Ansys系列软件的独特CAE优势
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。
CAE-ANSYS LS-DYNA功能特点
（通过SW1～SW4开关实现）
功能特点
LS-DYNA流体分析功能
• 层流与紊流 • 有粘与无粘 • 单物质流 • 多物质流 • 流体/结构/热耦合
• 浇铸，水下爆炸 • 气泡分析，液体晃动 • 射流分析，冲击气流
ANSYS/LS-DYNA 功能特点
摘要
• ANSYS/LS-DYNA 发展概况 • ANSYS/LS-DYNA 特点 • ANSYS/LS-DYNA 应用
发展概况
ANSYS/LS-DYNA发展概况
1976-1986, 美国 劳伦斯•利沃莫尔国家实验室（ LLNL）, J.O.Hallquist 博士主导开发DYNA3D。
爆炸螺栓的预应力（隐） 、爆炸分离过程（显）
Welcome to ANSYS
航空航天 瞬态动力冲击 分离过程模拟 声振耦合 鸟撞 叶片包容
石油
液体晃动 完井射孔
军工
事故分析
管道抗冲击设计
输油管道冲击
碰撞分析
爆炸熔割（射流）
冲击、爆炸、点火 海上平台设计
空间废墟碰撞
气弹颤振
内弹道、终点弹道 装甲与反装甲 弹头的动能及化学能 武器设计 爆炸或震动波的传播 侵彻 空中、油中和水下爆炸 核废物装运
• single_edge • single_surface • sliding_only • sliding_only_penalty • tiebreak_nodes_to_surface • tiebreak_surface_to_surface • tied_nodes_to_surface • tied_nodes_to_usrface_offset • tied_shell_edge_to_surface • tied_shell_edge_to_surface_offset • tied_surface_to_surface • tied_surface_to_surface_offset • contact_interior • contact_1d • 2d_sliding_only • 2d_tied_sliding • 2d_sliding_voids • 2d_penalty_friction • 2d_penalty • 2d_single_surface • 2d_automatic
大型有限元分析软件ANSYS的特点
大型有限元分析软件ANSYS的特点王友海 颜慧军 胡长胜 ANSY S程序是美国ANSY S公司研制的大型有限元分析(FE A)软件,自1970年John S wans on博士洞察到计算机模拟工程应该商品化,创建了AN2 SY S公司以来,ANSY S程序已发展成为全球范围一个多用途的设计分析软件。
ANSY S程序是一个功能强大的设计分析及优化软件包。
与其它有限元分析软件如S AP或NAS2 TRAN等相比,它有以下特点:(1)ANSY S是完全的WI NDOWS程序,从而使应用更加方便;(2)产品系列由一整套可扩展的、灵活集成的各模块组成,因而能满足各行各业的工程需要;(3)它不仅可以进行线性分析,还可以进行各类非线性分析;(4)它是一个综合的多物理场耦合分析软件,用户不但可用其进行诸如结构、热、流体流动、电磁等的单独研究,还可以进行这些分析的相互影响研究,例如:热—结构耦合,磁—结构耦合以及电—磁—流体—热耦合等。
本文将以ANSY S/Structural (结构)模块为例,详细研究该软件的功能及特点。
1 结构静、动力分析111 结构静力分析ANSY S程序中结构静力分析,用来求解外载荷引起的位移、应力、和力。
静力分析适合于求解惯性及阻尼的时间相关作用对结构响应的影响不显著的问题。
ANSY S程序中静力分析同样能包括非线性,如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触面等。
有关非线性内容后面将详细叙述。
112 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。
ANSY S程序可以求解下列类型的动力分析问题:瞬态动力、模态、谐波响应及随机振动。
11211 瞬态分析瞬态分析(也称时间—历程分析)用于确定结构承受随时间变化载荷时的动力响应。
ANSY S求解瞬态动力问题有三种方法:全瞬态动力分析方法,凝聚法和模态叠加法。
11212 模态分析图1 皮带轮模态分析(虚线表示未变形形态)当需要结构的自然频率时,模态分析是很有用的(图1)。
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。
几乎所有的有限元分析的软件介绍——让你对CAE软件更了解
几乎所有的有限元分析的软件介绍——让你对CAE软件更了解有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种数值计算方法，用于求解结构、固体力学、热传导和流体力学等领域中的工程问题。
它通过离散化技术将复杂的连续体问题转化为一个有限数量的单元问题，再通过求解这些单元的代数方程组得到整个问题的近似解。
在工程领域，有限元分析常常被用来进行结构强度、振动、疲劳和优化分析等。
下面将介绍几个常见的有限元分析软件，包括ANSYS、ABAQUS、LS-DYNA和SolidWorks Simulation。
1.ANSYSANSYS是一款全面的有限元分析软件，包含了结构分析、流体动力学、电磁场分析和耦合多场分析等功能。
它具有强大的前后处理功能和丰富的材料模型库，可以模拟各种复杂的物理现象。
ANSYS还提供了多种优化算法，用于进行结构和材料参数的优化设计。
它广泛应用于航空航天、汽车、能源和电子等领域。
2.ABAQUSABAQUS是一款广泛应用于工程和科学领域的有限元分析软件，主要用于求解复杂的结构、流体和热力学问题。
它具有强大的建模和求解能力，支持线性和非线性分析。
ABAQUS还提供了各种完整的元件库和材料模型，同时支持多学科的耦合分析。
它适用于多种工程和科学领域，如航空航天、汽车、生物医学和材料科学等。
3.LS-DYNALS-DYNA是一款专注于动力学和非线性问题的有限元分析软件，用于模拟高速碰撞、爆炸和弹道问题等。
它具有优秀的显式求解器和平行计算能力，能够处理大型和复杂的模型。
LS-DYNA还提供了丰富的材料模型和接触算法，支持多物理场耦合。
它适用于汽车、航空航天、国防和地震等领域。
4. SolidWorks SimulationSolidWorks Simulation是一款基于SolidWorks CAD软件的有限元分析工具，用于进行结构和流体力学分析。
它提供了友好的用户界面和强大的建模和分析功能，能够快速进行设计验证和性能优化。
CAE常用软件介绍解析
CAE常用软件介绍解析CAE（计算机辅助工程）是一种使用计算机来模拟和分析工程问题的方法，可以有效地预测和优化工程设计。
CAE软件是实现这种方法的工具，它们提供了一系列功能和工具，用于建立工程模型、进行仿真分析和优化设计。
下面是几个常用的CAE软件的介绍和解析。
1.ANSYS（美国分析系统公司）ANSYS是一款功能强大的有限元分析软件，在各个领域广泛应用。
它提供了完整的有限元模拟流程，包括前处理、求解和后处理功能。
用户可以使用ANSYS来进行结构分析、热分析、流体力学分析等多种仿真分析。
ANSYS还具有强大的优化功能，可以帮助工程师在设计过程中找到最佳解决方案。
2. Abaqus（达索系统公司）Abaqus是一种先进的有限元分析软件，广泛应用于结构、热、流体和多物理场的仿真分析。
它具有非线性分析、大变形分析、接触分析、疲劳分析等强大的功能。
Abaqus还拥有复杂材料建模和复杂装配体建模的能力，可以解决各种复杂工程问题。
3. SolidWorks Simulation（达索系统公司）SolidWorks Simulation是SolidWorks软件的一部分，用于进行结构和流体力学分析。
它提供了直观的用户界面和易于使用的工具，使工程师能够进行快速的仿真分析和设计验证。
SolidWorks Simulation可以进行线性和非线性分析、静态和动态分析、热分析、疲劳分析等。
它还与SolidWorks CAD软件紧密集成，实现了CAD和CAE的无缝连接。
4. Nastran（西尔斯公司）Nastran是一种通用的有限元分析软件，广泛应用于结构、热、流体和振动的仿真分析。
它具有强大的求解器，可以处理大型和复杂的工程模型。
Nastran还提供了广泛的材料模型和加载条件，可以满足各种复杂的仿真要求。
它还支持多物理场分析和优化设计。
5. COMSOL Multiphysics（COMSOL公司）COMSOL Multiphysics是一种高级的多物理场模拟软件，可以解决各种物理和工程问题。
CAE各软件介绍全解读
CAE各软件介绍全解读CAE（计算机辅助工程）是一种利用计算机仿真技术来辅助工程师进行工程设计、分析和优化的方法。
CAE软件是实现这一目标的关键工具，用于模拟各种物理现象和工程场景，从而帮助工程师进行设计和分析。
下面是对几款常见的CAE软件进行介绍。
1.ANSYS：ANSYS是一款综合性的CAE软件，具有丰富的分析工具和模块，用于解决各种工程问题。
它可以模拟结构分析、流体力学、电磁场、声学等多个领域，并且支持多物理场耦合分析。
ANSYS具有强大的前后处理功能，可以对模型进行建模、网格划分、结果分析等，同时还提供了优化和参数化建模功能。
2. MSC Software（Nastran、Patran）：MSC Software是一系列用于结构和动力学分析的CAE软件的统称。
其中，Nastran是一款强大的有限元分析软件，用于结构分析和优化；Patran是一个前后处理软件，用于建模、网格生成和结果后处理。
这两款软件通常搭配使用，可以进行复杂的结构动力学分析和优化。
3. Siemens PLM Software（NX CAE、Femap）：Siemens PLM Software 提供了一系列用于CAE的软件工具。
NX CAE是一款功能强大的CAE软件，支持多物理场耦合分析，如传热、流体力学、结构等，并集成了优化和参数化建模功能。
Femap是一款前后处理软件，用于建模、网格划分和结果后处理。
NX CAE和Femap的结合可以实现全流程的CAE分析。
4. Altair HyperWorks：Altair HyperWorks是一个集成的CAE软件套件，包含了多个模块和工具，可用于多领域的工程分析。
它具有强大的优化和参数化建模功能，支持流体力学、结构和多物理场耦合分析。
HyperWorks还提供了高效的前后处理功能，并与多种CAD软件进行无缝集成。
5. COMSOL Multiphysics：COMSOL Multiphysics是一款用于多物理场耦合模拟的CAE软件。
ANSYS 14.5功能亮点要点
ANSYS 14.5功能亮点ANSYS 14.5 提供大量全新的先进功能，有助于更好地掌握设计情况从而提升产品性能和完整性。
将ANSYS 14.5的新功能与ANSYS Workbench相结合，可以实现更加深入和广泛的物理场研究，并通过扩展满足客户不断变化的需求。
ANSYS 14.5 采用的平台可以精确地简化各种仿真应用的工作流程。
同时，ANSYS 14.5 提供多种关键的多物理场解决方案、前处理和网格剖分强化功能，以及一种全新的参数化高性能计算（HPC）许可模式，可以使设计探索工作更具扩展性。
复杂3D复合材料型材复杂3D复合材料型材您可以轻松利用复杂几何形状创建3D层叠复合材料，然后方便地将这些模型与整体装配中的非复合材料部件进行组合。
ANSYS Mechanical能够根据ANSYS Composite PrepPost提供的复合材料进行进一步分析；在显式动力学方面，可利用Composite PrepPost创建复合材料模型。
在Mechanical中，您可以将多个来自Composite PrepPost和Mechanical的模型进行组合；随后在Composite PrepPost中完成后处理。
View larger image Compositespressure vessel with titanium capsView larger imageView largerimage复合材料压力容器上的全局应力结果View larger imageView largerimage使用钛合金封盖的复合材料压力容器流程定制您可以使用客户化应用工具套件（ACT）在Mechanical环境中自己创建载荷、边界条件或结果，并在用户友好环境中显示已有的脚本。
您的工作组可以利用Mechanical环境将内部解决方案整合到仿真工作流程中。
裂纹建模ANSYS 14.5推出一种易于使用的裂纹建模工具，可用于计算应力强度因子、能量释放率和J 积分等裂纹特性。
Ansys软件
Ansys软件Ansys是一种广泛使用的工程仿真软件，其广泛应用于各种工程领域，如机械，电气，航空等。
Ansys软件提供了各种模拟和分析工具，从建模、网格划分和运行到后处理和数据管理都是其功能之一。
此外，该软件具有广泛的常规工程分析能力，以及高级功能，如优化、耦合和多学科分析。
Ansys软件的特点Ansys软件的特点之一是其广泛的应用范围。
其被广泛应用于各种领域，如机械，电气，航空等。
此外，它不仅可以分析常规的结构和流体动力学问题，还可以执行高级动力学和优化分析。
尤其是，Ansys软件具有强大的有限元分析工具，是其最重要的功能之一。
该工具可以分析结构和流体动力学问题，并能够提供详细的结果分析。
此外，该软件还提供了多种预处理工具，可用于简化模型、自动网格划分和精简数据等任务。
另一个Ansys软件的重要特点是其易用性。
该软件采用了类似CAD工具的界面，因此对于那些熟练使用CAD的工程师来说，其学习曲线相对较低。
此外，Ansys软件还提供了大量的培训和支持材料，如在线帮助文件、视频教程和技术支持随时可用。
Ansys软件的应用Ansys软件被广泛应用于各种工程领域。
在机械工程方面，该软件可用于分析机械部件的力学性能，如强度、刚度和抗疲劳性能。
在航空航天领域，Ansys软件可用于分析飞机、火箭、导弹等的飞行性能，并提供优化解决方案。
同样，Ansys软件还可以应用于电器和电子系统的分析，如电路板和通讯设备的设计和优化。
除此之外，Ansys软件还可用于建筑和土木工程领域。
可以应用于分析楼梯、地下室、桥梁、隧道和码头的结构。
可以模拟风的作用、水流的流动、地震等自然灾害情况对建筑物的破坏和影响。
Ansys软件的未来随着技术的发展，Ansys软件在未来有望发挥更大的作用。
该软件的未来会继续扩展其模拟和优化功能，并支持更复杂和多学科的应用领域。
AR/VR技术已经成为新型人机交互技术的代表，Ansys软件将发挥重要作用在专业领域支撑这种新技术发展。
CAE常用软件介绍解析
CAE常用软件介绍解析CAE（计算机辅助工程）是一种利用计算机技术进行工程设计和分析的过程。
CAE软件是CAE工程师进行建模、分析和优化的工具。
下面将介绍一些常用的CAE软件及其功能。
1. ANSYS（ANSYS Inc.）ANSYS是一款广泛使用的CAE软件，可以进行结构力学、热传导、流体动力学等多个领域的工程分析。
它具有强大的前后处理功能，可以进行复杂的物理场分析和多物理场耦合分析。
ANSYS的强大之处在于其丰富的材料库和各种物理模型，适用于各种行业的工程分析。
2. Abaqus（Dassault Systèmes）Abaqus是一款用于线性和非线性有限元分析的软件。
它可以处理结构、热、电、磁等多种物理场的分析。
Abaqus具有强大的非线性分析能力，可以模拟材料的塑性、蠕变、疲劳等行为。
此外，Abaqus还支持多物理场耦合分析，如热-机械耦合、热-电耦合等。
3. COMSOL Multiphysics（COMSOL Inc.）COMSOL Multiphysics是一款用于多物理场模拟的软件。
它具有可扩展的模块化结构，可以模拟各种物理场，如机械、电磁、热、流体等。
COMSOL Multiphysics具有强大的建模和后处理功能，可以使用有限元法进行多物理场耦合分析。
该软件适用于各种行业的工程设计和优化。
4. MSC Nastran（MSC Software）MSC Nastran是一款用于结构力学分析的软件。
它可以进行线性和非线性分析，包括静力分析、模态分析、疲劳分析等。
MSC Nastran具有强大的后处理功能，可以生成详细的分析报告和动画。
此外，MSC Nastran还支持多物理场耦合分析，并具有优化设计和优化参数自适应分析的能力。
5. SolidWorks Simulation（Dassault Systèmes）SolidWorks Simulation是一款专为SolidWorks设计软件开发的CAE模块。
有限元分析软件ANSYS简介
5、程序面向用户的开放性
随着商业化的提高，各软件开发商为了扩大自己的市场份额，满足用户的需求，在软件的功能、易用性等方面花费了大量的投资，但由于用户的要求千差万别，不管他们怎样努力也不可能满足所有用户的要求，因此必须给用户一个开放的环境，允许用户根据自己的实际情况对软件进行扩充，包括用户自定义单元特性、用户自定义材料本构（结构本构、热本构、流体本构）、用户自定义流场边界条件、用户自定义结构断裂判据和裂纹扩展规律等等。
 增加产品和工程的可靠性；
 在产品的设计阶段发现潜在的问题
 经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料成本
 缩短产品投向市场的时间
 模拟试验方案，减少试验次数，从而减少试验经费
4、由单一结构场求解发展到耦合场问题的求解
有限元分析方法最早应用于航空航天领域，主要用来求解线性结构问题，实践证明这是一种非常有效的数值分析方法。而且从理论上也已经证明，只要用于离散求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精确值。现在用于求解结构线性问题的有限元方法和软件已经比较成熟，发展方向是结构非线性、流体动力学和耦合场问题的求解。例如由于摩擦接触而产生的热问题，金属成形时由于塑性功而产生的热问题,需要结构场和温度场的有限元分析结果交叉迭代求解，即"热力耦合"的问题。当流体在弯管中流动时，流体压力会使弯管产生变形，而管的变形又反过来影响到流体的流动……这就需要对结构场和流场的有限元分析结果交叉迭代求解，即所谓"流固耦合"的问题。由于有限元的应用越来越深入，人们关注的问题越来越复杂，耦合场的求解必定成为CAE软件的发展方向。
ANSYS?WORKBENCH的总体介绍
ANSYS WORKBENCH的总体介绍如何学习ANSYS WORKBENCH?我想，首先需要对于ANSYS WORKBENCH有一个总体了解。
知道一个软件可以做什么事情，然后弄清楚我们自己到底想要做什么，然后再去寻找学习的道路，这就是所谓知己知彼。
那么 ANSYS WORKBENCH可以做什么呢？有些人说，它是一个有限元软件平台。
这总体上正确，但并不完全正确。
实际上，ANSYS WORKBENCH包含了一系列软件，虽然绝大部分软件使用有限元方法进行编制的，但是也有部分软件使用了有限体积法，也有软件使用了无网格方法。
所以，一概的说明它是有限元软件是不大正确的。
让我们说得更高一点吧。
万事万物，其间自有规律存在，所有的学科都致力于寻求该学科研究范围内部的各种规律。
那么什么是规律？无非是事物内部的各种关系而已。
这些关系，在数学上，就表现为数量之间的关系。
而数量之间的关系，可能是平级的，那么就是代数方程。
如果是有原因和结果关系的，那么就表现为微分方程或者积分方程。
在同一个事物内部存在的关系未必只有一种，可能有多种，那么就会有多个方程出现，这就构成了方程组。
比如说，对于固体力学而言，就有3个静力平衡方程，6个几何方程，6个物理方程。
这些方程有代数方程，也有微分方程。
这就构成了一个微分-代数方程组。
不仅是固体力学，流体力学也是如此，传热学是如此，而电磁场也是如此。
这样，我们面对的是代数-微分方程组的求解问题。
如何求解这些方程组？在数学上，这很困难，尤其是当边界并不那么规则时。
解析法只能求解非常特定的问题，但是实际问题总是奇奇怪怪的，所以我们需要寻找另外的方法。
于是有所谓的半解析法，无非是用幂函数或者三角函数的组合来确定问题的解析解，这种方法对于实际问题也很难凑效。
于是出现了数值解法。
数值解法多种多样，如有限元法，有限体积法，边界元法，有限差分法，无网格方法等。
一般而言，对于结构的计算，用有限元法比较合适；对于流体仿真，用有限体积法；而对于无限域声场的分析，主要用边界元法；有限差分法出现得很早，但是很少看到软件去使用它。
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。
CAE各软件介绍全解读
CAE各软件介绍全解读1.ANSYS：ANSYS是一款功能强大的工程分析软件，可用于结构、流体、电磁和多物理场等领域的仿真与分析。
它提供了广泛的数值方法和物理模型，能够实现从材料特性分析到整个产品性能优化的全过程。
它的模拟范围非常广泛，包括有限元分析、热传导分析、流体计算、电磁场分析等。
2. SolidWorks Simulation：SolidWorks Simulation是SolidWorks CAD软件的附带模拟分析工具，它能够进行结构分析、动力学分析、热传导分析等，帮助工程师在设计阶段就进行仿真和优化。
它具有友好的用户界面和直观的操作方式，适用于中小型企业和个人工程师进行产品仿真和设计验证。
3. CATIA：CATIA是达索系统公司开发的一款CAD/CAE/CAM软件平台，主要应用于航空航天、汽车等产业的产品设计与开发过程。
它包括模型设计、装配设计、工程分析等多个模块，提供了完整的产品生命周期管理解决方案。
CATIA的核心模块包括Part Design、Assembly Design、Surface Design、Generative Shape Design等。
4. Pro/ENGINEER：Pro/ENGINEER是PTC公司开发的一款三维CAD/CAM/CAE软件，通过集成专业的建模、装配、制图和仿真工具，帮助工程师实现从概念设计到细节设计的全过程。
它支持多种分析技术，如有限元分析、动力学仿真、优化设计等。
此外，Pro/ENGINEER还具备多用户协作和全球远程设计管理的能力。
5. MSC Nastran：MSC Nastran是一款广泛应用于航空航天、船舶、汽车等领域的有限元分析软件。
它提供了丰富的数值方法和高级的模拟功能，可以进行结构、流体、声学和热传导等多物理场仿真。
MSC Nastran还支持多学科优化，能够帮助工程师实现设计的最佳性能。
6.ABAQUS：ABAQUS是达索系统公司开发的一款广泛应用于工程计算的有限元分析软件。
Ansys系列软件的独特CAE优势
Ansys系列软件的独特CAE优势众所周知，ANSYS公司是目前世界上最大的CAE软件公司。
其产品线比较完备。
下面介绍一些ANSYS分析体系与其他CAE软件相比的优势优势一：协同ANSYS Workbench作为世界唯一一款协同仿真平台，旨在搭建基于网络的仿真工作统一环境，将百家争鸣的仿真技术和纷繁复杂的仿真数据完美整合，与仿真相关的人、部门、技术及数据在统一环境中协同工作。
在中国航空、航天、船舶这样的高科技行业，企业或研究所通常会拥有多种商业CAE程序甚至自己开发一些小型CAE软件，协同仿真环境将为他们整合仿真技术提供极大方便。
优势二：多物理场仿真CAE技术涵盖了计算结构力学、计算流体力学、计算电磁学等诸多学科专业，而象飞机、船舶等大型工业产品的设计对这几个学科专业都有强烈的耦合场分析需求。
一般的CAE软件通常都只能解决某个学科的问题，用户需要配置一系列由不同公司开发的、具有不同应用领域的软件组合起来以解决其实际工程问题。
这不但增加了用户投资，而且很多耦合场问题会由于不同软件间不能有效准确地传递数据而无法真正实现耦合仿真计算。
能否真正完成全面耦合场分析，已经成为现代CAE软件所追求的目标。
ANSYS软件作为融结构、电磁、热、流体分析技术于一身的强大仿真系统，不但拥有为业界认可的强大的单场分析模块，而且由于出自同一家公司的模块，数据传输不存在瓶颈，各场之间的耦合分析能力是任何一家CAE技术提供商所不能企及的。
优势三：双向参数互动CAE软件必须可以直接使用CAD生成的模型已经成为业界共识。
目前，其他CAE软件一直在延续使用“模型数据单向传递”方式。
为了满足现代并行设计、快速设计的要求，ANSYS引入“双向参数互动”技术。
双向参数互动是指：CAD模型传到CAE软件后，CAE软件继承CAD模型的原有参数;CAD修改模型参数之后，CAE软件只需刷新即可得到来自CAD模型的新参数，从而更新模型，但CAE 软件中的网格和载荷设置不发生变化，可直接求解;CAE软件可直接根据分析结果对设计参数直接进行必要的修改，或利用优化设计功能得到最优设计参数后，在CAD中只需刷新操作便更新模型。
ansys
前处理
网格划分
实体建模
施加载荷
ANSYS程序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 义一个模型的最高级图元，如球、棱柱，称为基元，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，如二维的圆和矩形以及三维的块、球、锥和柱。无论使 用自顶向下还是自底向上方法建模，用户均能使用布尔运算来组合数据集，从而“雕塑出”一个 实体模型。ANS YS程序提供了完整的布尔运算，诸如相加、相减、相交、分割、粘结和重叠。在 创建复杂实体模型时，对线、面、体、基元的布尔操作能减少相当可观的建模工作量。ANSYS程 序还提供了拖拉、延伸、旋转、移动、延伸和拷贝实体模型图元的功能。附加的功能还包括圆弧 构造、切线构造、通过拖拉与旋转生成面和体、线与面的自动相交运算、自动倒角生成、用于格 划分的硬点的建立、移动、拷贝和删除。自底向上进行实体建模时，用户从最低级的图元向上构 造模型，即：用户首先定义关键点，然后依次是相关的线、面、体。
分析类型
ansys分析实例
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。
建立可以直接仿真的三维组件，并将它们存储在库文件中，这样就能够很简便地在更大的系统设 计中添加这些组件，而无需再进行任何激励、边界条件和材料属性的设置，因为所有的内部细节 已经包含在三维组件的原始设计之内。
几款常用有限元软件(CAE分析)的比较
几款常用有限元软件（CAE分析）的比较目前流行的CAE分析软件主要有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。
以下为对这些常用的软件进行的比较和评价：LSTC公司的LS-DYNA系列软件。
LSDYNA长于冲击、接触等非线性动力分析。
LS-DYNA是一个通用显式非线性动力分析有限元程序，最初是1976年在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室由J.O.Hallquist主持开发完成的，主要目的是为核武器的弹头设计提供分析工具，后经多次扩充和改进，计算功能更为强大。
虽然该软件声称可以求解各种三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等接触非线性、冲击载荷非线性和材料非线性问题，但实际上它在爆炸冲击方面，功能相对较弱，其欧拉混合单元中目前最多只能容许三种物质，边界处理很粗糙，在拉格朗日——欧拉结合方面不如DYTRAN灵活。
MSC.software公司的DYTRAN软件在同类软件中，DYTRAN在高度非线性、流固耦合方面有独特之处。
MSC.DYTRAN程序是在LS-DYNA3D的框架下，在程序中增加荷兰PISCES;INTERNATIONAL公司开发的PICSES的高级流体动力学和流体结构相互作用功能，还在PISCES的欧拉模式算法基础上，开发了物质流动算法和流固耦合算法发展而来的。
但是，由于MSC.DYTRAN是一个混合物，在继承了LS-DYNA3D 与PISCES优点的同时，也继承了其不足。
首先，材料模型不丰富，对于岩土类处理尤其差，虽然提供了用户材料模型接口，但由于程序本身的缺陷，难于将反映材料特性的模型加上去；其次，没有二维计算功能，轴对称问题也只能按三维问题处理，使计算量大幅度增加；在处理冲击问题的接触算法上远不如当前版的LS-DYNA3D全面。
HKS公司的ABAQUS软件ABAQUS是一套先进的通用有限元系统，属于高端CAE软件。
它长于非线性有限元分析,可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大的复杂问题和模拟高度非线性问题。
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Ansys系列软件的独特CAE优势
众所周知，ANSYS公司是目前世界上最大的CAE软件公司。
其产品线比较完备。
下面介绍一些ANSYS分析体系与其他CAE软件相比的优势
优势一：协同
ANSYS Workbench作为世界唯一一款协同仿真平台，旨在搭建基于网络的仿真工作统一环境，将百家争鸣的仿真技术和纷繁复杂的仿真数据完美整合，与仿真相关的人、部门、技术及数据在统一环境中协同工作。
在中国航空、航天、船舶这样的高科技行业，企业或研究所通常会拥有多种商业CAE程序甚至自己开发一些小型CAE软件，协同仿真环境将为他们整合仿真技术提供极大方便。
优势二：多物理场仿真
CAE技术涵盖了计算结构力学、计算流体力学、计算电磁学等诸多学科专业，而象飞机、船舶等大型工业产品的设计对这几个学科专业都有强烈的耦合场分析需求。
一般的CAE软件通常都只能解决某个学科的问题，用户需要配置一系列由不同公司开发的、具有不同应用领域的软件组合起来以解决其实际工程问题。
这不但增加了用户投资，而且很多耦合场问题会由于不同软件间不能有效准确地传递数据而无法真正实现耦合仿真计算。
能否真正完成全面耦合场分析，已经成为现代CAE软件所追求的目标。
ANSYS软件作为融结构、电磁、热、流体分析技术于一身的强大仿真系统，不但拥有为业界认可的强大的单场分析模块，而且由于出自同一家公司的模块，数据传输不存在瓶颈，各场之间的耦合分析能力是任何一家CAE技术提供商所不能企及的。
优势三：双向参数互动
CAE软件必须可以直接使用CAD生成的模型已经成为业界共识。
目前，其他CAE软件一直在延续使用“模型数据单向传递”方式。
为了满足现代并行设计、快速设计的要求，ANSYS引入“双向参数互动”技术。
双向参数互动是指：CAD模型传到CAE软件后，CAE软件继承CAD模型的原有参数;CAD修改模型参数之后，CAE软件只需刷新即可得到来自CAD模型的新参数，从而更新模型，但CAE 软件中的网格和载荷设置不发生变化，可直接求解;CAE软件可直接根据分析结果对设计参数直接进行必要的修改，或利用优化设计功能得到最优设计参数后，在CAD中只需刷新操作便更新模型。
ANSYS使用CAD模型时，是在ANSYS环境中建立CAD模型的“链接”或“影射”，本质上讲是与CAD系统资源共用，使用同一个CAD模型，因而不存在其他CAE软件的CAD接口经常发生的“丢失信息”的现象，而“双向参数互动”在此模式下则成为自然而然的事情。
优势四：自动探测装配
现代CAE技术可以对相当大规模的问题进行分析，而且这种分析可以是复杂的接触问题(在CAD 中称为“装配”)。
利用仿真手段可以对具有大量零部件的虚拟样机整机进行虚拟试验。
但是由于零部件的装配在CAE中需要进行“接触”分析，而接触分析需要建立接触单元。
此过程在其他CAE软件中采用手工方式完成，一个虚拟整机的建立所需要的时间令人不可接受。
因此，CAE 软件的自动探测装配关系的能力决定了能否进行虚拟样机性能仿真，是我们真正发挥CAE软件的优势的关键技术之一。
ANSYS公司提供的CAD模型“链接”技术，在建立装配模型“链接”的过程中，自动探测装配关系，同时完成“接触”单元的建立，无需人工干预。
优势五：变分优化技术
CAE分析的最终目的是对设计提出满足工作要求的修改意见。
大多数CAE软件都提供优化设计功能以满足这样的需求。
程序自动根据分析结果和设计要求、在特定的优化算法的帮助下自动修
正设计，经过多次循环而获得优化的设计结果。
这种技术称为实验设计(DOE)技术。
基于DOE技术的经典优化方法的共同特点是需要对模型进行大量的迭代计算。
设计自变量越多，需要的迭代次数越多。
对于飞机或船舶整机这样的大型问题，设计自变量非常之多，这种经典优化设计方法由于需要大量迭代，其实就已经失去了优化的意义。
ANSYS软件除了提供基于DOE技术的优化技术外，还提供一种称为变分技术的优化方法。
这种技术深入到CAE程序内核，在矩阵生成层次利用变分技术、网格随移等高级技术，将CAE 矩阵参数化，从而使CAE分析过程参数化。
采用这种优化方法，只需一次求解就可以得到整个设计空间的响应结果，并且快速获得最优设计。
不论设计自变量有多少，这样一次求解时间都是普通有限元求解的3~5倍。
因此，设计自变量越多，它的优势越明显。
优势六：“死网格”再生术
在优化设计时我们通常需要经过“修改CAD模型-重新计算”的多次循环。
没有几何模型、只有网格时称为“死网格”，因为你不能从这些网格入手修改设计。
当你在外协过程中接受来自别人的网格时，得到“死网格”的可能性非常之大。
“死网格”除了存档之外没有其它价值。
ANSYS 提供的ParaMesh模块能使死网格再生。
该工具允许用户将“死网格”参数化，可以像CAD那样随意修改网格模型。
这种技术对于飞机或船舶大型复杂设计需要大量外协的设计部门来说意义巨大。
其实，“死网格”再生术就是ANSYS协同仿真环境中CAE技术整合技术之一。
优势七：解读仿真模型
在中国航空、航天、船舶行业，企业或研究所通常会拥有多种商业CAE程序，与别人的协同工作是日常工作的一部分。
协同工作过程中，经常需要从别人那里得到某个软件生成的CAE模型。
一个复杂的CAE模型可能蕴含大量信息，当你打开别人的复杂模型时会一片茫然。
人工解读这些信息可能会花费大量的时间，ANSYS协同仿真环境可以快速解读CAE模型，快速提取复杂仿真模型中的有用信息，形成CAE信息关键词列表和解读报告，可以图示关键词对应的模型。
仿真模型解读技术是ANSYS协同仿真环境中CAE技术整合的另一重要技术。
优势八：电大尺寸分析
电磁计算领域存在一个概念——电尺寸，是指结构的几何尺寸与电磁波波长的比值。
计算电磁学要求，无论对目标物还是电磁波的传播空间(如空气)，计算网格的边长均不得大于波长的1/10。
如果结构尺寸大于十个波长时，分析需要的计算网格将非常之多(通称成为电大尺寸问题)。
有限元方法(微分方法)尤其如此，因为此方法需要对波的传播空间也需要划分网格。
通常此类分析因为网格太多、计算量太大而被迫放弃。
在ANSYS中，电磁分析方法可以采用以矩量法(MOM)为代表的积分方法，此类方法只需对计算目标划分网格，波的传播空间可以不划分网格。
这样必然减少总体网格数量而计算成为可能。
而且在ANSYS采用精确MOM和PO/UTD/FMM(物理光学法/一致性绕射理论/快速多极子)等近似方法的混合方法，这些方法将计算电尺寸进一步扩大，使得ANSYS成为世界唯一可以解决电大尺寸问题的商业电磁分析程序。
多年来，电大尺寸问题一直是航空航电设计中非常棘手的问题。
机载天线的设计必须考虑天线间的相互耦合和天线与飞机之间的影响作用。
这种典型的电大尺寸问题在ANSYS的电磁分析模块中得到全面解决。
优势九：顶级网格雕塑
如果说强壮求解器技术反映着ANSYS力的特质，那么，优美的网格雕塑技术则反映ANSYS美的特质。
ANSYS ICEM堪称世界网格雕塑技术泰斗，提供了强大的网格剖分能力。
CFD分析技术对网格的要求非常苛刻，没有优秀的网格划分工具，对复杂模型创建优质的网格是艰巨的工作，而当今世界主流CFD软件的用户皆使用ICEM作为网格剖分工具。
ICEM在网格剖分方面提出“雕塑”的概念：任意复杂的几何体总可以在区域上划分为多个块体
(block)的组合。
使用者只需对块体划分网格，然后投射到复杂表面上。
所有的网格形态在没划分之前就确定，而不像其他软件采用的“堆砌法”，网格在没“堆砌”完成之前无法确定网格形态。
ICEM不但提供了强大的网格“雕塑”能力，而且可以读写世界所有知名CAE/CFD/CEM软件的网格格式。
航空、航天、船舶行业的企业和研究所通常拥有多种CAE/CFD/CEM，ICEM技术为这类企业提供了统一的网格解决方案，省去使用者在多种软件之间切换的苦恼。
优势十：高效并行计算
在硬件支持方面，ANSYS不但在基于Intel-Windows架构的微机、基于RISC-UNIX架构的工作站、巨型向量计算机上都能够正常工作，而且还提供统一的用户交互界面、统一的软件功能、统一的数据库以及网络浮动运行能力。
当今，ANSYS软件的发展已经超越了计算机平台的概念，MPP群机系统、SMP及其构成的星群系统、甚至是局域网连接的工作站/PC机群的并行计算是ANSYS现代CAE技术追求的新境界。
ANSYS已经开始采用不同机型及操作系统的混合网络上的并行计算。
并行计算使ANSYS进行系统级的大规模CAE分析计算不再是新闻，数百万甚至千万网格的计算规模已经是每天发生事情，比如大型飞机的整机气动计算、整机结构模态分析、整机超大规模电大尺寸高频电磁计算等等。
总结：
作为世界上最大的CAE软件开发者，ANSYS公司开发出众多强大独到的优势软件。
大家可以参照本文的介绍，针对自己的行业和分析经验进行取舍。
值得一提的是，CAE软件没有绝对的优劣之分，需要针对具体情况具体分析选择。