数据。数据库既存储输入 的数据，也存储结果数据:
3. 热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化
4. 电磁分析 ●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。 ●高频电磁场分析－用于微波及 RF 无源组件，波导、 雷达系统、同轴连接器等分析。
11. ANSYS土木工程专用包 ANSYS的土木工程专用包 ANSYS/CivilFEM 用来研究 钢结构、钢筋混凝土及岩土结构的特性，如房屋建筑、 桥梁、大坝、硐室与隧道、地下建筑物等的受力、变 形、稳定性及地震响应等情况，从力学计算、组合分 析及规范验算与设计提出了全面的解决方案，为建筑 及岩土工程师提供了功能强大且方便易用的分析手段。
输入数据 - 必须输入的信息 (模型尺寸、材料属性、载荷 等).
结果数据 - ANSYS计算的数值 (位移、应力、应变、温度 等).
启动ANSYS
Objective
1-1. 启动ANSYS 软件.
要启动 ANSYS: 开始 > 程序 > ANSYS 12.1 >Mechnical APDL Product Launcher
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
2. 高度非线性瞬态动力分析（ANSYS/LS-DYNA） ●全自动接触分析，四十多种接触类型 ●任意拉格郎日－欧拉（ ALE ）分析 ●多物质欧拉、单物质欧拉 ● 适应网格、网格重划分、重启动 ● 100多种非线性材料模式 ●多物理场耦合分析：结构、热、流体、声学 ●爆炸模拟，起爆效果及应力波的传播分析 ●侵彻穿甲仿真，鸟撞及叶片包容性分析，跌落分析 ●失效分析，裂纹扩展分析 ●刚体运动、刚体－柔体运动分析 ●实时声场分析 ● BEM 边界元方法，边界元、有限元耦合分析 ●光顺质点流体动力（SPH ）算法
5. 流体动力学分析 ● 定常/非定常分析 ●层流/湍流分析 ●自由对流/强迫对流/混合对流分析 ●可压缩流/不可压缩流分析 ●亚音速/跨音速/超音速流动分析 ●任意拉格郎日－欧拉分析（ALE ） ●多组份流动分析（多达6组份） ●牛顿流与非牛顿流体分析 ●内流和外流分析 ●共轭传热及热辐射边界 ●分布阻尼和风扇模型 ●移动壁面及自由界面分析
第二章 ANSYS基本使用方法
10
一、典型分析过程
1. 前处理——创建有限元模型 1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性） 2）创建或读入几何实体模型 3）有限元网格划分 4）施加约束条件、载荷条件
2. 施加载荷进行求解 1）定义分析选项和求解控制 2）定义载荷及载荷步选项 2）求解 solve
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。
一、主要功能简介
1. 结构分析 1） 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。
? 几何非线性：大变形、大应变、应力强化、旋 转软化
? 材料非线性：塑性、粘弹性、粘塑性、超弹性、 多线性弹性、蠕变、肿胀等
? 接触非线性：面面 /点面/点点接触、柔体 /柔体 刚体接触、热接触
? 单元非线性：死/活单元、钢筋混凝土单元、非 线性阻尼/弹簧元、预紧力单元等
ANSYS教程
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，更使我们从繁琐、单调的常规有限元编程中 解脱出来。 ANSYS本身不仅具有较为完善的分析功能， 同时也为用户自己进行二次开发提供了友好的开发环境。
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.
6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析
7. 压电分析 ●稳态、瞬态分析 ●模态分析 ●谐响应分析
8. 多场耦合分析 ●热－结构 ● 磁－热 ●磁－结构 ●流体－热 ●流体－结构 ●热－电 ●电－磁－热－流体－结构
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化
10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
3. 后处理 1）查看分析结果 2）检验结果
ANSYS的分析方法(续)
2-2. ANSYS 分析步骤在 GUI中的体现 .
Objective
分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现 .
1. 建立有限元模型 2. 施加载荷求解 3. 查看结果
主菜单
ANSYS的分析方法(续)
ANSYS GUI 中的功能排列 按照一种动宾结构，以动 词开始（如 Create ), 随后 是一个名词 (如Circle ).
菜单的排列，按照由前到后 、由简单到复杂的顺序，与 典型分析的顺序相同 .
Hale Waihona Puke 二、 ANSYS文件及工作文件名
数据库文件 Log 文件 结果文件 图形文件
一些特殊的文件 jobname.db jobname.log jobname.rxx jobname.grph
二进制 文本 二进制 二进制
ANSYS的数据库，是指在前处理、求解及后处理过 程中，ANSYS保存在内存中的数据。数据库既存储输入 的数据，也存储结果数据:
3. 热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化
4. 电磁分析 ●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。 ●高频电磁场分析－用于微波及 RF 无源组件，波导、 雷达系统、同轴连接器等分析。
11. ANSYS土木工程专用包 ANSYS的土木工程专用包 ANSYS/CivilFEM 用来研究 钢结构、钢筋混凝土及岩土结构的特性，如房屋建筑、 桥梁、大坝、硐室与隧道、地下建筑物等的受力、变 形、稳定性及地震响应等情况，从力学计算、组合分 析及规范验算与设计提出了全面的解决方案，为建筑 及岩土工程师提供了功能强大且方便易用的分析手段。
输入数据 - 必须输入的信息 (模型尺寸、材料属性、载荷 等).
结果数据 - ANSYS计算的数值 (位移、应力、应变、温度 等).
启动ANSYS
Objective
1-1. 启动ANSYS 软件.
要启动 ANSYS: 开始 > 程序 > ANSYS 12.1 >Mechnical APDL Product Launcher
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
2. 高度非线性瞬态动力分析（ANSYS/LS-DYNA） ●全自动接触分析，四十多种接触类型 ●任意拉格郎日－欧拉（ ALE ）分析 ●多物质欧拉、单物质欧拉 ● 适应网格、网格重划分、重启动 ● 100多种非线性材料模式 ●多物理场耦合分析：结构、热、流体、声学 ●爆炸模拟，起爆效果及应力波的传播分析 ●侵彻穿甲仿真，鸟撞及叶片包容性分析，跌落分析 ●失效分析，裂纹扩展分析 ●刚体运动、刚体－柔体运动分析 ●实时声场分析 ● BEM 边界元方法，边界元、有限元耦合分析 ●光顺质点流体动力（SPH ）算法
5. 流体动力学分析 ● 定常/非定常分析 ●层流/湍流分析 ●自由对流/强迫对流/混合对流分析 ●可压缩流/不可压缩流分析 ●亚音速/跨音速/超音速流动分析 ●任意拉格郎日－欧拉分析（ALE ） ●多组份流动分析（多达6组份） ●牛顿流与非牛顿流体分析 ●内流和外流分析 ●共轭传热及热辐射边界 ●分布阻尼和风扇模型 ●移动壁面及自由界面分析
第二章 ANSYS基本使用方法
10
一、典型分析过程
1. 前处理——创建有限元模型 1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性） 2）创建或读入几何实体模型 3）有限元网格划分 4）施加约束条件、载荷条件
2. 施加载荷进行求解 1）定义分析选项和求解控制 2）定义载荷及载荷步选项 2）求解 solve
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。
一、主要功能简介
1. 结构分析 1） 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。