有限元软件介绍13资料讲解
有限元分析软件的讲解PPT课件
• 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。
-
2
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。
性）
•
2）创建或读入几何实体模型
•
3）有限元网格划分
A1
•
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
YZX
•
2）求解 solve
•
3. 后处理
•
1）查看分析结果
•
2）检验结果
-
6
一、前处理
• 实体建模 • 参数化建模 • 体素库及布尔运算 • 拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、倒角等 • 多种自动网格划分工具，自动进行单元形态、求解精度检查及修
YZX
•
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 so- lve
11
ANSYS的分析方法(续)
Objective
2-2. ANSYS分析步骤在GUI中的体现.
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
迚入求解器迚行求解设定分析步骤输出变量前处理建模材料特性单元选择及网格划分迚入后处理变形图等值线图列表显示等等后处理11一典型分析过程1单元属性定义单元类型实常数材料属性后处理a112ansys的分析方法续施加载荷求解主菜单分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现
135个有限元分析的软件介绍
135个有限元分析的软件介绍编号名称公司语言版本类型 CD数加密狗970 ABAQUS 6.4 ABAQUS 英文 6.4 有限元分析 2CD 无简单介绍：2CD。
美国ABAQUS公司于1978年推出的ABAQUS有限元素分析软件，在全球工业界中，已被公认是一套解题能力最强、分析结果最可靠的软件。
ABAQUS公司一向以品质控制严格着称，该公司并已经通过ISO-9001及ANSI/ASMENQA-1的品质认证。
ABAQUS美国总部的170名及分布全球各地分公司的专业工程师们，更提供一个完整且迅速的售后服务网，让您在使用上无后顾之忧。
ABAQUS是一个应用广泛而执行非常有效率的有限元素分析软件，被广泛地使用在线性及非线性的分析上，解题范围广泛而深入；是一個研究或是實際工業應用的最佳選擇。
--------------------------------------------------------------------------------1057 ADASIM.v1.1.9.205 ADASIM 英文 1.1.9 有限元分析 1CD 无简单介绍：这是一个形变分析软件，使用进阶数字影像关联?#092;算法則，調查發現並且評估在一個試樣的任意的影像系列或物件上的欄位表面位移－特別適合SEM/SPM/AFM/SM顯微像的評估。
這個軟體藉由新的以元件為基礎的關聯?#092;算法則，來支援部分影像的位移向量測量。
這個套裝軟體包括一個稱為FINITY的元素網格生產工具，允許創造適合於調查連續圖像的網格。
附加一點，這些網目能從第三方廠商的有限元件軟體被輸入。
並可提供顯示包括要追蹤的整個形變順序動畫結果選項。
另外他也可以根據客戶需要而修改的結果評估和說明輸出結果資料。
--------------------------------------------------------------------------------971 ADINA SYSTEM V8.1 ADINA 英文8.1 有限元分析1CD 无简单介绍：ADINA System适用于各种机械工业领域、土木建筑工程结构、桥梁、隧道、水利、交通能源、石油化工、航空、航天、船舶、军工机械和生物医学等领域，进行结构强度设计、可行性分析评定、科学前沿--------------------------------------------------------------------------------1649 AEGis.acslXtreme.v1.3.2 ACSLXTREME 英文1.3.2 有限元分析1CD 无简单介绍：强大的连续动态系统建模工具，使用非常方便。
有限元基本理论及软件介绍PPT课件
直接建模
定义单元类型后，直接创建分析对象的节点和单元。 该方法对于复杂实体构建费时费力。
第10页/共31页
二、ANSYS建模
模型基本概念
单元
节点
vm
m(xm ym )
um
vi y i( xi yi )
x
vj ui
uj
j(x j y j )
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N
UX, UY, UZ
K
J
J 三维梁单元
UX, UY, UZ,
ROTX, ROTY, ROTZ I
L
K
I
P M
L I
三维四边形壳单元 J UX, UY, UZ,
ROTX, ROTY, ROTZ
O
三维实体热单元
N
TEMP
K
J
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节点和单元
载荷
节点: 空间中的坐标位置，具有一定自由度和 存在相互物理作用。
其截面形状和尺寸如图
盘上各关键点坐标点 编号
X
Z
1
226
208.8
2 226 258.7
3 157 258.7
4 237.5 220.3
5 229.2 220.3
6 237.5 208.8
7 126 276.711
12
13
14
15
16
8 138 276.7
17
X
102.5
102.5
237.5
有限元分析实例
重型燃气轮机转子模型
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有限元分析实例 新加坡国立大学工程系入口
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有限元简介分析
有限元软件ansys简介有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。
由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。
ANSYS是一种广泛的商业套装工程分析软件。
所谓工程分析软件，主要是在机械结构系统受到外力负载所出现的反应，例如应力、位移、温度等，根据该反应可知道机械结构系统受到外力负载后的状态，进而判断是否符合设计要求。
一般机械结构系统的几何结构相当复杂，受的负载也相当多，理论分析往往无法进行。
想要解答，必须先简化结构，采用数值模拟方法分析。
由于计算机行业的发展，相应的软件也应运而生，ANSYS 软件在工程上应用相当广泛，在机械、电机、土木、电子及航空等领域的使用，都能达到某种程度的可信度，颇获各界好评。
使用该软件，能够降低设计成本，缩短设计时间。
ANSYS 软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元软件，可广泛的用于核工业、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、生物医学、水利、日用家电等一般工业及科学研究。
该软件提供了不断改进的功能清单，具体包括：结构高度非线性分析、电磁分析、计算流体力学分析、设计优化、接触分析、自适应网格划分及利用ANSYS 参数设计语言扩展宏命令功能。
有限元分析有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
有限元分析—ANSYS13 0从入门到实战
有限元分析—ANSYS13 0从入门到实战- 1 - 本书是针对现有的ANSYS图书实例单一工程背景不强重操作少原理的现状特以ANSYS13.0为平台撰写的一部从入门到精通的实用自学和提高教程。
全面介绍有限元分析的理论基础、有限元分析流程、实体建模、网格划分、施加载荷、求解、通用后处理、时间历程后处理、静力学分析、结构动力学分析、结构非线性分析、复合材料分析断裂力学分析热力学分析、边坡稳定性分析、界面开裂分析、衬垫连接分析、齿轮分析、转子动力学分析、焊接过程、优化设计、拓扑优化、疲劳分析、自适应网格分析和可靠性分析等内容。
围绕ANSYS软件的功能讲解书中给出了大量具有工程背景的实例详细讲解热门问题如冲压回弹分析J积分计算、螺栓衬垫法兰盘连接分析齿轮动态接触分析焊接残余热应力分析等实例。
本书具有以下特点语言通俗易懂逻辑严密深入浅出。
切实从读者学习和使用的实际出发安排章节顺序和内容。
图文并茂。
讲述过程中结合大量分析实例力求易于理解并方便学习和实践过程中的使用。
本书配套光盘提供了共22个实例的视频教程和ANSYS实例文件。
本书不仅适合高等学校理工类高年级本科生或研究生学习ANSYS 13.0有限元分析软件的教材还可供从事结构分析的工程技术人员参考使用同时书中提供的大量实例也可供高级用户参考。
第1章绪论 1.1有限单元法基本概念有限单元法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互联结在一起的单元的组合体。
由于单元能按不同的联结方式进行组合且单元本身又可以有不同形状因此可以对复杂的模型进行求解。
有限单元法作为数值分析方法的另一个重要特点是利用在每一个单元内假设的近似函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。
单元内的近似函数通常由未知场函数或其导数在单元的各个节点的数值和其插值函数来表达。
这样一来一个问题的有限元分析中未知场函数或及其导数在各个节点上的数值就成为新的未知量从而使一个连续的无限自由度间题变成离散的有限自由度问题。
有限元分析软件
有限元分析软件简介有限元分析软件（Finite Element Analysis Software）是一种通过有限元方法（Finite Element Method，简称FEM）对工程结构进行数值计算和模拟的工具。
有限元分析软件可以用于分析和解决各种工程问题，包括结构强度、热传导、流体流动、电磁场等。
本文将介绍有限元分析软件的基本原理、主要功能和一些常见的应用领域。
原理有限元分析软件的基本原理是将连续体划分为有限数量的小元素，每个小元素在一个局部坐标系内进行计算。
通过将整个结构划分为多个小元素，并在每个小元素内进行计算，最终可以得到整个结构的物理行为。
有限元软件使用数学模型描述物体的力学特性和材料特性，例如弹性模量、材料的热传导系数等。
在分析过程中，可以通过施加不同的边界条件和加载情况来模拟结构的行为。
主要功能有限元分析软件通常具有以下主要功能：1.几何建模：可以通过创建、编辑和修改几何模型来描述结构的形状和尺寸。
2.网格生成：将几何模型划分为有限数量的小元素，生成网格以进行计算。
3.边界条件和加载设置：可以设置结构的边界条件，如固定支撑、力和热流等加载条件。
4.材料属性设置：可以定义结构的材料属性，如弹性模量、热传导系数等。
5.计算求解：通过求解数学模型的方程组，得到结构的应力、位移、温度等结果。
6.结果后处理：对计算结果进行可视化和分析，如绘制应力云图、位移矢量图等。
应用领域有限元分析软件在各个工程领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：结构分析有限元分析软件可以对各种结构进行静力学和动力学分析。
例如，在建筑工程中可以分析房屋的承重能力、抗风性能等；在机械工程中可以分析零件的强度、刚度等。
热传导分析有限元分析软件可以模拟材料或结构中的热传导过程。
例如，在电子设备中可以分析散热器的性能，以确保设备的正常运行；在汽车行业中可以优化发动机的冷却系统。
流体力学分析有限元分析软件可以模拟流体在管道、泵和阀门等设备中的流动。
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。
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。
有限元软件介绍
9、材料特性
✓ 材料特性是有限元分析必须提供的数据，其准确与 否直接影响到计算的精度；必要的时候需通过试验 提供；
✓ 一个复杂分析中可能包含很多种性质截然不同的材 料，建模的时候应以足够的关键字以识别；
✓ 很多有限元软件中，都提供用户接口，若软件中没 有现成的材料模型，P
P
P
P
P
7、网格密度
应力变化大处单元应密集一些。结点的多少与疏密要考虑计算 机的容量和计算精度
相邻单元的尺寸尽可能接近
结点所连接的单元个数尽可能一致
宜
不宜
8、单位制
注意：
ANSYS和ABAQUS大型有限元软件中，没有固 定的单位制，大家在使用的过程中，可以自己选用前 后一致的一套单位制，则最后所得结果的单位即为即 为所选单位制对应的单位。
F
(a) 订书钉
(b) 木制书架
b1
b2
(c) 气动带
u
F t0
t1 t2 t3
u F
u
4、静力 / 动力分析
静力求解能否满足你的分析要求？如果不能，应当进行 那种动力分析？动力分析的所有载荷都是随时间变化的 ，但在许多情况下动力影响可以忽略不计。
.一般情况下，激励频率低于结构最小固有频
率的1/3时静力求解就足够了。
大型FEM软件求解工程问题过程 (1)前处理，包括建立几何模型(求解域)，选取单元，网格剖 分等； (2)求解，选择求解方法； (3)后处理，以图、表、动画形式描述单元内力等。
Institute of Mechanical Engineering and Automation
四、利用有限元软件进行工程分析
.惯性力是动力问题不同于静力问题的关键之
《有限元软件应用》课件
化学反应器
燃料电池
水处理厂
通过有限元分析，确定反应器的 结构和尺寸，以及承受高温和高 压的能力。
通过有限元分析，优化燃料电池 的设计，提高其输出能力和稳定 性。
通过有限元分析，考虑反应槽的 加热和冷却、搅拌和流动等因素， 优化水处理设施的设计和运行。
有限元分析在化学工程领域，有助于提高化学反应器、燃料电池和水处理设施等设施的安全性和效率性。
Abaqus
用于研究结构和复杂系统的完整响应。
LS-Dyna
用于分析动态和非线性问题。
有限元软件的选择要基于具体问题的需求和程序特点进行综合考虑。
有限元模型的建立方法
绘图模型
三维建模
三维扫描
以手绘图或CAD软件绘制模型， 再转为有限元模型。
直接利用三维建模软件建立模型， 再导入有限元软件进行分析。
模拟火箭的发射过程，评估架子 的承载能力和稳定性。
模拟卫星在发射、运输、维护过 程中的各种受力情况，评估其结 构的安全性和可靠性。
有限元分析在航空航天领域的结构设计、可靠性评估等方面有着重要应用。
有限元分析在电子电气中的应用举例
手机
变电器
电路板
模拟手机的载荷、震动和温度等 情况，评估手机的结构和性能。
后处理结果的分析方法
位移和应力云图
通过生成图示来显示结构的位移和应力分布。
变形和应力云图
通过对比不同加载情况下的结构变形和应力输出云图。
位移、应变和应力的量化结果
包括最大值、最小值、平均值和范围等。 有限元分析结果的后处理需要根据具体需要进行分析和展示，包括图表输出等多种形式。
有限元分析在机械制造中的应用举例
通过有限元分析，评估管道在不
有限元软件
有限元软件有限元软件是一类用于解决工程问题的计算机辅助工具，通常被应用于结构分析、热传导、流体力学等领域。
有限元软件采用了有限元分析方法，将复杂的结构或系统分割成有限数量的简单单元，通过对这些单元进行数值计算，得到整体系统的行为和性能。
有限元分析方法有限元分析方法是将一个复杂的问题分解为无数个小的单元，每个单元都是一个简单的几何形状，如三角形、四边形、立方体等。
这些单元通过节点连接起来，形成一个整体结构。
通过对每个单元进行力学计算，最终得到整个结构的力学特性。
有限元软件的应用有限元软件广泛应用于工程领域的各个方面，例如：•结构分析：用于模拟建筑、桥梁、飞机等结构的力学性能。
•热传导分析：用于预测物体在不同温度条件下的热传导效果。
•流体力学分析：用于模拟流体在管道、飞机机翼等结构中的流动情况。
•振动分析：用于研究结构在振动作用下的响应和稳定性。
有限元软件通过数学模型和计算方法，可以在计算机上快速、准确地模拟各种不同条件下的工程问题，为工程设计、分析和优化提供了重要的支持。
主要有限元软件目前市面上有很多种不同的有限元软件，常用的有限元软件有：•ANSYS：是一款功能强大的有限元分析软件，广泛应用于工程领域的各个方面。
•ABAQUS：是一款专业的有限元分析软件，适用于复杂结构和多物理场耦合分析。
•Nastran：是一款传统的有限元分析软件，被广泛用于航空航天领域。
以上软件都具有易用性好、计算准确、功能强大等特点，是工程师们解决复杂问题的得力工具。
结语有限元软件是现代工程领域不可或缺的工具，通过数值分析方法，可以快速准确地模拟工程问题的复杂情况，为工程设计和优化提供技术支持。
希望随着科技的不断发展，有限元软件能够更加智能化、高效化，为工程师们的工作带来更大的便利和进步。
有限元软件介绍13
(3)Steady-state transport analysis 用于包括摩擦和惯性影响的稳态滚轨 分 析 (steady-state rolling solutions including frictional effect and inertia effect)；
(4)Heat transfer analysis a. Uncoupled heat transfer analysis 与应力/位移或电场无关，线性，非 线性的稳态和瞬态分析。 b. Sequentially coupled thermal stress analysis 应力/位移与温度场相关，但温度场 与应力 / 位移无关，所以，可以先分析 温度场，然后再分析应力/位移。
系统的接口
现在的有限元系统的前处理系统 都有一个与CAD/CAM相连的接口， 可以直接从CAD/CAM或其他工程绘 图软件读入数据文件，然后进入编码 转换，成为有限元系统的前处理用的 几何图形，接着就可以进行下一步的 前处理过程。
有限元系统之间的接口
此外有的有限元系统可读入其他 的有限元系统的数据文件来进行前处 理，求解和后处理。例NASTRAN可 以读入ANSYS和ABAQUS的输入文 件进行前处理，然后求解和后处理。
ADINA
• ADINA(Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis) 的开 发者为K.J.Bathe教授，也是 SAP5(Structural Analysis Program) 程 序 的 三 个 开 发 者 之 一 。
NISA/Display
B4.Response spectrum analysis, 线性 的响应谱分析； B5. Random response analysis( 随机 响应分析) 在系统固有模态的基础上计算模型 随机激励的线性化响应。
有限元软件介绍13资料讲解
MSC/PATRAN
MSC/PATRAN是一个最著名的前后 处理系统，它诞生于1980年, 是在美国国 家宇航局(NASA)的资助下，随着计算机 及其交互技术的发展, 而产生的新一代计 算机辅助工程分析前后处理系统, 它率先 把工程分析人员从繁重的数据准备工作中 摆脱出来, 并提供漂亮的计算结果仿真。 目前,己广泛应用于航空航天, 汽车, 造船, 海洋石油开采和国防等各工业技术领域。
现在的有限元分析系统不但能分析
固体力学问题，而且也能分析其他方面 的问题，例：电磁场分析，机械系统的 动力分析(刚体动力学分析)，流体动力 分析，声学分析，空气弹性分析等。
3.后处理
求解得到的结果可以用后处理模块进
行结果的显示或数据的输出。结果显示一 般包括用图形显示五种结果：
a. 应力、应变、位移和温度等物理量 的等值线图或彩色云图；
ABAQUS
• ABAQUS 是由Hibbitt, Karlsson, Sorensen三人合作开发的有限元分 析系统，因此，公司的名字就称为 HKS公司，在1978年推出。
ANSYS
• ANSYS是美国Swanson Analysis System Inc.(SASI)研究和开发的有限 元分析系统。该公司是John Swanson 于1970年创立的。
有限元系统之间的接口
此外有的有限元系统可读入其他 的有限元系统的数据文件来进行前处 理，求解和后处理。例NASTRAN可 以读入ANSYS和ABAQUS的输入文 件进行前处理，然后求解和后处理。
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.
各种有限元软件介绍
2.
ABAQUS
属,橡胶,高分子材料,复合 www.abaqus.co 材料,钢筋混凝土,可压缩超 弹性泡沫材料及土壤和岩石 问题,热传导,质量扩散,热 电耦合分析,声学分析,岩土 力学分析,压电解质分析,航 空, 汽车, 船舶, 土木, 电子, 材料成型加工,石化
支持并行
3.
CFX
CFX 是通用计算流体力学分析软件.CFX 是全球第一个在复杂几何, 航空航天,旋转机械,能源, 网格,求解这三个 CFD 传统瓶径问题上均获得重大突破的商业 CFD 石油化工,机械制造,汽车, 软件.借助于其独一无二的技术特点,领导着新一代高性能 CFD 商 生物技术, 水处理, 火灾安全,
汽车工业: 碰撞分析,气囊设 计, 乘客被动安全, 部件加工; 航空航天:鸟撞,叶片包容, 飞机结构冲击动力分析,碰 撞,坠毁,冲击爆炸及动态载 荷,火箭级间分离模拟分析, 宇宙垃圾碰撞, 特种复合材料 设计;制造业 :冲压,锻造, 铸造,切割;市政工程:地震 安全, 混凝土结构, 爆破拆除, 公路桥梁设计;国防:内弹道 和终点弹道, 装甲和反装甲系 统,穿甲弹与破甲弹设计,战 斗部结构设计,冲击波传播, 侵彻与开坑,空气,水与土壤 中爆炸,核废料容器设计等; 电子领域:跌落分析,包装设 计,热分析,电子封装;石油 工业:液体晃动,完井射孔, 管道设计,爆炸切割,事故模 拟, 海上平台设计; 其它应用:
支持并行 支持 Win/Linux/ Unix 系统
8.
MSC Fatigue
不支持并行 支持 Win/Linux/ Unix 系统
9.
MSC Dytran
高度非线性仿真分析.MSC Dytran 程序采用显示积分法并能模拟各 航空航天, 汽车, 造船, 铁路, http://www.mscs 种材料及几何非线性,同时提供拉格朗日求解器与欧拉求解器,既能 国防,核工业 模拟结构又能模拟流体.具有领先的材料流动欧拉技术,纯结构的有
ANSYS 有限元软件简介
ANSYS 有限元软件简介1970年，美国著名力学专家，美国匹兹堡大学力学系教授John Swanon 博士洞察到计算机模拟工程应该商品化，于是在美国宾夕法尼亚州的匹兹堡创建了ANSYS公司，它是目前CAE 行业最大的公司。
三十多年来，ANSYS 软件取得了巨大成功，它不断融入了新的技术，不断满足用户的要求，从而不断使程序向前发展。
ANSYS 软件融结构、流体、电场、磁场、声场于一体，广泛应用于机械制造、石油化工、轻工、造船、航空航天、汽车交通、电子、土木工程、水利等领域，得到研究与设计人员的青睐[1]，并为全球工业界所广泛接受，拥有全球最大的用户群。
而且，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享与交换，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。
同时，ANSYS也是目前世界范围内增长最快的CAE 软件，是迄今为止世界范围内唯一通过ISO9001质量认证的分析设计类软件，是美国机械工程师协会（ASME）、美国国家核安全局（NQA）及近20种专业技术协会认证的标准分析软件。
在我国，它是第一个通过中国压力容器标准化技术委员会认证、并在17个部委推广使用的分析软件[2]。
一个完整的ANSYS 应用分析，典型的分析过程分为四个主要步骤：(1)前处理PEPP7(General Preprocessor)创建或读入有限元模型，建立有限元模型所需输入的资料，如节点坐标、单元内节点排列次序等；定义材料属性；划分网格。
(2)求解SOLU(Solution Processor)施加荷载,设定约束条件以及求解。
(3)一般后处理POST1(General Postprocessor) 或时间历程后处理POST26 (Time Domain Postprocessor)查看求解结果中的变形、应力、应变、反作用力等基本信息；获取求解结果分析信息；绘制求解结果的各种分析曲线；获取动态分析结果用与时间相关的结果处理。
POST1用于静态结构分析、屈曲分析及模态分析，将求解所得的结果，如变形、应力、内力等资料，通过图形接口以各种不同表示方式把变形图、应力图等显示出来。
有限元分析软件范文
有限元分析软件范文有限元分析软件（Finite Element Analysis Software）是一种计算机软件，用于模拟和分析物体在受力作用下的变形、应力分布和振动等物理现象。
它可以将复杂的实际物体模型化为离散的有限元素，通过数值计算的方法求解工程问题的解析解，并根据计算结果进行可靠性分析和优化设计。
1.前处理模块：该模块用于导入CAD模型，并进行几何构建和网格生成。
它可以将复杂的实际物体模型划分为离散的有限元网格，通常使用三角形或四边形形状的单元。
2.求解模块：该模块用于求解有限元方程组，得到变形、应力和振动等物理量的数值解。
它采用一系列的数值计算方法，如高斯积分、直接法或迭代法，以获取准确的结果。
3.后处理模块：该模块用于对计算结果进行可视化和分析。
它可以绘制位移、应力、应变、振动模式等图形，帮助用户更好地理解和评估计算结果，并进行优化设计。
4.优化模块：一些高级有限元分析软件还提供了优化功能，用于在满足一系列约束条件的前提下，寻找最佳设计方案。
用户可以根据自己的需求和优化目标，设置约束条件和设计变量，以优化结构的性能和减少成本。
目前市面上有许多流行的有限元分析软件，如ANSYS、ABAQUS、Nastran、Simcenter等，每个软件都有其特点和适用领域。
1.ANSYS：ANSYS是一款功能强大的通用有限元分析软件，提供了多种物理问题的求解模块，包括结构静力学、动力学、流体力学、热传导和电磁学等。
它的仿真能力广泛应用于航空、汽车、能源和电子等领域。
2.ABAQUS：ABAQUS是一款全面的有限元分析软件，具有强大的非线性、动力学和多物理耦合求解能力。
它被广泛应用于机械、航空航天、地震工程和生物医学等领域。
3.Nastran：Nastran是一种专业的有限元分析软件，主要用于机械和结构工程分析。
它具有稳定性好、计算速度快和可扩展性强的特点，广泛应用于航空、汽车、能源和电子等领域。
4.Simcenter：Simcenter是西门子 PLM 软件公司开发的一套综合性有限元分析软件，包括了各种物理问题的求解模块，如结构分析、流体分析、声学分析和多物理耦合分析等。
有限元软件介绍和比较
有限元软件介绍和比较有限元软件介绍和比较一、msc/patran+nastran, ansys, abaqus 三者的比较俺最喜欢的是msc/patran+nastran，因为当年国内飞机公司最先引进的就是nastran，其菜单式的操作，比用手写有限元程序，爽多了！！特别是建立飞机这类巨大型结构，可以说，只有patran的建模最强！！（有人在仿真说abaqus能建整个飞机模型，哈哈，吹牛不上税，就凭其目前功能，要花一百年！！）另外，msc财大气粗，其教程是手把手式，航空上最常用的有限元分析，都有现成的例题，step by step，傻瓜都会很快地入门！！由于其广泛应用于航空航天/汽车工业，所以，至今为止，如果要学CAE 软件，俺认为应首选msc/patran+nastran。
与patran+nastran相比，ansys的界面就低了一些，操作也没有patran舒服。
不过，差别不是很大。
ansys据俺的体会，唯一的强项就是多场耦合。
其他的功能，msc/patran+nastran都有。
不过，ansys的apdl语言比较高级，是其最大优势，或者说，msc 应向这一方向发展！！不过，apdl最开始学也很费事，得一条一条查，一条一条记，这个过程没有两三个月下不来。
由此，ansys的清爽度比msc差一些。
abaqus，如果自己用手编写过有限元程序的，入门应该不难。
其命令格式，跟自己用手编程序一个套路。
abaqus的强项是其分析功能很全面，特别是非线性部分，基本上都包含了。
abaqus最大的缺点是上手慢，其教程太差，除了几本手册，基本上等于没有教程。
要学abaqus，其时间要比msc, ansys长多了！！现在看，学abaqus实在没什么省时间的方法（比如它的training lecture，一本250$，买来一看，气晕俺，还没手册说得详细！！），所以唯一的笨方法就是要看手册啦。
(如果说msc是windows点鼠标时代的水平，abaqus就是敲dos命令的原始时代。
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A3.Subspace-based explicit dynamic analysis子空间投影法(subspace projection method)用于动力平衡方程的 直接显式积分；
A4.Direct solution steady-state harmonic response analysis；
列几个功能：
• (a)产生或输入(直接用几何数据库或 用IGES格式)要计算结构的几何模型， 将几何分解成可剖分的区域，并生 成有限元网格；
• (b)在几何上指定物理和力学性能；
• (c)在模型几何上指定载荷和边界条 件；
• (d)在完成模型后，完整的ABAQUS (*.inp)数据形成，递交作业进行计算， 并可监视和控制作业；
a.Coupled thermal-electrical analysis
b.Piezoelectric analysis 在压电材料中，电位梯度产生位
移/应变，而应变又引起材料中的电位 变化。
(6)土力学和地质力学分析 a. Coupled pore fluid diffusion and stress analysis 用于模拟渗水介质中单向，部分或完 全饱和流体的流动。
(5)ABAQUS/Aqua
• 这是一个可加在ABAQUS/Standard 中的一个模块，可用于海上采油平 台和海底管道等近海结构的模拟， 包括海洋中的波、浪、风载和浮力 的影响。
(6)ABAQUS/Safe
• 根据有限元的计算结果，计算疲劳 寿命。
(7)ABAQUS/Design
• 这是一个可加在ABAQUS/Standard 中的一个模块，用户可进行设计敏 度分析(Design Sensitivity Analysis)。
现在的有限元分析系统不但能分析
固体力学问题，而且也能分析其他方面 的问题，例：电磁场分析，机械系统的 动力分析(刚体动力学分析)，流体动力 分析，声学分析，空气弹性分析等。
3.后处理
求解得到的结果可以用后处理模块进
行结果的显示或数据的输出。结果显示一 般包括用图形显示五种结果：
a. 应力、应变、位移和温度等物理量 的等值线图或彩色云图；
ADINA
• ADINA(Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis) 的开 发者为K.J.Bathe教授，也是 SAP5(Structural Analysis Program) 程 序的三个开发者之一。
NISA/Display
• NISA(Numerically Integrated elements for System Analysis) 美 国 EMAC (Engineering Mechanics Research Corporation)开发的一个有限元分析 系统，它有一个 DISPLAY 模块，是 用于前处理和后处理的。
(model single phase, partially or fully saturated through porous media ： saturated flow, partially saturated flow, combined flow, moisture flow)．
有限元分析系统。
在美国，各个工业部门在应用有限元
分析系统时有所不同，例在航空航天部门 中，NASTRAN是最常用的，在核工业和 能源工业中，最多应用的是ABAQUS, ADINA, ANSYS和MARC等，在美国的汽 车工业部门则使用NISA/DISPLAY和 SUPERB等，而STRUDL则在土木工程师 中较为流行，因为它的梁单元较好。
有限元软件介绍13
1.前处理
前处理具有CAD式的操作环 境，人们可以直观地形成设计或 分析问题的几何模型，按照用户 的要求生成有限元网格，指定材 料性能，施加载荷和边界条件。
2. 求解
在前处理工作完成后，即可将待解 的问题递交给求解器求解，求解器包括 静力，动力，线性，非线性，稳态和瞬 态等各种方法求解。
MSC/PATRAN
MSC/PATRAN是一个最著名的前后 处理系统，它诞生于1980年, 是在美国国 家宇航局(NASA)的资助下，随着计算机 及其交互技术的发展, 而产生的新一代计 算机辅助工程分析前后处理系统, 它率先 把工程分析人员从繁重的数据准备工作中 摆脱出来, 并提供漂亮的计算结果仿真。 目前,己广泛应用于航空航天, 汽车, 造船, 海洋石油开采和国防等各工业技术领域。
A5. Subspace-based steady-state harmonic response analysis；
B.Modal superposition(模态迭加过程) B1. Frequency extraction , 计算系统的 固有频率；
B2. Modal dynamic time history analysis, 用模态迭加法分析线性问题 的动力时间历程响应；
(一) ABAQUS概况
• ABAQUS 是 美 国 HKS(Hibbitt, Karlsson, Sorensen)公司开发的大 型通用有限元分析程序。是一个功 能齐全的有限元程序。能较好地处 理高度非线性问题是该程序的特点。
• 它有下列几个模块：
(1)ABAQUS/CAE
• 它是一个完整的ABAQUS交互式图 形环境系统。是一个功能强大的前 后处理器。它使复杂的有限元分析 和结果的显示变为简单易行。它有下
(二)ABAQUS的计算分析功能
(1)静力分析(Static analysis) 静力分析是不考虑惯性影响的应
力分析。它有下列几个功能： a. 静力分析(Static analysis)，包括线性 和非线性； b. 屈 曲 特 征 值 (Eigenvalue buckling analysis)，临界(分叉)载荷的确定；
ABAQUS
• ABAQUS 是由Hibbitt, Karlsson, Sorensen三人合作开发的有限元分 析系统，因此，公司的名字就称为 HKS公司，在1978年推出。
ANSYS
• ANSYS是美国Swanson Analysis System Inc.(SASI)研究和开发的有限 元分析系统。该公司是John Swanson 于1970年创立的。
b. 结构变形前后的形状和网格图； c. 变形过程的动画演示； d. 时间历程图； e. 任意节点或高斯积分点上变量与时 间的历程曲线。
系统的接口
现在的有限元系统的前处理系统 都有一个与CAD/CAM相连的接口， 可以直接从CAD/CAM或其他工程绘 图软件读入数据文件，然后进入编码 转换，成为有限元系统的前处理用的 几何图形，接着就可以进行下一步的 前处理过程。
PATRAN前处理的结果可用于各 种FEM计算软件例:
ABAQUS, ANSYS, MSC/NASTRAN,
MSC/DYTRAN(碰撞分析),
Fluent(流场分析)等其他软件。
计算结果可以用这些软件来作后 处理，也可以用PATRAN来进行后处 理。
据有关文献介绍，ANSYS 和NASTRAN适用于线性到中 度非线性分析，ABAQUS和 ADINA是非线性功能较强的
including frictional effect and inertia effect)；
(4)Heat transfer analysis
a. Uncoupled heat transfer analysis 与应力/位移或电场无关，线性，非
线性的稳态和瞬态分析。
b. Sequentially coupled thermal stress
• 这是通用的计算分析模块，能够求 解线性和非线性问题，包括结构对 静力、动力、热和电的响应。
(4)ABAQUS/Explicit
• 用显式时间积分的方法分析固体和 结构的非线性，瞬态和动力问题。 它适用于冲击和爆炸等短时和瞬态 动力问题，对于成形过程和接触问 题这样高度非线性问题也是非常有 效的。
(2)动力分析(Dynamic analysis) 静力分析是考虑惯性影响的应力
分析。它有下列几个功能：
A.Direct-solution dynamic analysis A1. Implicit dynamic analysis 用于强 非线性瞬性动力响应；
A2. Explicit dynamic analysis
MSC/Nastran
• MSC/Nastran (NASA Structural Analysis) 是最早的一个有限元分析 系统， 最初是为美国航天局(NASA) 研究和发展的结构分析系统程序， 所以称为NASTRAN，在1971年，由 MSC公司开发和支持的，于1983年 MSC公司推出了商用的NASTRAN 版本。
• (e)可视化模块则用于解释结果。
(2)ABAQUS/Viewer
• 是ABAQUS/CAE的可视化模块，用 于交互式的计算结果的后处理。
• 后处理过程用菜单显示所有的可选
项。ABAQUS软件的结果可用五类
图形显示： *等值线或彩色云图
*历程图
*变形
*图形
*动画显示
(3)ABAQUS/Standard
B3.Mode-based
steady-state
harmonic response analysis, 以系统的
固有模；
B4.Response spectrum analysis, 线性 的响应谱分析； B5. Random response analysis(随机 响应分析)
在系统固有模态的基础上计算模型 随机激励的线性化响应。
在显式计算中应用中心差分算子， 显式积分的优点： 1. 可以用于非常大的问题； 2. 在求解不连续现象时更有效； 3. 可求解复杂的一般三维与变形体 接触的问题； 4. 解应力波问题时比隐式计算更有 效。