ANSYS的基本原理操作和比较
ansys workbench原理
ansys workbench原理ANSYS Workbench是由ANSYS开发的一种强大的有限元分析软件，被广泛应用于工程领域的结构分析、热力学分析、流体力学分析、振动分析以及多物理场耦合分析等方面。
本文将介绍ANSYS Workbench的工作原理和相关的重要概念。
ANSYS Workbench基于参数化建模，其工作原理主要分为两个步骤：预处理和求解后处理。
预处理阶段是ANSYS Workbench进行模型的建立和设置，在这个阶段，用户需要定义模型的几何形状、材料特性、边界条件等。
ANSYS Workbench提供了一个直观的图形用户界面（GUI），用户可以通过拖拽和放置来创建几何形状、选择材料、定义边界条件等。
此外，用户还可以通过输入参数来建立参数化模型，从而快速实现多样化的设计。
在预处理阶段中，ANSYS Workbench还提供了一些工具和方法来辅助建模和优化。
例如，几何建模工具可以帮助用户创建复杂的几何形状，参数化几何可以使用户对模型进行迭代设计和优化。
此外，网格划分工具可以将模型划分为更小的单元格，以便于数值计算。
在必要的情况下，用户还可以使用提供的材料库来选择合适的材料属性。
一旦预处理阶段完成，模型的几何形状、材料属性和边界条件都被定义好后，就进入求解阶段。
求解阶段是ANSYS Workbench对模型进行数值计算和求解的过程。
在此阶段，ANSYS Workbench将根据用户定义的方程和边界条件来求解模型的响应。
数值计算使用有限元法进行离散化，并通过迭代求解来逼近模型的真实行为。
ANSYS Workbench提供了各种求解器和求解方法，以适应不同类型的物理场。
例如，结构分析使用静态或动态求解器，流体力学分析使用Navier-Stokes方程。
工程师可以在求解阶段中选择合适的求解器和设置相应的求解参数。
完成求解后，进入后处理阶段。
后处理阶段用于分析和评估模型的结果。
ANSYS Workbench提供了各种工具和方法来可视化和解释结果。
ansys 命令流和GUI操作比较及ansys的一些使用经验。
ansys命令流和GUI操作比较及ansys的一些使用经验ansys提供两种工作方式，命令流和GUI操作。
APDL（ansysparameterdesignlanguage）ansys参数化设计语言。
对于复杂的有限元模型，使用GUI方式的缺点就会暴露，因为一个分析的完成需要进行多次反复。
这样，在GUI方式中，就会出现大量重复的操作，会严重影响设计人员的心情。
命令流有以下几个优点：1 可减少大量的重复工作，少许修改的话，只需变动几行代码就行，可为设计人员节省大量的时间。
2 便于保存和携带，一个复杂的有限元分析的APDL代码也就几百行，也就几十KB。
3 便于交流，设计人员进行交流时，查看APDL代码明显方便得多。
1 前处理——建模与网格划分提高建模能力第一：建议不要使用自底向上的建模方法，而要使用自顶向下的建模方法。
第二：对于比较复杂的模型，一开始就要在局部坐标下建立，以方便模型的移动，在分工合作将模型组合起来时，优势特别明显，同时，图纸中有几个定位尺寸，一开始就要定义几个局部坐标，在建模的过程中，可避免尺寸的换算。
第三：注重建模思想的总结，好的建模思想往往能起到事半功倍的效果，例如，一个二维的塑性成型问题，有3个部分——凸模、凹模和坯料，上下模具如何建模比较简单，一个一个建立吗？只要建出凹凸模具的吻合线，用此线分隔某个面积，然后将凹模上移即可。
第四：对于面网格划分，不需要考虑映射条件，直接对整个模型使用以下命令，mshape，0，2dmshkey，2esize，size控制单元的大小，保证长边上产生单元的大小与短边上产生单元的大小基本相等，绝大部分面都能生成非常规则的四边形网格，对于三维的壳单元，麻烦一点的就是给面赋予实常数，这可以通过充分使用选择命令，将实常数相同的面分别选出来，用aatt，real，mat，赋予属性即可第五：对于体网格划分，要得到漂亮的网格，需要使用扫略网格划分，而扫略需要满足严格的扫略条件，因此，复杂的三维实体模型划分网格是一件比较艰辛的工作，需要对模型反复的修改，以满足扫略条件，或者一开始建模就要考虑后面的网格划分；体单元大小的控制也是一个比较麻烦的事情，一般需要对线生成单元的分数进行控制，要提高划分效率，需要对选择命令相当熟悉。
ANSYS基本操作精讲
ANSYS基本操作精讲
1. 新建项目：启动ANSYS后，点击“File -> New -> Project…”，输入项目名称和存储路径，选择适当的单位系统和求解器类型，然后点击“OK”按钮。
3.定义材料属性：在材料模块中，可以定义各种材料的物理特性。
选
择合适的材料模型并输入相应的参数。
可以通过导入材料库或自定义材料
属性来定义材料。
4.设置边界条件：在加载模块中，设置边界条件是非常重要的。
可以
设置约束条件（如固定支撑和约束）和荷载条件（如力、压力和热源）。
通过选择几何模型的面、边或节点，然后定义相应的边界条件。
5.网格划分：网格划分模块（或称为前处理模块）用于将几何模型离
散化为有限元网格。
可以选择适当的网格类型，如三角形网格或四边形网格，并选择合适的网格密度。
6. 运行求解器：在求解模块中，选择适当的求解器和求解方法。
通
过点击“Solve”按钮，ANSYS将自动进行求解，并输出结果。
可以通过
设置收敛准则、调整步长和监控求解过程来改进求解性能。
7.结果后处理：在后处理模块中，可以对求解结果进行可视化和分析。
可以使用绘图工具绘制各种图表和图形，并对结果进行剪切、比较和动态
显示。
以上是ANSYS的一些基本操作。
除了这些基本操作外，ANSYS还提供
了许多高级功能和工具来解决复杂的工程问题。
为了更好地使用ANSYS，
建议深入学习ANSYS的使用手册和相关教程，并进行实际的案例分析和实
践操作。
ansys有限元分析实用教程2篇
ansys有限元分析实用教程2篇第一篇：ansys有限元分析实用教程（上）有限元分析是一种广泛应用的数值分析方法，可用于模拟和分析各种结构和系统的受力、变形及其他物理行为。
在ansys软件平台下，有限元分析功能十分强大，能够对各种工程问题进行有效的分析和解决。
本文将介绍ansys有限元分析的基础操作和实用技巧。
一、建立模型在进行有限元分析前，首先需要建立准确的模型。
在ansys中，可以通过多种方式进行几何建模，包括手工绘制、导入CAD文件、复制现有模型等。
为了确保模型的准确性，需要注意以下几个方面：1.确定模型的几何形状，包括尺寸、几何特征等。
2.选择适当的单元类型，不同形状的单元适用于不同的工程问题。
3.注意建模过程中的单位一致性，确保模型的尺寸和材料参数等单位一致。
4.检查模型建立后的性质，包括质量、连接性和几何适应性等。
二、设置材料参数和加载条件建立模型后，需要设置材料的弹性参数和加载条件。
在ansys中，可以设置各种材料属性，包括弹性模量、泊松比、密度等。
此外，还需要设置加载条件，包括加速度、力、位移等。
在设置过程中，需要注意以下几个方面：1.根据实际情况选择材料参数和加载条件。
2.确保材料参数和加载条件设置正确。
3.考虑到不同工况下的加载条件，进行多组加载条件的设置。
三、网格划分网格划分是有限元分析中的关键步骤，它将模型分割成许多小单元进行计算。
在ansys中，可以通过手动划分、自动划分或导入外部网格等方式进行网格划分。
在进行网格划分时，需要注意以下几个方面：1.选择适当的单元类型和网格密度，确保模型计算结果的准确性。
2.考虑网格划分的效率和计算量，采用合理的网格划分策略。
3.对于复杂模型，可以采用自适应网格技术，提高计算效率和计算精度。
四、求解模型建立模型、设置材料参数和加载条件、网格划分之后，即可进行模型求解。
在ansys中，可以进行静态分析、动态分析、热分析、流体分析等多种分析类型。
ANSYS基本操作和典型分析过程
ANSYS 基本操作
... ANSYS典型分析过程
5、生成关键点 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Keypoints> In Active CS 弹出【Creat Keypoints in Active Coordinate System】对话框。 如图1-13所示输入数据，然后输入“2”及“2，0，0”。
ansys基本操作和典型分析过程ansys基本操作ansys界面与操作无论版本怎样变化始终以原貌为主仅作少量的改进具有较强的继承性形成了自己固有的风格具有操作直观易行的特点
ANSYS基本操作和典型分析过程
ANSYS 基本操作
• ANSYS界面与操作无论版本怎样变化，始终以原貌为主， 仅作少量的改进，具有较强的继承性，形成了自己固有 的风格，具有操作直观易行的特点。论述以符号“>”表 示进入下一级菜单或选择项。 • 主题: A. ANSYS安装 B. ANSYS启动、用户界面及退出 C. ANSYS操作方式 D. ANSYS典型分析过程
ANSYS 基本操作
... ANSYS安装
• 设置环境变量。开始>设置>控制面板>系统>高级>环境变量>新建， 输入变量名：ANSYSLMD_LICENSE_FILE，变量值： 1055@host （其中“host”用你的计算机名代替！）。 • 将第(3)步生成的“license.dat”文件复制到“C:\Program Files\Ansys Inc\Shared Files\Licensing”目录下，如此目录中已 有该文件则覆盖它。 • 配置license服务。开始>程序>ANSYS FLEXlm License Manager>FLEXlm LMTOOLS Utility，在“Config Services”页下 点击“Save Service”。然后在“Start/Stop/Reread”页下点击“Start Server”。然后退出license服务配置。 • 重新启动计算机，安装完成。
ANSYS基本操作
2. 在图示位置创建关键点 8，9，10，11，12，13
Preprocessor > Modeling>create > key point > online
基
本
操
作
文恒教育
3. 将关键点连成线，如图所示。 Preprocessor > Modeling>create > lines > lines> straight lines
• 硬点，用于强迫生成节点方便加载。
基 本
操
作
提示: 1.如果低阶的图元连在高阶图元上，则低阶图元不能删除。 2.建立高阶图元时低阶图元自定建立。 3.区分关键点和节点：关键点是几何概念，节点是有限单元中概念。
文恒教育
6.3. 关键点的创建：
preprocessor>modeling>create>keypoint
基 本
操
布尔运算的图解请见案例集！
作
文恒教育
布尔运算注意点： 基 本 操 作
文恒教育
操作演示：
为大家演示布尔运算中各种命令！
基
本
操
作
文恒教育
请跟我做：
1. 用布尔运算从长方形上减去圆形。
Preprocessor > Modeling>Operate > booleans > subtract > areas
文恒教育
6.5. 图元的选择： Select>entities
图元类型（用于确定选取关键 点还是面………）
选择方式(用于确定拾取还是附属法选择想要 的图元等………)
基
本
形成集合方法（下一页有专门视图介 绍）
3-ANSYS基本操作
13
1、建模概述
（1）模型类型
（2）建模方法 （3）模型来源
2019/3/23
14
（1）模型类型
现今几乎所有的有限元分析模型都用实体模型建模. 类似于CAD， ANSYS以数学的方式表达结构的几何形状，用于在里面填充节点和单元 ，还可以在几何模型边界上方便地施加载荷. 但是， 几何实体模型并不参 与有限元分析. 所有施加在几何实体边界上的载荷或约束必须最终传递到 有限元模型上（节点或单元上）进行求解. 由几何模型创建有限元模型的过程叫作网格划分（meshing).
P
Point A
H L B
FINISH /CLEAR /PREP7 ET,1,BEAM188 !* SECTYPE, 1, BEAM, RECT, , 0 SECOFFSET, CENT SECDATA,10,5,1,1,0,0,0,0,0,0 !* MP,EX,1,2.06e5 MP,PRXY,1,0.3 N,1,0,0,0, N,2,100,0,0, E, 1, 2 !* /ESHAPE,1.0 FINISH /SOL D,1, , , , , ,ALL, , , , , F,2,FY,-1000 SOLVE FINISH /POST1 PLNSOL, U,Y, 0,1.0
1. 前处理 2. 求 解 3. 后处理
主菜单
9
6、ANSYS分析中的单位制
• 除了磁场分析以外，用户不需要告诉ANSYS使用的是什么单位制. 只需 要自己决定使用何种单位制，然后确保所有输入的值的单位制保持统一 (ANSYS并不转换单位制). ANSYS读入输入的数值，并不检验单位制是 否正确. [注意: /UNITS 命令只是一种简单的记录，告诉别的人现在使用 的单位制.] • 单位制将影响输入的实体模型尺寸、材料属性、实常数以及载荷等.
ANSYS有限元分析入门与应用指南
ANSYS有限元分析入门与应用指南第一章：ANSYS有限元分析概述ANSYS是一种常用于工程领域的有限元分析软件，主要用于对各种结构进行力学分析、流体动力学分析、热传导分析等。
本章将对ANSYS的基本原理、工作流程和应用领域进行介绍。
1.1 ANSYS的基本原理ANSYS基于有限元方法，将实际结构或系统离散为有限数量的单元，通过对单元进行各种物理特性的分析，最终得到整个结构的行为。
有限元方法是一种数值分析方法，可以有效解决传统方法难以处理的复杂问题。
1.2 ANSYS的工作流程ANSYS的工作流程包括几个关键步骤：前处理、求解和后处理。
前处理阶段主要负责模型的建立和单元网格的划分，求解阶段进行物理场的计算和求解，后处理阶段对结果进行可视化和分析。
1.3 ANSYS的应用领域ANSYS可应用于各个工程领域，如固体力学、流体力学、热传导、电磁场等。
在航空航天、汽车工程、建筑结构、电子设备等领域都有广泛的应用。
第二章：ANSYS建模与前处理在使用ANSYS进行有限元分析之前，需要对模型进行建模和前处理工作。
本章将介绍ANSYS建模的基本方法和前处理的必要步骤。
2.1 模型建立ANSYS提供了多种建模方法，包括几何建模、CAD导入、脚本编程等。
用户可以根据需要选择合适的建模方法，对模型进行几何设定。
2.2 材料定义和属性设置在进行有限元分析之前，需要为材料定义材料性质和属性。
ANSYS提供了多种材料模型，用户可以根据具体需求进行选择和设置。
2.3 网格划分网格划分是有限元分析中非常重要的一步，它决定了模型的离散精度和计算效果。
ANSYS提供了多种单元类型和划分算法，用户可以根据需要进行合理的网格划分。
第三章：ANSYS求解与后处理在进行前处理完成后，就可以进行有限元分析的求解和后处理了。
本章将介绍ANSYS的求解方法和后处理功能。
3.1 求解方法ANSYS提供了多种求解方法，如直接法、迭代法等。
根据模型的复杂程度和求解要求，用户可以选择合适的方法进行求解。
ANSYS的建模方法和网格划分
ANSYS的建模方法和网格划分ANSYS的建模方法和网格划分ANSYS是一种广泛应用于工程领域的数值分析软件，它的建模方法和网格划分是进行仿真分析的关键步骤。
本文将介绍ANSYS的建模方法和网格划分的基本原理和常用技术。
一、建模方法1.1 几何建模在ANSYS中，几何建模是将实际物体转化为计算机能够识别和处理的几何形状，是进行仿真分析的基础。
几何建模可以通过直接绘制几何形状、导入CAD模型或利用几何操作进行创建。
直接绘制几何形状是最简单的建模方法，可以通过ANSYS的几何绘制工具直接绘制点、线、面、体等几何形状。
这种方法适用于几何形状较简单的情况。
导入CAD模型是将已有的CAD文件导入到ANSYS中进行分析。
导入的CAD文件可以是各种格式，如IGES、STEP、SAT等。
通过导入CAD模型，可以方便地利用已有的CAD设计进行分析。
几何操作是通过几何操作工具进行模型的创建和修改。
几何操作工具包括旋转、缩放、挤压、倒角等操作。
利用几何操作可以对模型进行非常灵活的设计和修改。
1.2 材料属性定义在进行仿真分析前，需要定义材料的物理性质和力学性能。
在ANSYS中，可以通过在建模环境中定义材料属性的方法进行。
定义材料属性包括确定材料的密度、弹性模量、泊松比、热膨胀系数等物理性质。
这些属性对于仿真分析的准确性和可靠性起到重要作用。
定义材料的力学性能包括确定材料的材料模型和本构关系，如线弹性、非线弹性、塑性、强化塑性等。
这些性能可以根据实际需要进行选择和确定。
1.3 界面条件设置界面条件设置是定义与外部环境或其他系统之间的边界条件和加载条件。
在ANSYS中，可以通过多种方式进行界面条件设置。
界面条件设置包括确定材料与外界的热传导、流体传输、气固反应、接触等边界条件。
这些条件对于模拟实际工程问题的边界反应至关重要。
加载条件设置包括定义外加力、固定边界、压力加载、温度加载等力学和热力加载条件。
通过加载条件设置，可以模拟实际工程中的载荷和边界约束。
ANSYS仿真与分析系统入门教程
ANSYS仿真与分析系统入门教程第一章：ANSYS仿真与分析系统概述1.1 ANSYS仿真与分析系统的定义和作用1.2 ANSYS仿真与分析系统的历史和发展1.3 ANSYS仿真与分析系统的应用领域第二章：ANSYS仿真与分析系统的基本原理2.1 有限元分析方法2.2 基本原理和概念的介绍2.3 ANSYS仿真与分析系统的工作流程第三章：ANSYS仿真与分析系统的基本操作3.1 ANSYS仿真与分析系统的安装和启动3.2 创建和设置仿真模型3.3 导入和编辑几何模型3.4 定义边界条件和加载条件3.5 选择材料属性3.6 网格划分和生成3.7 设置求解器和求解选项3.8 运行仿真分析3.9 结果后处理和分析第四章：ANSYS仿真与分析系统的高级应用4.1 基于ANSYS仿真与分析系统的结构分析4.2 基于ANSYS仿真与分析系统的流体分析4.3 基于ANSYS仿真与分析系统的热传导分析4.4 基于ANSYS仿真与分析系统的电磁场分析4.5 基于ANSYS仿真与分析系统的多物理场耦合分析第五章：ANSYS仿真与分析系统案例分析5.1 结构分析案例分析5.2 流体分析案例分析5.3 热传导分析案例分析5.4 电磁场分析案例分析5.5 多物理场耦合分析案例分析第六章：ANSYS仿真与分析系统的应用展望6.1 ANSYS仿真与分析系统的发展趋势6.2 ANSYS仿真与分析系统的应用前景6.3 ANSYS仿真与分析系统的挑战与解决方案第一章：ANSYS仿真与分析系统概述ANSYS仿真与分析系统是一种基于有限元分析方法的工程仿真软件，用于模拟与分析物理系统的行为。
它提供了一种模拟真实世界工程问题的方式，能够对结构、流体、热传导、电磁场等多种物理场进行分析和优化。
ANSYS仿真与分析系统已经在汽车、航空航天、能源、电子、医疗等领域得到广泛的应用。
第二章：ANSYS仿真与分析系统的基本原理ANSYS仿真与分析系统基于有限元分析方法，将连续物体离散为有限个单元，通过求解单元边界上的方程来模拟整个物理系统的行为。
ANSYS模态分析详
ANSYS模态分析详解1. 简介ANSYS是一款常用的工程仿真软件，其模态分析功能能够帮助工程师快速分析和优化结构的自振频率和振型，进而提高结构的可靠性和性能。
本文将详细介绍ANSYS模态分析的原理、操作步骤和实际应用。
2. 模态分析原理模态分析是一种通过分析结构的固有振动特性来研究结构的方法。
在模态分析中，首先需要建立结构的有限元模型，然后通过求解结构的固有频率和振型，得到结构的模态数据，包括自振频率、自振模态和模态质量等。
结构的固有频率和振型是结构设计和安全评估的重要依据。
3. 模态分析步骤3.1. 几何建模在进行模态分析之前，需要首先进行结构的几何建模。
ANSYS提供了强大的几何建模工具，可以通过手工绘制、导入CAD模型或直接建立几何实体进行建模。
建模过程中需要注意几何的精确性和几何尺寸的准确性。
3.2. 材料属性设置对于模态分析来说，材料的物理属性是非常重要的。
在ANSYS中，可以通过定义材料属性来描述材料的力学性能，包括弹性模量、泊松比、密度等。
合理的材料属性设置可以更准确地预测结构的固有频率。
3.3. 约束和加载条件设置在模态分析中，需要设置结构的约束和加载条件。
约束条件可以是支撑约束、固连约束或自由约束，加载条件可以是点载荷、面加载或体加载。
通过合理的约束和加载条件设置，可以模拟实际工况下的结构响应。
3.4. 网格划分与单元属性设置在进行模态分析之前，还需要对结构进行网格划分和单元属性设置。
ANSYS提供了多种网格划分算法和单元类型，可以根据结构的几何形状和材料特性选择合适的划分算法和单元类型。
合理的网格划分和单元属性设置可以提高计算的精度和效率。
3.5. 模态求解与后处理在完成前面的准备工作之后，可以开始进行模态分析了。
ANSYS提供了多种求解方法，包括隐式求解和显式求解。
通过求解结构的特征方程，可以得到结构的固有频率和振型。
模态分析的后处理包括振型显示、振动模态验证和模态参数输出等。
Ansys基础教程-1简介、理论基础、分析过程全解
0 x 0 y Dε( x, y ) 1- xy 2
σ( x, y) Dε( x, y) DB( x, y)qe S( x, y)qe
S( x, y) DB DB1 B2 B3 S1 S2 S3
二、主要模块构架
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ FLOTRAN
电磁
ANSYS/ Thermal ANSYS/ Structural
线性结构分析
ANSYS/
LinearPlus
第二章 ANSYS理论基础
体力：重力（密度）
整体节点 位移列阵 整体等效节 点力列阵
厚度：t
p
0 p 单位体积力 b 表面力 p g 0
u1 v 1 u 2 q v2 u 6 v6
W W q P
e T e 1
4
W q Pe
e
eT
系统势能
1 T U W q Kq qT P 2
关于单元刚度矩阵的扩充叠加
m
0 0 0 0 0 0 0 0 Ke mm
e K im
Ue
1 eT e e q Kq 2
单元编号 m<i<j
1 U e qT Kq u1 u 2 u3 2 u n 1
结论：单元内部每一点位移由单元节点位移确定
u N1 v 0
0 N1
N2 0
0 N2
N3 0
u1 v 1 0 u2 1 Ni (ai bi x ci y ) N3 v 2A 2 u3 v3
ANSYS结构分析基本原理
ANSYS结构分析基本原理1 应力-应变关系本文将介绍结构分析中材料线性理论，在后续再介绍材料非线性的理论。
在线弹性理论中应力-应变关系：(1) 其中：{σ}：应力分量，即在ANSYS软件里以S代替σ形式出现。
[D]：弹性矩阵或弹性刚度矩阵或应力-应变矩阵。
利用(14)～(19)给出了其具体表达式。
(4)给出了其逆矩阵的表达式。
通过给出完整的[D]可以定义少数的各向异性单元。
在ANSYS 中利用命令：TB,ANEL来输入具体数值。
：弹性应变矢量。
在ANSY中以EPEL形式输出。
{ε}：总的应变矢量，即{εth}：热应变矢量，(3)给出了其定义式，在ANSYS中以EPTH形式给出。
注意：{εel}：是由应力引起的应变。
软件中的剪切应变( εxy、εyz和εxz)是工程应变，他们是拉伸应变的两倍。
ε通常用来表示拉伸应变，但为了简化输出而采用此表示。
将在材料的非线性分析中说明总应变的分量，以EPTO形式输出。
图1 单元的应力矢量图如图1给出了单元应力矢量图。
ANSYS程序中规定正应力和正应变拉伸是为正，压缩时为负。
(1)式还可以被写作以下形式：(2)三维情况下，热应变矢量为：(3) 其中：：方向的正割热膨胀系数。
ΔT=T-T refT：问题中节点当前温度。
T ref：参考温度也就是应变自由时的温度。
用TREF或MP命令输入。
柔度矩阵的定义：(4) 其中：E x: 方向上的杨氏模量，在MP命令中用EX输入。
v xy:主泊松比，在MP命令中用PRXY输入。
v yx:次泊松比，在MP命令中用NUXY输入。
G xy: 平面上的剪切模量，在MP命令中用GXY输入。
此外，[D]-1是对称矩阵，因此(5)(6)(7)由(5)～(7)，可知νxy、νyz、νxz、νyx、νzy和νzx是不独立的，因此程序中必须输入νxy、νyz和νxz(以PRXY, PRYZ, and PRXZ标记输入)或νyx、νzy和νzx(以NUXY, NUYZ, and NUXZ标记输入)。
ANSYS软件及其使用
ANSYS软件及其使用ANSYS软件及其使用ANSYS是世界上最著名的工程仿真软件之一，广泛应用于航空航天、汽车、电子、能源、建筑等领域。
该软件提供了强大的分析工具和模拟功能，能够帮助工程师和研究人员进行复杂系统的设计和优化。
本文将介绍ANSYS软件的基本原理和使用方法，并以航空航天工程为例，详细说明该软件在实际工程中的应用。
首先，我们来了解一下ANSYS软件的工作原理。
ANSYS基于有限元法（Finite Element Method，简称FEM）进行计算和分析。
有限元法是一种数值计算方法，通过将复杂的结构分成一系列简单的有限元，再通过对每个有限元进行力学分析，最终得到整个结构的应力、位移等参数。
ANSYS软件提供了各种各样的有限元模型，可以根据不同的问题和需求，选择合适的模型进行仿真分析。
ANSYS软件具有丰富的功能模块，包括结构力学、流体力学、电磁场、热传导等。
用户可以根据需要选择不同的模块进行分析。
例如，在航空航天工程中，结构力学模块可以用来研究飞机的强度和刚度，流体力学模块可以用来分析飞机的气动性能，电磁场模块可以用来研究飞机的电磁兼容性等。
不同的模块可以相互耦合使用，从而形成一个综合的仿真分析系统。
在使用ANSYS软件进行仿真分析时，首先需要建立一个合适的模型。
ANSYS提供了多种模型构建工具，包括几何建模工具、网格划分工具等。
用户可以使用这些工具来创建复杂的几何模型，并将其转化为有限元网格。
建立模型的关键是准确理解实际工程的几何形状和物理性质，以及与之相关的边界和载荷条件。
只有建立了准确的模型，才能得到可靠的仿真结果。
模型建立之后，可以开始进行力学分析。
ANSYS提供了多种求解器，用于求解不同类型的力学问题。
用户可以选择合适的求解器，并设置相应的求解参数。
求解器将根据有限元法进行计算，得到结构的位移、应力等信息。
同时，ANSYS还提供了丰富的后处理工具，用于展示和分析仿真结果。
用户可以通过图形显示、报表输出等方式，直观地了解结构的性能和响应。
Ansys Workbench基础操作和结构静力学分析
2024/7/4
8
属性窗口
属性窗口提供了输入数据的列表， 会根据选取分支的不同自动改变。
白色区域: 显示当前输入的数据。 灰色区域: 显示信息数据，不能
被编辑。
黄色区域: 未完成的信息输入。
2024/7/4
9
图形窗口
模型和结果都将显 示在这个区域中， 包括：
Geometry Worksheet PrintPreview ReportPreview
2024/7/4
6
工具条
常用工具条 图形工具条
Hale Waihona Puke 2024/7/47
结构树
结构树包含几何模型的信息和整个分析 的相关过程。
一般由Geometry、Connections、Mesh、 分析类型和结果输出项组成，分析类型里包 括载荷和约束的设置。
说明分支全部被定义 说明输入的数据不完整 说明需要求解 说明被抑制，不能被求解 说明体或零件被隐藏
2024/7/4
19
分析流程操作
初步确定
前处理 求解 后处理
分析类型：静力分析、模态分析 单元类型：壳单元、实体单元
模型类型：零件、组件 建立、导入几何模型
定义材料属性 划分网格
施加载荷和约束 求解
查看结果 得出结论 检验结果的正确性
分析流程操作
1 导入模型 2 定义材料属性 3 设定网格划分参数并划分网格 4 选择分析类型 （Static Analysis、Modal…） 5 施加载荷与约束（设置边界条件） 6 设定求解参数并求解 7 后处理
2024/7/4
14
视图显示
2、结构树 Expand All：展开结构树 Collapse Environments：
Ansys仿真分析操作方法及界面介绍
Ansys仿真分析操作方法及界面介绍在现代工程设计领域中，仿真分析已经成为一种必备的工具。
Ansys作为一款全球知名的仿真分析软件，被广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
本文将介绍Ansys仿真分析的操作方法及其界面，旨在帮助读者更好地使用和理解这个强大的工具。
一、Ansys的基本概述Ansys是一款基于有限元分析原理的计算机仿真软件，提供了对结构的静态和动态行为进行模拟分析的能力。
它可以帮助工程师预测和优化产品的性能，从而减少成本和时间。
Ansys包括多个子模块，如Mechanical、Fluent、Electronics等，每个子模块都专注于某个领域的仿真分析。
二、Ansys仿真分析的操作方法1. 创建几何模型：Ansys提供了多种几何建模工具，如实体建模、曲面建模、轮廓建模等。
用户可以根据具体需求选择适当的建模方法，创建几何模型。
2. 设定材料和属性：在仿真分析中，准确的材料和属性设置至关重要。
Ansys中提供了大量的材料数据库，用户可以根据需求选择相应的材料，并为其指定适当的属性。
3. 定义边界条件：边界条件对仿真分析结果具有重要影响。
Ansys允许用户定义各类边界条件，如约束、载荷、温度等。
通过合理设置边界条件，可以更准确地模拟实际工况。
4. 网格划分：网格是有限元分析的基础，也是Ansys仿真分析的关键步骤之一。
通过对几何模型进行网格划分，将其离散为多个小单元，从而进行数值计算和求解。
5. 设置分析类型：根据具体分析要求，选择适当的分析类型。
例如，对于静态结构分析，可以选择静力学分析类型；对于流体力学分析，可以选择流体流动分析类型。
6. 运行仿真计算：设置好所有必要的参数后，点击运行按钮，Ansys将开始进行仿真计算。
在计算过程中，可以随时监视仿真状态，并查看计算结果。
7. 结果处理和后处理：仿真计算完成后，Ansys提供了丰富的后处理工具，用于分析和可视化仿真结果。
用户可以绘制图形、生成报告，进一步研究和评估产品性能。
（完整版）ANSYS拓扑优化原理讲解以及实例操作
（完整版）ANSYS拓扑优化原理讲解以及实例操作拓扑优化是指形状优化，有时也称为外型优化。
拓扑优化的⽬标是寻找承受单载荷或多载荷的物体的最佳材料分配⽅案。
这种⽅案在拓扑优化中表现为“最⼤刚度”设计。
与传统的优化设计不同的是，拓扑优化不需要给出参数和优化变量的定义。
⽬标函数、状态变量和设计变量（参见“优化设计”⼀章）都是预定义好的。
⽤户只需要给出结构的参数（材料特性、模型、载荷等）和要省去的材料百分⽐。
给每个有限元的单元赋予内部伪密度来实现。
这些伪密度⽤PLNSOL ，TOPO 命令来绘出。
拓扑优化的⽬标——⽬标函数——是在满⾜结构的约束（V ）情况下减少结构的变形能。
减⼩结构的变形能相当于提⾼结构的刚度。
这个技术通过使⽤设计变量。
结构拓扑优化的基本思想是将寻求结构的最优拓扑问题转化为在给定的设计区域内寻求最优材料分布的问题。
通过拓扑优化分析，设计⼈员可以全⾯了解产品的结构和功能特征，可以有针对性地对总体结构和具体结构进⾏设计。
特别在产品设计初期，仅凭经验和想象进⾏零部件的设计是不够的。
只有在适当的约束条件下，充分利⽤拓扑优化技术进⾏分析，并结合丰富的设计经验，才能设计出满⾜最佳技术条件和⼯艺条件的产品。
连续体结构拓扑优化的最⼤优点是能在不知道结构拓扑形状的前提下，根据已知边界条件和载荷条件确定出较合理的结构形式，它不涉及具体结构尺⼨设计，但可以提出最佳设计⽅案。
拓扑优化技术可以为设计⼈员提供全新的设计和最优的材料分布⽅案。
拓扑优化基于概念设计的思想，作为结果的设计空间需要被反馈给设计⼈员并做出适当的修改。
最优的设计往往⽐概念设计的⽅案结构更轻，⽽性能更佳。
经过设计⼈员修改过的设计⽅案可以再经过形状和尺⼨优化得到更好的⽅案。
5.1.2优化拓扑的数学模型优化拓扑的数学解释可以转换为寻求最优解的过程，对于他的描述是：给定系统描述和⽬标函数，选取⼀组设计变量及其范围，求设计变量的值，使得⽬标函数最⼩（或者最⼤）。
ansys原理
ansys原理
ANSYS是一种通用的有限元分析软件，它通过将连续体划分
为离散的有限元单元，然后应用数值方法对这些单元进行计算，从而找到解决实际工程问题的途径。
它可以模拟并分析各种复杂的工程问题，并提供准确的解决方案。
ANSYS的原理基于有限元法，该法是一种数值求解实际问题
的方法。
其基本思想是将较复杂的物理问题分割成若干个小的、独立的子问题，在每个子问题上应用合适的数学模型，然后将所有子问题的解组合起来，得到整个问题的解。
在ANSYS中，连续体被划分为许多有限元单元，这些单元被
连接在一起形成一个整体结构。
每个有限元单元具有自己的性质和相应的方程，可以描述其行为。
这些方程是从数值分析和物理背景推导出来的，并采用高级数学方法进行求解。
在进行分析之前，用户需要定义模型的几何形状、材料性质和边界条件。
然后，ANSYS通过求解各个有限元单元的方程，
得到整个结构的解。
这个解通常是通过迭代求解来获得的，直到收敛为止。
ANSYS使用了多种求解技术，例如有限元方法、有限差分方法、有限体积方法等。
它还具有丰富的前后处理功能，可以对模型进行可视化、数据分析和结果验证等。
总的来说，ANSYS的工作原理是将实际工程问题转化为数学
模型，然后通过数值方法对模型进行求解，得到问题的解。
它
充分利用了计算机的计算能力和数值方法的理论基础，为各种复杂的工程问题提供了准确、高效的解决方案。
有限元及其分析ANSYS基本操作课件
图形文件
单元矩阵
文件名称
Jobname.log
Jobname.err
Jobname.out
Jobname.db
Jobname.xxx Jobname.rst Jobname.rth Jobname.rmg Jobname.rfl
文件格式 文本 文本 文本
二进制 二进制
Jobname.sn
文本
对于实体建模，需要描述模型的几何边界，以便生成有限元模型 前建立对单元大小和形状的控制，然后让ANSYS自动生成所有的 节点和单元。与之对比，直接生成方法必须直接确定每个节点的 位置，以及每个单元的大小、形状和连接关系。采用命令流方式 往往更便于实现有限元模型的直接生成。
有限元及其分析 ANSYS基本操作
BEAM189
2D
PLANE2，PLANE25，PLANE42，PLANE82，
PLANE83，PLANE145，PLANE146，PLANE182，
PLANE183
3D
SOLID45，SOLID64，SOLID65，SOLID92，
SOLID95，SOLID147，SOLID148，SOLID185，
有限元及其分析 ANSYS基本操作
2.坐标系
1）整体与局部坐标系 2）坐标系的激活 3）节点和单元坐标系
整体和局部坐标系用于几何体的定位，而节点坐标系则用于定义 节点自由度的方向。每个节点都有自己的节点坐标系，节点输入 数据（如约束自由度、载荷、主自由度、从自由度和约束方程） 和时间历程后处理（POST26）中节点结果数据（如自由度解、节 点载荷和反作用载荷）均是以节点坐标系方向表达。缺省情况下， 它总是平行于总体笛卡儿坐标系（节点坐标系与定义节点的激活 坐标系无关）。但在很多情况下需要改变节点坐标系，比如当需 要施加径向或者周向约束时，就需要将节点坐标系转到柱坐标系 下完成。
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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。