ANSYS的基本原理操作和比较

计算机在材料科学中的应用报告

班级：功材131

学号：201311605131

姓名：肖观福

老师：万润东

一:ANSYS基本介绍

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。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Creo, NASTRAN, Alogor, I －DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中高级CAE工具之一，

二：ANSYS原理

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。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；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出

三：ANSYS的操作过程

1：启动ANSYS，进入欢迎画面以后，程序停留在开始平台。从开始平台（主菜单）可以进入各处理模块：PREP7（通用前处理模块），SOLUTION（求解模块），POST1（通用后处理模块），POST26（时间历程后处理模块）。ANSYS 用户手册的全部内容都可以联机查阅。用户的指令可以通过鼠标点击菜单项选取和执行，也可以在命令输入窗口通过键盘输入。命令一经执行，该命令就会在.LOG文件中列出，打开输出窗口可以看到.LOG文件的内容。如果软件运行过程中出现问题，查看.LOG文件中的命令流及其错误提示，将有助于快速发现问题的根源。.LOG 文件的内容可以略作修改存到一个批处理文件中，在以后进行同样工作时，由ANSYS自动读入并执行，这是ANSYS软件的第三种命令输入方式。这种命令方式在进行某些重复性较高的工作时，能有效地提高工作速度。

二、前处理模块PREP7 双击实用菜单中的“Preprocessor”，进入ANSYS 的前处理模块。这个模块主要有两部分内容：实体建模和网格划分。实体建模，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。

2：基本操作过程，完成典型的ANSYS分析，ANSYS软件具有多种有限元分析的能力，包括从简单线性静态分析到复杂的非线性瞬态动力学分析。一个典型的ANSYS分析过程可分为下面几个步骤：

（1）、导入模型

(2）、简化模型

(3）、赋予材料属性

(4）、进行网格划分

(5）、添加边界条件

(6）、施加载荷

(7）、进行求解

(8）、分析仿真结果。

2.1建立模型

与其他分析步骤相比，建立有限元模型需要花费ANSYS用户更多时间。首先必须指定作业名和分析标题，然后使用PREP7前处理器定义单元类型、单元实常数、材料特性和几何模型。

2.2指定作业名和分析标题

该项工作不是强制要求的，但ANSYS推荐使用作业名和分析标题。

2.3定义作业名

作业名是用来识别ANSYS作业。当为某项分析定义了作业名，作业名就成为分析过程中产生的所有文件名的第一部分（文件名）。（这些文件的扩展名是文件类型的标识，如 .DB）通过为每一次分析给定作业名，可确保文件不被覆盖。如果没有指定作业名，所有文件的文件名均为FILE或file（取决于所使用的操作系统）。可按下面方法改变作业名。

·进入ANSYS程序时通过入口选项修改作业名。可通过启动器或ANSYS执行命令。详见ANSYS操作指南。

·进入ANSYS程序后，可通过如下方法实现：

命令行方式：/FILENAME

菜单方式：Utility Menu>File>Change Jobname

/FILENAME命令仅在Begin level（开始级)才有效，即使在入口选项中给定了作业名， ANSYS仍允许改变作业名。然而该作业名仅适用于使用/FILNAME后打开的文件。使用/FILNAME命令前打开的文件，如记录文件Jobname.LOG、出错文件Jobname.ERR等仍然是原来的作业名。

2.4定义单元的类型

在ANSYS单元库中有超过150种的不同单元类型，每个单元类型有一个特定的编号和一个标识单元类别的前缀，如BEAM4, PLANE77, SOLID96等，下面一些单元类型可用：

BEAM CIRCUit COMBINation CO TACt FLUID

HF (High Frequency) HYPERelastic INFINite INTERface LINK

MASS MESH

PIPE

PLANE

PRETS (Pretension) SHELL

SOLID

SOURCe

SURFace

TARGEt TRANSducer

USER

VISCOelastic (or

MATRIX viscoplastic)

四：ANSYS与其他软件的比较

ANSYS软件与ABAQUS、ADINA的对比分析.三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；ABAQUS软件则致力于复杂和深入的非线性工程问题；而ADINA软件除了求解非线性问外，其多物理场的流固耦合求解功能也是全球唯一的专利技术.三种软件同为大型通用分析软件，都具有各自广泛的应用领域。ANSYS注重应用领域的拓展和合并，目前已覆盖结构、温度、流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域；ABAQUS则只具备结构分析功能，功能仅局限于结构力学领域；而ADINA软件和ANSYS软件一样都包括结构、温度、流体及流固耦合的功能，因此其应用领域也是相当广泛。三种软件同为美国的有限元分析软件，在价格方面相差不是特别大，不过由于ABAQUS软件仅具有结构分析的功能，因此从整体来看ABAQUS软件是最为便宜的；不过如果需要进行流体计算或者多物理场耦合求解功能的话.ANSYS软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。ABAQUS 则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次实际问题。