Ansys简介
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。
ansys 施加力曲线
ansys 施加力曲线（实用版）目录1.ANSYS 简介2.施加力曲线的方法3.施加力曲线的步骤4.应用实例正文1.ANSYS 简介ANSYS 是一种用于机械、电子、流体和多物理场耦合分析的计算机辅助工程（CAE）软件。
它可以帮助工程师在产品设计过程中进行虚拟测试，以评估其在现实世界中的性能。
在 ANSYS 中，用户可以建立三维模型，并应用各种分析工具，如结构分析、热分析和疲劳分析等。
2.施加力曲线的方法在 ANSYS 中，有多种方法可以施加力曲线。
其中一种常见的方法是使用时间历程函数。
时间历程函数允许用户定义一个随时间变化的力，并将其施加到模型上。
这种方法的优点是，用户可以根据实际需求创建复杂的力曲线，以模拟实际情况。
另一种方法是使用预定义的力函数。
ANSYS 提供了许多预定义的力函数，如正弦函数、三角函数等。
用户可以根据需要选择合适的函数，并将其应用于模型。
这种方法的优点是简单易用，但缺点是力函数可能无法精确模拟实际情况。
3.施加力曲线的步骤以下是在 ANSYS 中施加力曲线的一般步骤：（1）创建模型：首先，用户需要创建一个三维模型，并确保模型的几何形状和材料属性符合实际需求。
（2）准备模型：在对模型进行分析之前，用户需要对模型进行一些预处理，如划分网格、设置边界条件等。
（3）选择分析类型：根据需求，用户需要选择合适的分析类型，如静态分析、动态分析或疲劳分析等。
（4）施加力曲线：在分析类型选择后，用户需要创建一个时间历程函数或选择一个预定义的力函数，并将其施加到模型上。
（5）运行分析：在模型准备就绪后，用户可以运行分析，以评估模型在不同力曲线下的性能。
（6）查看结果：分析完成后，用户可以查看分析结果，如应力、应变、位移等。
4.应用实例假设我们要分析一个简单的梁结构在不同力曲线下的应力分布。
首先，我们需要创建一个梁模型，并设置合适的边界条件。
然后，我们可以创建一个时间历程函数，用于模拟不同力曲线。
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
ansys简介
•浓厚兴趣
理论
•自我激励 •拾肩而上 •逐一突破 • ……
实践
Summary
目的
难点
方法
为桥梁工 程服务
将桥梁专 业知识与 ANSYS技 术相结合
通过桥梁 工程实例 学习ANSYS
ANSYS Introduce
ANSYS的产品家族
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ FLOTRAN
ANSYS/ Thermal
ANSYS/ Structural
ANSYS/
LinearPlus
该单元具有应力刚化及大变形功能,并支持弹性,蠕变或 塑性模型 。
Beam188 Introduce
Beam188的定义
截面定义：不能使用实常数进行定义，需使用截面号。 这些截面可以在ANSYS库中直接查找，或自己定义。
方向点的定义：用于确定单元方向。
Two Examples
Example 1
采用Beam188单元计算混凝土梁在非线性温度作用下产 生的效应。
Two Examples
Example 1
第1步：定义梁的截面，采用mesh200划分网格，并根据 单元的不同高度，给单元分配不同的热膨胀系数属性。
Two Examples
Example 1
第2步：定义点、线，生成梁的几何模型。 第3步：划分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ元，导入已定义的梁截面，定义方向点，生 成有限元模型。
ANSYS 浅谈
Contents
1
2 3
ANSYS Introduce
ansys 收敛指定范数
ansys 收敛指定范数摘要：1.ANSYS 简介2.收敛的概念3.指定范数的作用4.如何在ANSYS 中指定范数5.指定范数的注意事项6.总结正文：1.ANSYS 简介ANSYS（Analysis Numerique par la Méthode des léments Finis，有限元分析法）是一款广泛应用于工程领域的计算机辅助工程（CAE）软件。
通过数值模拟技术，ANSYS 能够求解结构、流体、热传导、电磁场等多种物理现象，为工程师提供优化设计方案和产品性能预测。
2.收敛的概念在ANSYS 中，收敛是指数值解法得到一个稳定、可靠的解。
在求解过程中，数值解法会根据迭代公式不断更新解，直到解的变化小于设定的收敛标准。
收敛是判断数值模拟结果可靠性的重要依据。
3.指定范数的作用在ANSYS 中，指定范数是用来控制收敛的一种手段。
通过设置合适的范数，可以有效地提高求解效率和结果的准确性。
范数的大小直接影响到迭代过程中解的更新速度，以及收敛的稳定性。
4.如何在ANSYS 中指定范数在ANSYS 中，可以通过以下步骤指定范数：（1）打开ANSYS 软件，创建或打开一个工程项目。
（2）选择要分析的模型，进入分析模块。
（3）在分析模块中，选择适当的求解器。
例如，对于结构分析，可以选择“Structural Solver”。
（4）在求解器设置中，找到“收敛设定”或“Convergence settings”选项。
（5）在“收敛设定”中，设置合适的范数。
范数的设置可以根据实际问题和求解需求进行调整。
较小的范数可以提高收敛精度，但会增加计算时间；较大的范数可以减少计算时间，但可能导致收敛不稳定。
5.指定范数的注意事项在指定范数时，需要注意以下几点：（1）根据问题特点和求解需求选择合适的范数，不能过大也不能过小。
（2）在求解过程中，可以适时调整范数，以获得更好的收敛效果。
（3）在设置范数时，要考虑到计算机性能和计算资源的限制。
ANSYS-简介
ANSYS 结构分析 概览
ANSYS结构分析有7种，基本未知量是位移，其余未知量（如应变、应 下，应变随时间延长而增加的现象。
力和反力等均通过位移量导出）此外，还可进行特殊分析，如断裂分析、复合
材料分析、疲劳分析等。 1）静力分析：用于求解静力载荷作用下结构的静态行为，可考虑结构线 性和非线性特性（大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹、蠕变等）;
I-8
ANSYS 流体分析 概览
流体分析 用于确定流体的流动及热行为. 流体 分析分以下几类: • CFD - ANSYS/FLOTRAN 提供强大的计算流 体动力学分析功能，包括不可压缩或可压缩 流体、层流及湍流，以及多组份流等. • 声学分析 - 考虑流体介质与周围固体的相互 作用, 进行声波传递或水下结构的动力学分析 等. • 容器内流体 分析 - 考虑容器内的非流动流体 的影响. 可以确定由于晃动引起的静水压力. • 流体动力学耦合分析 - 在考虑流体约束质量 的动力响应基础上，在结构动力学分析中使 用流体耦合单元.
ANSYS 简 介
September 30, 1998
Introduction to ANSYS - Release 5.5 (001128)
I-1
ANSYS的产品家族
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-NSYS/ Mechanical ANSYS/ FLOTRAN
ANSYS/ Thermal
ANSYS/ Structural
ANSYS/
LinearPlus
September 30, 1998
Introduction to ANSYS - Release 5.5 (001128)
I-2
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软件的功能简介
2.2 求解模块SOLUTION(续)
❖磁场分析的类型: ➢①静磁场分析：计算直流电(DC)或 永磁体产生的磁场。 ➢②交变磁场分析：计算由于交流电 (AC)产生的磁场。 ➢③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。
2.2 求解模块SOLUTION(续)
电
用于计算电阻或电容系统的电场。
❖ ANSYS热分析功能:
➢ 相变(熔化及凝固)
➢ 内热源(如电阻发热等)
➢ 三种热传递方式(热传导、热 对流、热辐射)
2.2 求解模块SOLUTION(续)
磁 场
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、
分
涡流、能耗及磁通量泄漏等。磁场可由电
析
流、永磁体、外加磁场等产生。
用的设计和分析工具
ANSYS/ProFEA –Pro/ENGINEER 的 ANSYS 分 析接口。
ANSYS/ Professional
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ Emag
ANSYS/ Structural
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ PrepPost
➢③容器内流体 分析 - 考虑容器内的非流动流体的 影响。可以确定由于晃动引起的静水压力。例如： 油罐，其它液体容器。
➢④流体动力学耦合分析 - 在考虑流体约束质量的动 力响应基础上，在结构动力学分析中使用流体耦合 单元。
2.2 求解模块SOLUTION(续)
考虑两个或多个物理场之间的相互作
耦
用。如果两个物理场之间相互影响，
振动引起的结构应力和应变(也叫作响应谱或PSD)。 ➢ ③谐响应分析：确定线性结构对随时间按正弦曲线
ansys分析入门基础篇
边界条件
02
03
材料属性
设置边界条件，如固定约束、自 由约束等，以限制物体的自由度。
设置材料属性，如弹性模量、泊 松比、密度等，以模拟实际材料 的特性。
求解过程
建立模型
根据分析需求，建立相应的模型。
加载和求解
根据分析需求，加载相应的载荷和边界条件，然 后进行求解。
ansys分析入门基础篇
目录
• ANSYS软件简介 • 建立模型 • 加载与求解 • 结果后处理 • 案例分析
01 ANSYS软件简介
什么是ANSYS
综合性仿真软件
ANSYS是一款集结构、流体、电 磁、热、声等多物理场于一体的 综合性仿真软件，广泛应用于航 空航天、汽车、船舶、电子、能 源等领域。
电子
ANSYS在电子领域应用于集成电路、电子 元器件、PCB板等的设计和优化，提高产 品性能和可靠性。
船舶
ANSYS在船舶领域应用于船体结构、推进 系统、船舶设备等的设计和优化，提高船 舶性能和安全性。
ANSYS的基本功能
结构分析
流体动力学分析
ANSYS提供了强大的结构分析功能，可以 对各种材料进行静力、动力、疲劳等分析 ，模拟结构的变形、应力、应变等。
ANSYS的流体动力学分析功能可以对流体 进行稳态和瞬态分析，模拟流体流动、传 热、燃烧等过程。
电磁场分析
声场分析
ANSYS的电磁场分析功能可以对电磁设备 进行磁场、电场、电磁力的分析和优化， 提高设备的性能和效率。
ANSYS的声场分析功能可以对声音传播、 噪声产生等进行模拟和分析，优化产品的 声学性能。
02 建立模型
Ansys软件简介及求解步骤
内容：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Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。
一、软件功能简介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。
软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。
该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。
目前版本为ANSYS5.7版，其微机版本要求的操作系统为Windows 95/98或Windows NT,也可运行于UNIX系统下。
微机版的基本硬件要求为：显示分辨率为1024×768，显示内存为2M以上，硬盘大于350M，推荐使用17英寸显示器。
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。
ansys简介
齿轮啮合
超弹密封
ANSYS与有限元法
结构分析（续）
动力学分析
–包括质量和阻尼效应 –模态分析 计算固有频率及振型 –谐响应分析 确定结构对已知幅值和频率的正弦载荷的响应 –瞬态动力学分析 确定结构对随时间变化载荷的响应，可以 包括非线性行为
其他结构功能
–谱分析 –随机振动 –特征值屈曲 –子结构，子模型
汽车模态分析
ANSYSLS-DYNA
– 侧重惯性力占主导的大变形模拟 – 用于模拟冲击、碰撞、快速成型等。
车侧撞
板料成形
ANSYS与有限元法
耦合场分析
耦合场分析考虑两种或多于两种场之间的相互作用。每一 种场都依赖于另一种场使得不可能对每个场单独求解，因 此需要一个能够将物理问题综合在一起考虑计算的程序。
ANSYS与有限元法
ANSYS 简 介
ANSYS, Inc. ANSYS系列产品的开发商 总部在美国匹兹堡
ANSYS与有限元法
ANSYS 是被世界各地各领域的工程师所广泛使用 的完整的有限元软件包:
–结构 –热 –流体,包括CFD (计算流体动力学) –电场 / 静电 –电磁
ANSYS应用的部分工业领域列表:
例如:
–热应力分析 –压电分析 (电及结构 ) –声学 (流体及结构) –热－电分析 –导热 (磁和热) –静电－结构分析
双金属杆由于加 热产生变形
返回
– 航空航天 – 汽车 – 生物医学 – 桥梁和建筑 – 电子及器具 –重型设备及机械 – MEMS – 微机电系统 –运动产品
ANSYS与有限元法
结构分析
结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反力 静力分析
– 用于静力载荷条件 – 可以模拟诸如大变形、大应变、接触、塑性、超弹、蠕 变等非线性行为
ANSYS简介
用来可以用来进行分析结构、动力学、传热、热力耦合、电磁耦 合、流体分析（CFD）、耦合场分析-多物理场等领域的问题的解 答。ANSYS包含了前置处理、求解程序以及后置处理等三部分，
ANSYS的运行有两种模式：交互模式（Interactive Mode）和非交互模式（Batch Mode）。初学者和大多数使用者可采用交互模式，包括模型的建立、文件的保存与处理、 图形的打印及结果分析与输出等。一般基本的设置和分析都可以通过交互模式完成，常 见的命令流都有相关的交互式菜单操作对应，但部分高级设置只能通过非交简介
ANSYS简介 ANSYS中典型分析过程可以归纳为以下3个部分：前处理、求解计算和后处理。 1. 前处理 1. 定义工作文件名； 2. 设置分析模块； 3. 创建或读入几何模型； 4. 定义单元类型和选项； 5. 定义实常数，注意不是每种单元都必须的； 6. 定义材料属性； 7. 划分网格，形成单元。 2. 求解计算 1. 施加载荷及设定约束条件。 2. 定义分析类型，进行求解参数设置。 3. 求解。 3. 后处理 1. 将计算结果读入当前数据库。 2. 以列表或图形形式查看分析结果。 3. 检查结果是否正确。 4. 进行各种后续分析。
ANSYS简介
随着有限元技术的发展，有限元软件也取得了长足的进步。
目 前 在 国 际 上 比 较 知 名 的 大 型 通 用 有 限 元 软 件 有 ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, SAP, ALOGR, MARC, ADINA等。其中 ANSYS是最早我国最早引入的有限元软件之一。ANSYS自1971年
ansys应变能计算
ansys应变能计算应变能是材料力学中的一个重要概念，用来衡量材料在受到外力作用下发生形变的能力。
对于工程分析和设计而言，准确计算应变能对于评估材料的性能和预测材料的损伤非常重要。
ANSYS是一种强大的有限元分析软件，可以用于计算和模拟各种工程问题，包括应变能的计算。
本文将介绍如何使用ANSYS进行应变能计算的方法和步骤。
一、ANSYS简介ANSYS是一种基于有限元方法的工程仿真软件，由美国ANSYS公司开发。
它具有强大的计算能力和广泛的应用范围，可以用于结构力学、热传导、流体力学等领域的分析和模拟。
二、应变能计算原理应变能是由外力作用下材料内部产生的形变所储存的能量。
对于弹性材料而言，应变能可以通过计算应力和应变的积分来求得。
在ANSYS中，应变能通常是通过计算材料的位移和应力来获得。
三、应变能计算步骤1. 导入CAD模型：首先需要导入待分析的CAD模型，可以是2D 图形或者3D模型，并进行几何体和网格的划分。
2. 定义材料属性：根据实际问题，需要定义材料的力学性能参数，如弹性模量、泊松比等。
3. 施加边界条件：根据实际情况，设定边界条件。
例如，可以给材料施加力或位移边界条件。
4. 求解力学场：使用ANSYS进行力学场求解，即计算应力和位移分布。
5. 计算应变能：根据计算得到的应力和位移场，进行应变能的计算。
在ANSYS中，可以利用元件的应变能密度功能来实现应变能的计算。
6. 结果分析和后处理：对计算得到的结果进行分析和后处理，如绘制应变能云图、生成应变能曲线等。
四、案例分析以简单的拉伸问题为例，来演示如何使用ANSYS进行应变能计算。
1. 导入模型：首先导入一个长方形的2D模型，并进行网格划分。
2. 定义材料属性：假设材料为线弹性材料，定义弹性模量和泊松比。
3. 施加边界条件：给材料的两端施加位移边界条件，使其产生拉伸。
4. 求解力学场：运行ANSYS进行力学场求解，得到应力和位移场。
5. 计算应变能：利用ANSYS中的应变能密度功能，计算得到应变能。
ANSYS简介
Courtesy: Sikorsky Aircraft
ANSYS AN
ANSYS 结构分析 概览(续) 概览(
ANSYS除了提供标准的隐式动力学分析以外， 还提供了显式 动力学分析模块ANSYS/LS-DYNA. 用于模拟非常大 的变形， 的变形，惯性力 占支配地位， 占支配地位，并 考虑所有的非线 性行为. 性行为 它的显式方程求 解冲击、碰撞、 解冲击、碰撞、 快速成型等问题， 快速成型等问题， 是目前求解这类 问题最有效的方 法.
ANSYS AN
结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等 结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等.
ANSYS AN
ANSYS 结构分析 概览(续) 概览(
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. 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. 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 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.) 性屈曲分析 专项分析: 断裂分析, 专项分析 断裂分析 复合材料 分析， 分析，疲劳分析
ANSYS Βιβλιοθήκη NANSYS 简 介ANSYS AN
公司发展简介
ANSYS公司 公司
ANSYS创始人：John Swanson 博士 创始人： 创始人
匹兹堡大学力学系教授， 匹兹堡大学力学系教授，有限元界著名权威
公司成立于1970年，总部位于美国宾西法尼亚州的匹兹堡 年 公司成立于 1995年5月在设计分析类软件中第一个通过了 年 月在设计分析类软件中第一个通过了 月在设计分析类软件中第一个通过了ISO9001的 的 质量体系认证 2002年 月被美国《Business2.0》杂志评为100家发展最 2002年9月被美国《Business2.0》杂志评为100家发展最 100 快的科技公司 2002年10月 福布斯200”最佳小型企业名单中位居第56 2002年10月“福布斯200”最佳小型企业名单中位居第56 200 位 在全球拥有400多名雇员、50000多用户的高科技跨国公司 在全球拥有400多名雇员、50000多用户的高科技跨国公司 400多名雇员
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
到 80 年代初期，国际上较大型的面向工程的有限元通用软件主要有：ANSYS, NASTRAN, ASKA, ADINA, SAP 等。以 ANSYS 为代表的工程数值模拟软件，是一个多用途的有限元法分析软件，它从 1971 年的 2.0 版本与今天的 5.7 版本已有很大的不同，起初它仅提供结构线性分析和热分析，现在可用来求结 构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题的解答。它包含了前置处理、解题程序以及后置处理，将有限元分 析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为现代工程学问题必不可少的有力工具。
1.3 ANSYS 软件主要特点
主要技术特点：
• 唯一能实现多场及多场耦合分析的软件 • 唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型 FEA 软件 • 唯一具有多物理场优化功能的 FEA 软件 • 唯一具有中文界面的大型通用有限元软件 • 强大的非线性分析功能 • 多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置 • 支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容 • 强大的并行计算功能支持分布式并行及共享内存式并行 • 多种自动网格划分技术 • 良好的用户开发环境
2. 主菜单（Main Menu）：包含分析过程的主要命令，如建立模块、外力负载、边界条件、分析类型 的选择、求解过程等。
3. 工具栏（Toolbar）：执行命令的快捷方式，可依照各人爱好自行设定。 4. 输入窗口（Input Window）：该窗口是输入命令的地方，同时可监视命令的历程。 5. 图形窗口（Graphic Window）：显示使用者所建立的模块及查看结果分析。 6. 输出窗口（Output Window）：该窗口叙述了输入命令执行的结果。
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。
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左上角表示：当前显示窗口号（“1”）以及当前绘图区 域的图形对象（node） 右上角表示：此次有限元分析建立的时间 4.ANSYS工具栏 Ansys工具栏集成了几个比较常用的按钮，单击这些按钮 可以高效快捷的完成保存、回复、退出等命令。 SAVE-DB 保存当前数据 RESUME-DB 从保存的文件中恢复数据 QUIT 退出ANSYS POWRGRPH 切换图形显示模式 5图形显示控制按钮集 通过这些按钮，可以控制模型的显示模式，可实现绕各 轴的旋转，显示各个视图以及放大缩小等。
2.1关于建立模型的基本概念
2.1.1区分实体模型与有限元模型 几乎所有的有限元分析模型都用实体模型建模。几何 实体并不参与有限元分析。所有施加在几何实体模型 上的载荷或约束必须最终转移到有限元模型上（节点 或单元上）进行求解。几何实体模型通过网络划分（ meshing)就可以建立有限元模型
2.2几何实体模型和有限元模型的创建方法
6.ANSYS实用菜单 ansys 实用菜单主要涉及文件，模型选择，列表，绘 图 控制等一系列关键操作 File菜单：主要完成文件管理、数据库操作等一些列功能 Select菜单：用于实体模型或者有限元模型中对象的选取 ，在复杂模型中该功能非常有用，它同时还可以对组件 和部件进行管理。 WorkPlane菜单：用于控制工作平面和系统坐标系。 List菜单：主要用来列表显示文件信息，可以列表显示文 件信息，可以列表显示命令记录文件，列表显示错误信 息文件，以及显示二进制文件 Plot菜单：主要用来绘制模型的各个图像对象，比如可以 选择只绘制模型的及诶单或单元等。
2.5坐标系
笛卡尔坐标系，代号为0 总体坐标系 柱坐标系，代号为1 球坐标系，代号为2 局部坐标系 坐标系 节点坐标系 单元坐标系 显示坐标系 结果坐标系
空间中的任何一点都可以用其中任何一坐标系来表示其 位置，均需要3个参数来描述。
笛卡尔坐标系
柱坐标
球坐标
例子：三维轴承模型
三.网格划分
以建立的带孔矩形模板为例说明（视频）： 模 型 基 本 参 数 ： 板 厚 度 为 25mm ， 长 为 200mm, 宽 为 150mm,圆孔半径10mm，弹性模量E=20Gpa，泊松比 μ=0.3。
创建ANSYS模型的四种途径
2.3 ANSYS中图元的及其层次关系
2.4ANSYS实体建模基本思路
实体建模有两种思路：自底向上建模和自顶向下建模。 1. 自底向上是最基本的建模方法，也是最易掌握的所谓 “传统”方法，自底向上建模时首先定义关键点，再 由关键点定义较高的图元，由点到线，线到面，面到 体，由低级到高级。
例子：柱高100，底面上共有8个角点，坐标以此为： 1 （ 0 ， 0 ） ； 2 （ 50,30 ） ； 3 （ 100,0 ） ； 4 （ 70,50 ）； 5（100,100）；6（50,70）；7（0,100）8（30,50）
2自顶向下建模 当用户直接建立一个体时，ANSYS会自动生成所有从 属于该体的低级图元。这种一开始就从较高级图元开 始建模的方法就叫做自顶向下建摸。 例子：板厚度为25mm，长为200mm，宽为15mm，圆孔 半径为10mm，分布在板的四角距边缘10mm。
ANSYS 与 CAD 软件的接口产品。可以将 CAD 模型数 据或国际标准格式 CAD模型数据直接读入并进行任意 ANSYS 支持的分析。目前支持的 CAD 软件有： Pro/E 、 UG 、 CADDS 。支持的国际标准格式有： IGES 、 SAT、Parasolid.
二、 ANSYS基本使用方法
1.认识ANSYS工作界面 2.有限元分析典型步骤
主窗口组成
1.状态栏 mat=1：材料号 type=1：单元号 real=1：实常数号 csys=0：坐标系统号 secn=1：界面类型号 2.命令输入窗口 所有的命令都可以通过输入对应的命令来实现
在复杂的模型中，输入一系列的的 ANSYS 命令比图形 操作更加方便和快捷，而且在输入命令时，会自动弹 出该命令用法的提示信息如上图所示。 3.图形显示窗口
ANSYS简介与基本应用
主讲：孙艳斌 导师：关砚聪 小组源自孙艳斌 赵宏伟 陈作瑞 苑忠亮一、主要功能简介
ANSYS具有强大的结构、热力学、流体、电 磁等领域的分析功能。结构静力分析用来求解外 载荷引起的位移、应力和力。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。 结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成 比例变化。 ANSYS 可以分析大型三维柔体运动。 ANSYS 可以处理热传递的 3 种基本类型：传导、 对流和辐射热。
A N S Y
7.ANSYS Main Menu(主菜单) Preprocessor：前处理主 要用来建立模型，可 以构建出二维和三维 等复杂模型以及划分 网格
Solution：求解，用来施 加约束分析受理情况 General Postproc:通用 后处理器
2、典型分析过程
1. 前处理——创建有限元模型 1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性） 2）创建或读入几何实体模型 3）有限元网格划分 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 solve 3. 后处理 1）查看分析结果 2）检验结果
2.4布尔运算常用的运算命令
在ANSYS中，可以通过布尔运算进行几何图形的加减、 塔接等操作。 布尔运算一共有七种操作功能
布尔操作路径
1.相加运算（ADD）
2.减运算（Subtract）
3.塔接（Overlap） 塔接是指两者相交处新生成“第三者”，原来各少一块 。
4.粘贴（Glue） 粘接运算后的图元仍然保持相互独立，只是它们在交界 处共用低级图元。