ANSYS有限元分析软件介绍
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)。
ansys 介绍
如图6-14所示,菜单路径 Utility Menu > File > Import,其下的子菜单是 分别导入IGES文件、 CATIA文件、CATIA V5 文件、Pro/E文件、UG文 件、SAT文件、PARA文件 和CIF文件。
图6-14 导入几何文件
如图所示,菜单路径Utility Menu > File > Export,其下用 于输出IGES Version 5.1文件。
第1章 ANSYS软件简介
1.1 ANSYS概述
1.2 ANSYS启动、退出与GUI环境
1.3 ANSYS常用菜单与对话框操作 1.4 ANSYS文件操作 1.5 ANSYS的坐标系与工作平面 1.6 ANSYS标准有限元分析过程
1.1 ANSYS概述
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场和耦 合场分析于一体的大型通用有限元分析软件。它能与多数 CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/E、UG及 AutoCAD等,是现代产品设计中的高级CAD工具之一。
文件操作菜单
一、新分析相关文件及其操作
在进行新分析时,选择菜单路径Utility Menu > File, 利用其下的子菜单项进行相关文件操作: Clear & Start New:清除数据库并开始新分析。 Change Jobname:定义新的工作文件名。 Change Directory:定义新的工作路径。 Change Title:定义新的分析标题。 Resume Jobname.db:恢复当前工作文件名的 Jobname.db数据库文件。 Resume from:恢复用户选定某个数据文件,一般工作 名不是Jobname.db时使用。
标准的ANSYS有限元分析过程一般包括以下四个步骤: 1.ANSYS分析的开始准备工作 2.建立模型 3.施加载荷并求解 4.查看分析结果
学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化
学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化Chapter 1: Introduction to Ansys WorkbenchAnsys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析和结构优化软件。
它的功能强大,能够帮助工程师在设计过程中进行力学性能预测、应力分析以及结构优化等工作。
本章节将介绍Ansys Workbench的基本概念和工作流程。
1.1 Ansys Workbench的概述Ansys Workbench是由Ansys公司开发的一套工程分析软件,主要用于有限元分析和结构优化。
它集成了各种各样的工具和模块,使得用户可以在一个平台上进行多种分析任务,如结构分析、热分析、电磁分析等。
1.2 Ansys Workbench的工作流程Ansys Workbench的工作流程通常包括几个基本步骤:(1)几何建模:通过Ansys的几何建模功能,用户可以创建出需要分析的结构的几何模型。
(2)加载和边界条件:在这一步骤中,用户需要为结构定义外部加载和边界条件,如施加的力、约束和材料特性等。
(3)网格生成:网格生成是有限元分析的一个关键步骤。
在这一步骤中,Ansys Workbench会将几何模型离散化为有限元网格,以便进行分析计算。
(4)材料属性和模型:用户需要为分析定义合适的材料属性,如弹性模量、泊松比等。
此外,用户还可以选择适合的分析模型,如静力学、动力学等。
(5)求解器设置:在这一步骤中,用户需要选择适当的求解器和设置求解参数,以便进行分析计算。
(6)结果后处理:在完成分析计算后,用户可以对计算结果进行后处理,如产生应力、位移和变形等结果图表。
Chapter 2: Finite Element Analysis with Ansys Workbench本章将介绍如何使用Ansys Workbench进行有限元分析。
我们将通过一个简单的示例,演示有限元分析的基本步骤和方法。
大型通用有限元分析软件ANSYS简介精.doc
第 24卷第 3期辽宁石油化工大学学报 Vol. 24 No. 3 2004年 9月JOURNAL OF L IAON IN G UN IV ERSIT Y OF PETROL EUM &CHEMICAL TECHNOLO GY Sep. 2004文章编号 :1672-6952(2004 03-0094-05大型通用有限元分析软件 ANS YS 简介高兴军 , 赵恒华 3(辽宁石油化工大学机械工程学院 , 辽宁抚顺 113001摘要 : ANSYS 软件具有建模简单、快速、方便的特点 , 因而成为大型通用有限元程序的代表对有限元作了一个总体的介绍 , 并着重介绍了 ANSYS 软件 , 简要地叙述了 ANSYS的分析功能 , , ANSYS 软件的确是工程应用分析的有效工具。
,密超高速的机械加工的应力分析有着一定的帮助。
关键词 :有限元 ; ANSYS ;中图分类号 :TH123; :AFinite Element Analyse Software ANSYSG AO Xing -jun , ZHAO Heng -hua 3(School of Mechanical Engineering , L iaoning U niversity of Pet roleum&Chemical Technology ,Fushun L iaoning 113001, P. R. ChinaReceived 19December 2003; revised 20M arch 2004; accepted 1J une 2004Abstract : Because the software of ANSYS has the characteristics such as model buildin g simply , fast and conveniently , it becomes the representative of large universal finite element procedure. A general introduction of the finite element , mainly to the use of ANSYS ,was given. In addition , the main characters of ANSYS and its primarily functions of analysis were introduced. By giving a detailed operating instruction of a s pace bracket , it demonstrates its a pplication in mechanics analyzing. From its structure and function , the software of ANSYS is really an efficient tool in engineering and it plays an important role in statics and dynamics , doing a great help to the machining stress analysis of ultra -high speed and ultra -precise being studied.K ey w ords : Finite element ; ANSYS ; Stress analysis3Corresponding author. Tel. :+86-413-6689739; fax :+86-413-6689032; e -mail :zhh@ln pu. edu. cn有限元法是一种采用电子计算机求解复杂工程结构的非常有效的数值方法 , 是将所研究的工程系统转化成一个结构近似的有限元系统 , 该系统由节点及单元组合而成 , 以取代原有的工程系统。
有限元分析ANSYS简单入门教程
有限元分析ANSYS简单入门教程有限元分析(finite element analysis,简称FEA)是一种数值分析方法,广泛应用于工程设计、材料科学、地质工程、生物医学等领域。
ANSYS是一款领先的有限元分析软件,可以模拟各种复杂的结构和现象。
本文将介绍ANSYS的简单入门教程。
1.安装和启动ANSYS2. 创建新项目(Project)点击“New Project”,然后输入项目名称,选择目录和工作空间,并点击“OK”。
这样就创建了一个新的项目。
3. 建立几何模型(Geometry)在工作空间内,点击左上方的“Geometry”图标,然后选择“3D”或者“2D”,根据你的需要。
在几何模型界面中,可以使用不同的工具进行绘图,如“Line”、“Rectangle”等。
4. 定义材料(Material)在几何模型界面中,点击左下方的“Engineering Data”图标,然后选择“Add Material”。
在材料库中选择合适的材料,并输入必要的参数,如弹性模量、泊松比等。
5. 设置边界条件(Boundary Conditions)在几何模型界面中,点击左上方的“Analysis”图标,然后选择“New Analysis”并选择适合的类型。
然后,在右侧的“Boundary Conditions”面板中,设置边界条件,如约束和加载。
6. 网格划分(Meshing)在几何模型界面中,点击左上方的“Mesh”图标,然后选择“Add Mesh”来进行网格划分。
可以选择不同的网格类型和规模,并进行调整和优化。
7. 定义求解器(Solver)在工作空间内,点击左下方的“Physics”图标,然后选择“Add Physics”。
选择适合的求解器类型,并输入必要的参数。
8. 运行求解器(Run Solver)在工作空间内,点击左侧的“Solve”图标。
ANSYS会对模型进行求解,并会在界面上显示计算过程和结果。
ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比
ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比1.功能和应用领域:ANSYS是一款强大的通用有限元分析软件,包括结构、热力学、流体力学等多个领域,能够模拟各种复杂的物理现象。
它具有灵活的建模能力,可以进行静力学、热分析、模态分析、优化等多种分析,并且易于与其他软件集成。
ANSYS在航空航天、能源、汽车、电子等众多领域具有广泛的应用。
ABAQUS是由达索系统公司开发的有限元分析软件,主要用于结构和材料领域的分析。
它提供了丰富的分析类型,包括静力学、动力学、热分析、流体-结构耦合等。
ABAQUS具有强大的非线性分析能力,适用于复杂的材料行为和结构变形的仿真。
它在航空航天、汽车、能源等领域得到了广泛应用。
2.用户界面和建模:ANSYS提供了直观友好的用户界面,可以通过命令行或图形界面进行交互。
它具有丰富的建模和网格划分工具,能够快速创建几何模型并生成高质量的网格。
ANSYS还提供了强大的后处理工具,可以对计算结果进行可视化和分析。
ABAQUS的用户界面相对较为复杂,需要通过命令行或者Python脚本进行操作。
它的建模功能相对较少,对于复杂的几何模型需要使用其他软件进行前处理。
ABAQUS的后处理能力强大,可以进行详细的结果分析和可视化。
3.材料模型和求解算法:ANSYS提供了丰富的材料模型,包括线性弹性、非线性弹性、塑性、损伤等多种模型。
它使用有限元方法进行求解,可以选择不同的求解算法和求解器,如直接法、迭代法等。
ANSYS的求解速度较快,特别适用于大规模模型和复杂加载条件。
ABAQUS同样提供了多种材料模型,包括线性和非线性模型。
它使用显式和隐式求解算法,具有较好的稳定性和精度。
ABAQUS在非线性分析和大变形问题上有较好的表现,但对于大规模模型的求解速度相对较慢。
4.支持和学习资源:ANSYS和ABAQUS都拥有庞大的用户群体和丰富的学习资源。
两者均提供了官方文档、教程、培训等支持服务,用户可以从官方网站获取相关资料。
基于ANSYS的有限元分析
基于ANSYS的有限元分析有限元大作业基于ansys的有限元分析班级:学号:姓名:指导老师:完成日期:ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析(FEA)软件,是世界范围内增长最快的计算机辅助工程(CAE)软件,能与多数计算机辅助设计(CAD,computer Aided design)软件接口,实现数据的共享和交换,如Creo,NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等。
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。
在核工业、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、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大,操作简单方便,现在已成为国际最流行的有限元分析软件,在历年的FEA评比中都名列第一。
目前,中国100多所理工院校采用ANSYS 软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
2D Bracket问题描述:We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.1.Geometry: The thickness of the bracket is 3.125 mm2.Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.3.Boundary conditions: The bracket is fixed at its left edge.4.Loading: The bracket is loaded uniformly along its top surface. Theload is 2625 N/m.5.Objective: a.Plot deformed shapeb.Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these)c.Remodel the bracket without the fillet at the corner or change the fillet radius to 0.012 and 0.006m, and see howd.principal stress and von Mises stress change.一,建立模型1设置工作平面在ansys主菜单里找到workplane>wp settings,输入如下参数。
有限元分析软件及应用
有限元分析软件及应用有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)是一种工程力学的数值计算方法,用于模拟和分析材料或结构在力学、热学、流体力学等领域的行为。
有限元分析软件是用于进行有限元分析的工具,提供了对复杂问题进行建模、求解和分析的功能。
下面将介绍几种常用的有限元分析软件及其应用。
1. ANSYS:ANSYS是全球领先的有限元分析软件之一,适用于多个领域,如结构力学、流体力学、电磁场等。
在结构分析方面,ANSYS可以进行静力学、动力学、疲劳分析等,可应用于航空、汽车、能源、医疗等行业。
2. ABAQUS:ABAQUS是另一个广泛使用的有限元分析软件,适用于结构、热、流体、电磁等多个领域的分析。
ABAQUS提供了丰富的元件模型和边界条件,可以进行复杂结构的非线性、瞬态、热源等分析,广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。
3. MSC Nastran:MSC Nastran是一款专业的有限元分析软件,主要用于结构和动力学分析。
它提供了丰富的分析和模拟工具,可进行静力学、动力学、疲劳分析等。
MSC Nastran广泛应用于航空、汽车、船舶等领域,具有较高的准确性和可靠性。
4. LS-DYNA:LS-DYNA是一款用于求解非线性动力学问题的有限元分析软件。
它可以进行结构和流体的动态响应分析,主要应用于汽车碰撞、爆炸、冲击等领域。
LS-DYNA具有强大的求解能力和灵活性,可以模拟复杂的物理现象和材料性能。
除了上述几个常用的有限元分析软件外,还有许多其他软件也具有广泛的应用。
有限元分析在实际工程中有着广泛的应用,下面以汽车结构分析为例进行介绍。
汽车结构分析是有限元分析的一个重要应用领域。
有限元分析软件可以帮助工程师对汽车的结构进行模拟和分析,评估其在碰撞、强度、刚度等方面的性能。
首先,工程师可以使用有限元分析软件对汽车的结构进行建模。
软件提供了各种几何建模工具,可以根据汽车的三维CAD数据进行建模,或者使用简化的二维平面模型。
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。
Ansys有限元分析全面介绍
后处理模块
将计算结果以图表、 曲线、云图等形式 显示或输出。gital Content & Contents mall developed by .
ANSYS介绍
ANSYS有限元分析过程主要包括三个步骤:
ANSYS介绍
求解的类型和求解器的类型
材料库,可从中选择和设置工 程材料
几何建模工具或导入外部几何 模型
ANSYS介绍
ANSYS介绍
Mechanical界面 大部分前处理,求解 及后处理都在这里实现
自带几何画图模块 DesignModeler
预处理模块
The提供了一个实 体建模、网格划分、 定义边界约束及载 荷工具。 all developed by
分析计算模块
结构、流体动力 学、电磁场、声场、 压电及多物理场耦 合分析,以及灵敏 度分析及优化分析 能力。gn Digital c.
CAE与有限元
CAE
FEM
BEM
边界元法(Boundary Element Method)
SEA
统计能力分析 (Statistical Energy Analysis)
FDM
有限差分法(Finite Difference Element Method)
有限元法的理论基础
胡克定律:F=K ・U K--弹簧系数 U--伸长量,位移
几何模型材料赋予、网格设置 与划分平台 求解计算有限元分析模型
完成应力分布、位移响应等云 图的显示 分析结果,即完成分析的结果
ANSYS介绍
前处理过程模拟举例
F
材料库
ANSYS介绍--零件材料库
七大类材料库,分别 适用于不同分析类型
每种材料库中软件 提供了丰富的材料
ansys workbench 2022有限元分析入门与提高
ansys workbench 2022有限元分析入门与提高ANSYSWorkbench2022是一款很受欢迎的有限元分析软件,它能够帮助工程师快速解决各种类型的结构力学问题和复杂材料性质的分析问题。
本文将针对有限元分析的基础知识介绍ANSYS Workbench 2022,并以实际的例子探讨ANSYS Workbench 2022如何帮助工程师解决结构有限元分析中的问题。
1. ANSYS Workbench 2022有限元分析:软件简介ANSYS Workbench 2022是一款建立在ANSYS有限元解决器之上的强大的软件工具,可以帮助工程师解决许多结构力学问题和复杂材料性质的问题,比如振动和强度分析。
有限元分析是一种分析技术,它可以帮助研究工程师计算并分析各种不同类型的材料在不同环境下的行为。
ANSYS Workbench 2022包含了大量的有限元分析功能,使工程师能够对实际的物理系统进行有效的分析。
2. ANSYS Workbench 2022有限元分析:功能概述ANSYS Workbench 2022能够结合了有限元分析的众多功能,此外还提供了高度的可扩展性和易用性,使用户能够快速解决各种复杂的结构力学问题,具体功能如下:(1)多种结构力学分析:ANSYS Workbench 2022提供了多种不同类型的结构力学分析,比如强度分析、温度分析、振动分析、时域分析等,可以帮助研究工程师精确的计算物体的特性。
(2)网格划分:ANSYS Workbench 2022可以帮助研究者快速地对实际物体进行网格划分,并以其为基础进行数值模拟计算。
(3)对结果进行可视化:ANSYS Workbench 2022可以帮助研究者清楚地看到模拟结果,以便客观地理解结果。
3. ANSYS Workbench 2022有限元分析:实际案例下面以空气盒子为实际例子,介绍如何利用ANSYS Workbench 2022使用有限元分析来解决实际模型的问题。
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详细全介绍
ANSYS详细全介绍开放、灵活的仿真软件,为产品设计的每一阶段提供解决方案通用仿真电磁分析流体力学行业化分析模型建造设计分析多目标优化客户化结构分析解决方案结构非线性强大分析模块Mechanical显式瞬态动力分析工具LS-DYNA新一代动力学分析系统AI NASTRAN电磁场分析解决方案流体动力学分析行业化分析工具设计人员快捷分析工具仿真模型建造系统多目标快速优化工具CAE客户化及协同分析环境开发平台ANSYS StructureANSYS Structure 是ANSYS产品家族中的结构分析模块,她秉承了ANSYS家族产品的整体优势,更专注于结构分析技术的深入开发。
除了提供常规结构分析功能外,强劲稳健的非线性、独具特色的梁单元、高效可靠的并行求解、充满现代气息的前后处理是她的四大特色。
ANSYS Structure产品功能非线性分析• 几何非线性• 材料非线性• 接触非线性• 单元非线性动力学分析•模态分析- 自然模态- 预应力模态- 阻尼复模态- 循环模态• 瞬态分析- 非线性全瞬态- 线性模态叠加法•响应谱分析- 单点谱- 模态- 谐相应- 单点谱- 多点谱•谐响应分析•随机振动叠层复合材料•非线性叠层壳单元•高阶叠层实体单元•特征- 初应力- 层间剪应力- 温度相关的材料属性- 应力梯度跟踪- 中面偏置•图形化- 图形化定义材料截面- 3D方式察看板壳结果- 逐层查看纤维排布- 逐层查看分析结果•Tsai-Wu失效准则求解器•迭代求解器- 预条件共轭梯度(PCG)- 雅可比共轭梯度(JCG)- 非完全共轭梯度(ICCG)自然模态• 直接求解器- 稀疏矩阵- 波前求解器•特征值- 分块Lanczos法- 子空间法- 凝聚法- QR阻尼法(阻尼特征值)•分布式并行求解器-DDS-自动将大型问题拆分为多个子域,分发给分布式结构并行机群不同的CPU(或节点)求解- 支持不限CPU数量的共享式并行机或机群- 求解效率与CPU个数呈线性提高• 代数多重网格求解器-AMG- 支持多达8个CPU的共享式并行机- CPU每增加一倍,求解速度提高80%- 对病态矩阵的处理性能优越, ,屈曲分析• 线性屈曲分析• 非线性屈曲分析• 热循环对称屈曲分析断裂力学分析• 应力强度因子计算• J积分计算• 裂纹尖端能量释放率计算大题化小•单元技术•子结构分析技术•子模型分析技术设计优化•优化算法- 一阶法•多种辅助工具- 随机搜索法- 等步长搜索法- 乘子计算法- 最优梯度法- 设计灵敏度分析•拓扑优化二次开发特征• ANSYS参数化设计语言(APDL) • 用户可编程特性(UPF)• 用户界面设计语言(UIDL) • 专用界面开发工具(TCL/TK)• 外部命令概率设计系统(PDS)•十种概率输入参数•参数的相关性•两种概率计算方法- 蒙特卡罗法*直接抽样* Latin Hypercube抽样- 响应面法*中心合成*Box-Behnken设计•支持分布式并行计算•可视化概率设计结果- 输出响应参数的离散程度*Statistics* LHistogram* Sample Diagram- 输出参数的失效概率* Cumulative Function* Probabilities- 离散性灵敏度*Sensitivities* Scatter Diagram* Response Surface前后处理(AWE)• 双向参数互动的CAD接口• 智能网格生成器• 各种结果的数据处理• 各种结果的图形及动画显示• 全自动生成计算报告支持的硬软件平台• Compaq Tru64 UNIX • Hewlett-Packard HP-UX • IBM RS/6000 AIX• Silicon Graphics IRIX• Sun Solaris• Windows: 2000,NT,XP• LinuxANSYS MultiphysicsTM MultiphysicsANSYS MultiphysicsTM集结构、热、计算流体动力学、高/低频电磁仿真于一体,在统一的环境下实现多物理场及多物理场耦合的仿真分析;精确、可靠的仿真功能可用于航空航天、汽车、电子电气、国防军工、铁路、造船、石油化工、能源电力、核工业、土木工程、冶金与成形、生物医学等各个领域,功能强大的各类求解器可求解从冷却系统到发电系统、从生物力学到MEMS等各类工程结构。
ansys有限元分析实用教程
ansys有限元分析实用教程ANSYS有限元分析实用教程有限元分析是一种工程数值分析方法,广泛应用于工程领域中的结构力学分析、热传导分析、流体力学分析等各个方面。
ANSYS作为一款常用的有限元分析软件,能够有效地对工程结构进行模拟和分析,得到结构的应力、位移、温度等相关信息。
本文将为大家提供一份有关ANSYS有限元分析的实用教程,希望能够帮助读者更加深入地理解和应用该软件。
一、软件介绍ANSYS是一款由美国ANSYS公司开发的通用有限元分析软件。
它能够对各种结构进行力学分析、热传导分析和流体力学分析,具有广泛的应用范围。
ANSYS软件提供了全面而强大的建模和分析工具,帮助用户模拟和分析工程结构的力学性能。
同时,软件还提供了可视化的结果展示,使用户能够直观地了解分析结果。
二、基本操作1. 创建几何模型在进行有限元分析之前,首先需要创建几何模型。
ANSYS提供了多种建模工具,包括绘制直线、圆弧、矩形等基本几何图形,以及从CAD软件导入模型。
根据实际需要,选择合适的建模工具,创建准确的几何模型。
2. 设定材料属性在进行分析之前,需要设定材料的力学性质。
ANSYS提供了各种常见材料的力学性质参数,例如弹性模量、泊松比、密度等。
根据实际情况,选择合适的材料属性,以便进行准确的分析。
3. 设定边界条件分析中,还需要设定结构的边界条件。
边界条件包括约束条件和加载条件两部分。
约束条件用于限制结构的自由度,加载条件用于模拟结构所受到的外界载荷。
根据具体情况,在ANSYS中设定合适的边界条件,以便准确模拟实际工况。
4. 网格划分在进行有限元分析之前,需要对几何模型进行网格划分。
网格划分是有限元分析的基础,它将结构离散为多个小单元,每个小单元称为一个单元。
ANSYS提供了多种网格划分算法,用户可以根据需求选择合适的划分方法。
划分完成后,还需要检查网格质量,确保每个单元的质量良好。
5. 进行分析完成以上步骤后,即可进行有限元分析。
ANSYS有限元分析软件介绍
缺省时,工作平面的原点与总体坐标系的原点重合,但可以将它移动 或旋转到任意想要的位置
通过显示栅格,可以将工作平面作为绘图板
WY
X1 X2
Y2 Y1
WY WX
WX
WP (X,Y)
Chap9-17
布尔操作
1. .....
要使用布尔操作:
2. .....
3. .....
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate >
1)查看分析结果; 2)检查结果是否正确。
Chap9-7
ANSYS软件界面及菜单
1. 建立有限元模型
主菜单(Main Menu)
2. 施加载荷求解
3. 查看结果
实用菜单(Utility Menu)
文件 选择 列表 显示 显示控制 工作平面 参数
宏 菜单控制 帮助
Chap9-8
ANSYS的单位制
ANSYS所有的单位是自己统一的。 常用单位如下表:
绘图区
模型控制工 具条
用户提示信息
当前设置
Chap9-6
典型的ANSYS分析过程
典型的ANSYS分析过程包含三个主要的步骤:
1、创建有限元模型 (前处理器)
1)创建或读入有限元模型; 2)定义材料属性; 3)划分网格。
2、施加载荷并求解 (求解器)
1)施加载荷及设定约束条件; 2)求解。
3、查看结果 (后处理器)
Chap9-9
ANSYS的文件管理
• ANSYS在分析过程中需要读写文件. • 文件格式为 jobname.ext, 其中 jobname 是设定的工作文件名,
ext 是由ANSYS定义的扩展名,用于区分文件的用途和类型. • 默认的工作文件名是 file.
Ansys-Workbench详解教程
(内部共享)
2024/7/15
1
主要内容
一、有限元基本概念
二、Ansys Workbench 软件介绍
基本操作 有限元分析流程的操作 静力学分析与模态分析 FEA模型的建立
(本次培训不涉及非线性问题 ,所讲内容主要针对三维实体单元。 )
2024/7/15
求解得到节点位移
根据弹性力学公式得到单元应变、应力
有限元法的基本步骤
1. 结构离散; 2. 单元分析
a. 建立位移函数 b. 建立单元刚度方程
n
y ii
i
k e e F e
c. 计算等效节点力
3. 进行单元集成; 4. 得到节点位移;
K F
5. 根据弹性力学公式计算单元应变、应力。
ANSYS Workbench 软件介绍
2024/7/15
12
工具条
常用工具条 图形工具条
2024/7/15
13
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
2024/7/15
30
定义材料属性
4、在线性静力结构分析当中,材料属性只需要定义杨氏模量以及泊松比。
– 假如有任何惯性载荷,密度是必须要定义的;模态分析中同样需要定义材 料密度。
2024/7/15
31
3 网格控制
目的:实现几何模型
原则:整体网格控制
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介绍及对计算的意义
ANSYS 介绍及对计算的意义1.引言ANSY是一种融结构、热、流体、电磁和声学于一体的大型通用有限元软件,广泛应用于水利、铁路、汽车、造船、流体分析等工业领域,可在微机或工作站上运行,能够进行应力分析、热分析、流场分析、电磁场分析等多物理场分析及耦合分析,并且具有强大的前后处理功能。
ANSY的流场分析求解模块FLOTRAN基于能量守恒、质量守恒和动量守恒, 能求解流场速度、压力、温度分布等参数。
利用ANSY软件对干气密封面结构处的流场进行仿真分析,能够为干气密封面结构的合理设计提供理论依据[01]。
ANSY公司成立于1970年,总部设在美国的宾夕法尼亚洲,目前是世界CAE 行业中最大的公司。
其创始人John Swanso博士为匹兹堡大学力学教授、有限元界权威。
在30多年的发展过程中,ANSY不断改进提高,功能不断增强,目前最新的版本已发展到10.0版本,本文分析使用的是ANSYS 8.0。
2. ANSYSB介1970年成立的美国ANSY公司是世界CAE亍业最著名的公司之一,长期以来一直致力于设计分析软件的开发、研制,其先进的技术及高质量的产品赢得了业界的广泛认可。
在我国,ANSY用户也越来越多,三峡工程、二滩电站、黄河下游特大型公路斜拉桥、国家大剧院、浦东国际机场、上海科技城太空城、深圳南湖路花园大厦等在结构设计时都采用了ANSY作为分析工具【°2】。
ANSY的界面非常友好,有些类似于AUTOCAD 其使用方法也和AUTOCAD相似的地方:GU方式和命令流方式。
GUI(Graphical User Interface) 方式即通过点击菜单项,在弹出的对话框中输人参数并进行相应设置从而进行问题的分析和求解:命令流方式是指在ANSY的命令流输入窗口输入求解所需的命令,通过执行这些命令来实现问题的解答。
GU方式较容易掌握,但是在熟悉了ANSY的命令之后,使用命令流方式要比GU方式效率高出许多【°3】。
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应力 应变 位移 自由度 平均应力 等高线(图) 变形后/未变形的形状 结果摘要 辐射矩阵 建模 划分网格 属性 载荷步
ANSYS软件界面及菜单
输出窗口
工具条菜单图 标
主菜单
命令窗口图标
应用菜单
缩写工具条菜单
显示/隐藏图 标
Contact Manager Icon
输入行
Reset picking
绘图区
布和面分布; 体载荷(Body load):包括体积载荷和场载荷; 惯性载荷(Inertia loads):由模型惯性而引起的载荷,主要应用
在结构分析中; 其他类型载荷:包括耦合场载荷(Coupled-field loads)、初应力
载荷等。
ANSYS软件分析步骤
7、求解—ANSYS程序中有几种解联立方程系统的方法
行业专用
★ AAutoReaGas ★ AUTODYN ★ POLYFLOW ★ Icepak ★ Airpak ★ DTM
ANSYS有限元分析软件介绍
结构分析:确定结构的变形、应变、应力及反作用力等。 热 分 析:计算物体的稳态或瞬态温度分布,以及热量的获
取或损失、热梯度、热通量等。
电磁分析:用于计算磁场,包括静磁场、交变磁场、瞬态磁
三维体素包括块、圆柱、棱柱、球和锥
坐标系统及工作平面
ANSYS中的坐标系有:
总体坐标系
- 总体笛卡尔坐标系 - 总体柱坐标系 - 总体球坐标系
局部坐标系
- 局部笛卡尔坐标系 - 局部柱坐标系 - 局部球坐标系
工作平面坐标系
工作平面设置
Utility Menu: WorkPlane >
工作平面控制
3D
SHELL28,SHELL41,SHELL43,SHELL63,SHELL93,
SHELL150,SHELL181
PIPE16,PIPE17,PIPE18,PIPE20,PIPE59,PIPE60
ANSYS软件分析步骤
2、定义单元实常数
单元实常数是依赖单元类型的特性,如梁单元的横截面特性。例如 2D梁单元BEAM3的实常数是面积(AREA)、惯性矩(IZZ)、高度 (HEIGHT)、剪切变形常数(SHEARZ)、初始应变(ISTRN)和 附加的单位长度质量(ADDMAS)。并不是所有的单元类型都需要 实常数,同类型的不同单元可以有不同的实常数值。
ANSYS软件建模及网格划分 1 网格划分工具是网格控制的一种快捷方式
打开网格划分工具:
2
Main Menu: Preprocessor > MeshTool
3 1 单元属性控制
2 智能网格划分控制 3 尺寸控制 4 指定单元形状 5 自由网格划分或映射网格划分 6 执行网格划分 7 清除网格 8 局部细划
移动工作平面 的选项
有关坐标系统的 选项
坐标系统与工作平面关系:
工作平面
工作平面 — 是一个可以移动的二维参考平面,用于定位和确定体
素的方向。
缺省时,工作平面的原点与总体坐标系的原点重合,但可以将它移动 或旋转到任意想要的位置 通过显示栅格,可以将工作平面作为绘图板
WY
X1 X2
Y2 Y1
WY WX
解法
正向直接解法(直 接消除法)
稀疏矩阵直接解 法
雅可比共轭梯度 法
典型应用场合
要求稳定性(非线性分析)或内 存受限制时
要求稳定性和求解速度(非线性 分析);线性分析时迭代法收敛 很慢时(尤其对病态矩阵,如形
状不好的单元)
在单场问题(如热,磁,声,多 物理问题)中求解速度很重要时
模型尺寸
低于50000自由度
优先设置… 前处理 通用后处理 时间历程后处理 ANSYS 参 数 化 设 计 语 言在两条线的过渡生成线 任意形状 圆柱体 棱柱体 圆锥形 球形 多边形
ANSYS软件常用命令
Stress Strain Displacement DOF Von Mises(Stress) Contour Deformed/Undeformed sRheaspuelts Summary Radiation Matrix Modeling Meshing Attribute LS (Load Step)
ANSYS软件分析步骤
4、创建几何模型
1. 建立模型的方法 ANSYS程序为用户提供了下列生成几何模型以及有限元模型的方法: 在ANSYS中创建几何模型,即实体建模; 导入在其它CAD系统创建的模型,直接生成。
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。
流体分析产品
★ FLUENT ★ CFX ★ FLUENT V5
结构分析产品 ★ Mechanical ★ Explicit STR ★ Rigid Dynamics ★ Fatigue Module ★ LS-DYNA
电磁分析产品 ★ EMAG ★ ANSOFT
模型处理产品
★ AI*Environment ★ BladeModeler ★ DesignModeler ★ MeshMorpher ★ Meshing ★ Tgrid ★ ICEM CFD ★ ICEM CFD Cart3D
有限元分析软件
ANSYS软件介绍 ANSYS软件常用命令 ANSYS软件界面及菜单 ANSYS的单位制 ANSYS的文件管理 ANSYS软件建模及网格划分 ANSYS软件分析步骤
ANSYS软件家族产品
特色产品
★ Workbench ★ Multiphysics ★ DesignSpace ★ DesignXplorer ★ FSI ★ HPC
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 4)显示和结果坐标系
ANSYS软件分析步骤
5、对实体模型划分网格
用户建模工作完成后,得到分析目标的几何模型。接下来,就需要对 几何模型划分网格,形成有限元单元、节点,从而得到有限元分析模 型。有限元网格的划分过程包括四个步骤: 定义有限元模型中的单元属性; 目标网格选项控制; 对几何模型划分网格; 修改与优化有限元网格。
下面介绍间接法即实体建模。
建模
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create >
选择以“+”结尾的菜单,将弹 出拾取菜单 (见下页),提示通 过拾取方式创建体素. 选择By Dimensions ... 将弹出对 话框,提示输入体素的坐标.
对话框示例
二维体素包括矩形、圆、三角形和其它多边形
WX WP (X,Y)
布尔操作
1. .....
要使用布尔操作:
2. .....
3. .....
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate >
Procedure
选择一种布尔操作 (例如: Add)
选择图形类型. 将弹出 选取菜单 , 提示选择图形 进行布尔操作.
• ANSYS在分析过程中需要读写文件. • 文件格式为 jobname.ext, 其中 jobname 是设定的工作文件名,
ext 是由ANSYS定义的扩展名,用于区分文件的用途和类型. • 默认的工作Байду номын сангаас件名是 file.
一些特殊的文件
数据库文件
jobname.db
二进制
Log 文件
jobname.log
ANSYS软件分析步骤
3、定义材料属性
绝大多数单元类型需要材料特性。根据应用的不同,材料特性可以是 线性或非线性的。 与单元类型、实常数一样,每一组材料特性有一个材料参考号。与材 料特性组对应的材料参考号表称为材料表。在一个分析中,可能有多 个材料特性组(对应的模型中有多种材料),ANSYS通过独特的参考 号来识别每个材料特性组。 定义材料属性时应当注意以下几点:一般情况下杨氏模量(EX)必须 定义;若加惯性载荷,必须定义能求出质量的参数,如密度;若模型 中存在热载荷,需定义膨胀系数(ALPX)。
ANSYS软件界面及菜单
1. 建立有限元模型
主菜单(Main Menu)
2. 施加载荷求解
3. 查看结果
实用菜单(Utility Menu)
文件 选择 列表 显示 显示控制 工作平面 参数
宏 菜单控制 帮助
ANSYS的单位制
ANSYS所有的单位是自己统一的。 常用单位如下表:
ANSYS的文件管理
ANSYS软件分析步骤
6、施加负载
对于不同的分析类型,所施加的载荷形式有所不同,可以归结为6类: DOF约束(DOF constraint):用于对模型自由度做出限定,用于
确定边界条件; 力(Force):施加在有限元模型节点上的集中载荷; 表面载荷(Surface load):施加在单元上的分布载荷,包括线分
这个看起来复杂的模型,实
际上是一个方块与一个空心
WZ WYWX
的球进行求交(intersect)
布尔操作的结果.
ANSYS软件建模及网格划分
网格划分主要包括以下四个步骤: 1. 定义单元属性 (材料属性、单元类型、实常数). 2. 设定网格尺寸控制 (控制网格密度). 3. 网格划分以前保存数据库. 4. 执行网格划分.
4 5
67 8
ANSYS软件分析步骤
1、定义单元类型
结构点单元 结构线单元
梁单元
MASS21
2D
LINK1
3D
LINK8,LINK10,LINK180