有限元分析软件及应用
《2024年ANSYS有限元分析软件在热分析中的应用》范文
《ANSYS有限元分析软件在热分析中的应用》篇一一、引言随着科技的不断进步，ANSYS有限元分析软件在工程领域的应用越来越广泛。
其中，ANSYS在热分析方面的应用具有很高的价值，能对复杂结构的温度分布、热应力等问题进行有效的数值模拟和分析。
本文旨在深入探讨ANSYS有限元分析软件在热分析中的应用。
二、ANSYS软件及其热分析功能ANSYS是一款广泛应用于机械、电气、流体等多领域的有限元分析软件。
其强大的功能主要得益于其精细的数值计算方法和广泛的适用性。
在热分析方面，ANSYS可以模拟各种复杂的热传导、热对流和热辐射问题，为工程师提供精确的数值结果和直观的图形展示。
三、ANSYS在热分析中的应用1. 模型建立与网格划分在ANSYS中进行热分析，首先需要建立准确的模型并进行网格划分。
ANSYS提供了强大的建模工具，可以方便地建立各种复杂的模型。
同时，其网格划分功能可以根据模型的特点和需求，自动或手动进行网格的生成和优化。
这为后续的热分析提供了可靠的数值基础。
2. 材料属性设定与载荷施加在热分析中，材料属性设定和载荷施加是关键步骤。
ANSYS 提供了丰富的材料库，可以根据实际需要选择合适的材料并进行属性的设定。
同时，根据问题的需求，可以在模型上施加各种类型的热载荷，如温度、热流等。
3. 求解与结果分析完成模型建立、网格划分、材料属性设定和载荷施加后，就可以进行求解了。
ANSYS采用先进的数值计算方法，可以快速得到求解结果。
同时，ANSYS提供了丰富的后处理功能，可以对求解结果进行可视化展示和分析。
例如，可以绘制温度分布图、热流图等，帮助工程师直观地了解问题的特点。
四、ANSYS在热分析中的优势相比传统的实验方法，ANSYS在热分析中具有以下优势：1. 准确性高：ANSYS采用先进的数值计算方法，可以模拟各种复杂的热传导、热对流和热辐射问题，得到的结果更加准确可靠。
2. 效率高：相比传统的实验方法，ANSYS可以在短时间内得到求解结果，大大提高了工作效率。
《2024年ANSYS有限元分析软件在热分析中的应用》范文
《ANSYS有限元分析软件在热分析中的应用》篇一一、引言随着科技的不断进步，ANSYS有限元分析软件在工程领域的应用越来越广泛。
其中，热分析作为工程领域的一个重要部分，ANSYS软件在其中发挥了重要作用。
本文将详细探讨ANSYS有限元分析软件在热分析中的应用，包括其基本原理、应用领域、优势及挑战等方面。
二、ANSYS有限元分析软件基本原理ANSYS是一款功能强大的有限元分析软件，广泛应用于结构、流体、电磁场和热分析等领域。
在热分析中，ANSYS利用有限元法将复杂的连续体离散化，将求解域划分为一系列的单元体，然后通过对每个单元进行分析，从而得出整个结构的热行为特性。
三、ANSYS在热分析中的应用1. 稳态热分析稳态热分析主要用于研究物体在恒定温度场下的热行为。
通过ANSYS软件，可以建立物体的三维模型，设置材料属性、边界条件等参数，然后进行稳态热分析。
分析结果可以用于产品设计、优化和性能评估等方面。
2. 瞬态热分析瞬态热分析主要用于研究物体在温度场随时间变化情况下的热行为。
例如，在汽车发动机、电子设备等领域的热管理中，需要了解设备在运行过程中的温度变化情况。
通过ANSYS软件进行瞬态热分析，可以得出设备在不同时间点的温度分布情况，为产品设计、优化和故障诊断提供依据。
四、ANSYS在热分析中的优势1. 高精度：ANSYS软件采用先进的有限元法，可以将求解域划分为足够小的单元体，从而得出较为精确的解。
2. 多物理场耦合分析：ANSYS可以用于多物理场耦合分析，包括热-结构耦合、热-流体耦合等，能够更全面地反映实际工程问题的复杂性。
3. 丰富的材料库：ANSYS拥有丰富的材料库，可以用于模拟各种材料的热性能。
4. 强大的后处理功能：ANSYS具有强大的后处理功能，可以方便地查看和分析计算结果，为工程设计提供有力支持。
五、挑战与展望尽管ANSYS在热分析中具有诸多优势，但仍面临一些挑战。
例如，在处理大规模复杂问题时，计算资源的消耗较大；对于某些特殊材料和复杂结构的建模和分析难度较高；此外，ANSYS软件的学系成本较高，需要专业知识和技能。
有限元分析(FEA)软件 ANSYS ANSA ADINA ABAQUMSC 及Wiseteam图形工作站
有限元分析(FEA)软件ANSYS /ANSA /ADINA/ ABAQU/MSC 及Wiseteam图形工作站有限元分析（FEA）是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等问题，有限元方法已经应用于水工、土建、桥梁、机械、电机、冶金、造船、飞机、导弹、宇航、核能、地震、物探、气象、渗流、水声、力学、物理学等,几乎所有的科学研究和工程技术领域。
有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
基于有限元分析（FEA）算法编制的软件，即所谓的有限元分析软件。
通常，根据软件的适用范围，可以将之区分为专业有限元软件和大型通用有限元软件。
常见通用有限元软件包括LUSAS,MSC.Nastran、Ansys、Abaqus、LMS-Samtech、Algor、Femap/NX Nastran、Hypermesh、COMSOL Multiphysics、FEPG等等。
ANSYSANSYS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。
ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。
因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。
ANSAANSA是目前公认的全球最快捷的CAE前处理软件，也是一个功能强大的通用CAE前处理软件。
ANSA具有很多独创的技术特色，因而使得它比之其他同类软件具有非常高的效率和能力，并在全球范围得到了非常广泛的应用，包括汽车、航天航空、电子、船舶、铁路、土木等工业领域。
各种有限元软件介绍
ls-dyna 软件是美 国 lstc 公 司 出 品,不是 ansys 公司的产品,可 以集成到 ansys 环境中
支持并行
玻璃成型,生物医学,体育器 材;
5.
MSC MARC
非线性有限元分析.MSC MARC 具有多种物理场的分析能力,复合 场的耦合分析能力, 强大的非线性分析能力, 最先进的接触分析能力, 并行计算功能,丰富的单元库,开放的用户环境,强大的网格自适应 功能,全自动三维网格重划分 有限元分析前后处理.MSC Patran 其友好的用户界面条例清晰,符合 CAE 操作流程,最多不超过三级的菜单按"事件"激发,使用户可随意 接通任何分析任务.对大模型的操作响应及快,包括网格剖分,图形 优化, 数据库优化, 内存管理及屏幕刷新等, 都能快速给出操作结果, 大大加快了分析速度.其几何模型直接访问技术为所有的 CAD 软件 系统间的几何模型沟通及各类分析模型无缝连接提供了完美的集成 环境.MSC Patran 允许用户直接在几何模型上设定载荷,边界条件, 材料和单元特征,并将这些信息自动地转换成相关的有限元信息,以 最大限度地减少设计过程的时间消耗.
支持并行
6.
MSC Patran
不支持并行 支持 Win/Linux/ Unix 系统
7.
MSC Nastran
有限元分析.MSC Nastran 具有极高的软件可靠性,独特地结构动力 航空航天, 国防, 汽车, 造船, http://www.mscs 学分析技术,完整的非线性求解技术,高效的大型工程求解能力 机械制造, 兵器, 铁道, 电子, -ACMS 方法,针对大型问题的优化技术和设计灵敏分析技术,高度 石化,能源材料等 灵活的开放式结构与功能独特的用户化开发工具 DMAP 语言,独特 的气动弹性及颤动分析技术,独特的多级超单元技术,支持 MSC Nastran 所有的分析类型,高效的分布式并行计算 零部件疲劳寿命分析. MSC Fatigue 支持多种有限元软件的求解结果, 自带大量的材料疲劳特性数据库,独特的随机振动条件下的疲劳寿 命,独特的旋转车轮的疲劳分析,具有重设计循环能力,进行真是载 荷工况仿真, 支持 MSC Nastran 所有的 CWELD 选项 ALIGN, GRIDID, ELEMID,支持 XDB 和.OP2 文件 空间站,飞机发动机,汽车, http://www.mscs 铁路, 家电, 电子通讯, 舰船, 石油化工,内燃机,核能,电 站设备,机械制造
第五章 三维有限元分析软件MIDAS的基本应用简介
树形菜单
从模型的输入到分析、结果分析的整个过程，以 及各种表格及组的设定状态等按照树形结构进行了系 统的整理，使用户可以就所需的内容得到指示或打开 相关的对话窗口，进行有效的操作。在树形菜单的“工 作树”中可以清楚地对已做的模型数据输入状况进行确 认，并提供对模型进行修改的拖放（Drag&Drop）方式 的建模功能。
7）结果：荷载组合条件的输入、分析结果的图 形处理、查询及分析功能等。 8）设计：设置设计参数，进行钢筋混凝土、组 合构件的截面设计、钢结构的优化设计等。 9）模式：前处理模式和后处理模式的转换功能。 10）查询：节点或单元的输入状态及属性的查 询功能。 11）工具：单位系及初期操作环境的设定、MC T命令窗口(Midas Gen Text，格式命令输入模型数 据 ）、材料目录表的列表、地震数据的生成、 截面特性值计算器的运行功能等。 12）窗口：操作画面的各种窗口调整和排列功 能。 13）帮助：帮助功能及连接midas IT的主页、 发送e-mail的功能等。
（3）单元坐标系（ECS, Element Coordinate System）， ECS使用的也是右手法则的x、y、z轴垂直坐标系，各轴 以小写字母（x、y、z）表示，主要用来表达单元内力、 单元应力及相关于单元的其他输入数据。在查看单元分析 结果时，使用单元坐标系会更方便。
(a) 竖向构 件（柱） β角
(b) 水平或 倾斜构件 （梁或斜 杆）β角 梁单元单元坐标系及内力示意图
（4）节点坐标系（NCS, Node Local Coordinate System）， NCS使用的也是右手法则的x、y、z轴垂直坐标系，各轴 以小写字母（x、y、z）表示。节点坐标系一般用在赋予 节点以特定方向的边界条件或强制位移上。
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。
(完整版)国内外主要有限元分析软件比较
有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。
有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
常见软件有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。
目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。
软件对比ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。
ABAQUS专注结构分析目前没有流体模块。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名：1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS流体分析能力排名：1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS耦合分析能力排名：1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析1．在世界范围内的知名度两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，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。
ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
abaqus在岩土工程中的应用 案例文件
abaqus在岩土工程中的应用案例文件abaqus是一种强大的有限元分析软件，可广泛应用于岩土工程中。
下面列举了10个关于abaqus在岩土工程中的应用案例。
1. 地基承载力分析：abaqus可以模拟地基承载力分析，包括地基沉降、土体变形等问题。
通过建立地基土的有限元模型，可以计算地基承载力和变形情况，进而评估土壤的稳定性和可行性。
2. 地下水渗流分析：abaqus可以模拟地下水渗流问题，包括渗流压力、渗流速度等。
通过建立地下水流动的有限元模型，可以计算地下水渗流的分布情况，进而评估地下水资源的利用和保护。
3. 边坡稳定性分析：abaqus可以模拟边坡的稳定性分析，包括边坡滑动、倾斜等问题。
通过建立边坡的有限元模型，可以计算边坡的稳定系数和安全系数，进而评估边坡的稳定性和安全性。
4. 岩土隧道分析：abaqus可以模拟岩土隧道的力学行为，包括围岩应力、位移等问题。
通过建立隧道的有限元模型，可以计算隧道围岩的应力分布和变形情况，进而评估隧道的稳定性和安全性。
5. 地震响应分析：abaqus可以模拟地震对岩土工程的影响，包括地震波传播、结构动力响应等问题。
通过建立岩土工程的有限元模型，可以计算地震波的传播路径和结构的动力响应，进而评估岩土工程的地震安全性。
6. 桩基工程分析：abaqus可以模拟桩基工程的力学行为，包括桩身承载力、桩身变形等问题。
通过建立桩基的有限元模型，可以计算桩身的承载能力和变形情况，进而评估桩基工程的稳定性和可行性。
7. 岩土地下工程分析：abaqus可以模拟岩土地下工程的力学行为，包括地下开挖、地下水渗流等问题。
通过建立岩土地下工程的有限元模型，可以计算地下工程的应力分布和变形情况，进而评估地下工程的稳定性和安全性。
8. 岩土边坡防护分析：abaqus可以模拟岩土边坡的防护措施，包括挡土墙、护坡等问题。
通过建立岩土边坡的有限元模型，可以计算防护结构的稳定性和抵抗能力，进而评估边坡的安全性和可行性。
各种有限元软件分析比较
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选择优化变量的一些说明•来自选择设计变量 使用尽量少的设计变量。选用太多的设计变量会使得收敛 于局部最小值的可能性增加，在问题是高度非线性时甚至 会引起不收敛。显而易见，越多的设计变量需要越多的迭 代次数，从而需要更多的机时。 给设计变量定义一个合理的范围。范围过大可能不能表示 好的设计空间，而范围过小可能排除了好的设计。
序软件体系。
OpenSees程序自1999年正式推出以来，已广泛用于太平洋地震 工程研究中心和美国其它一些大学和科研机构的科研项目中，较 好的模拟了包括钢筋混凝土结构、桥梁、岩土工程在内众多的实
际工程和振动台试验项目，证明其具有较好的非线性数值模拟精度。
主要特点
主要表现在以下几个方面：
拥有丰富的材料、单元库及分析手段，可用于非线性结 构和岩土工程的分析； 便于改进，易于协同开发，保持国际同步； 基于脚本语言可以创建非常灵活的输入文件； 非黑箱操作，适用于科学研究；
有限元软件的发展趋势
• 程序面向用户的开放性。 随着商业化的提高，各软件开发 商为了扩大自己的市场份额，满足用户的需求，在软件的功 能、易用性等方面花费了大量的投资，但由于用户的要求千 差万别，不管他们怎样努力也不可能满足所有用户的要求， 因此必须给用户一个开放的环境，允许用户根据自己的实际 情况对软件进行扩充，包括用户自定义单元特性、用户自定 义材料本构（结构本构、热本构、流体本构）、用户自定义 流场边界条件、用户自定义结构断裂判据和裂纹扩展规律等 等。 • 求解高非线性问题。 许多工程问题如材料的破坏与失效、裂 纹扩展等仅靠线性理论根本不能解决，必须进行非线性分析 求解，例如薄板成形就要求同时考虑结构的大位移、大应变 （几何非线性）和塑性（材料非线性）；而对塑料、橡胶、 陶瓷、混凝土及岩土等材料进行分析或需考虑材料的塑性、 蠕变效应时则必须考虑材料非线性。为此国外一些公司花费 了大量的人力和物力开发非线性求解分析软件，如ADINA、 ABAQUS等。它们的共同特点是具有高效的非线性求解器、 丰富而实用的非线性材料库。
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。
《有限元教程》20例ANSYS经典实例
《有限元教程》20例ANSYS经典实例有限元方法在工程领域中有着广泛的应用，能够对各种结构进行高效精确的分析和设计。
其中，ANSYS作为一种强大的有限元分析软件，被广泛应用于各个工程领域。
下面将介绍《有限元教程》中的20个ANSYS经典实例。
1.悬臂梁的静力分析：通过加载和边界条件，研究悬臂梁的变形和应力分布。
2.弯曲梁的非线性分析：通过加载和边界条件，研究受弯曲梁的非线性变形和破坏。
3.柱体的压缩分析：研究柱体在压缩载荷作用下的变形和应力分布。
4.钢筋混凝土梁的受弯分析：通过添加混凝土和钢筋材料属性，研究梁的受弯变形和应力分布。
5.圆盘的热传导分析：根据热传导方程，研究圆盘内部的温度分布。
6.输电线杆的静力分析：研究输电线杆在风载荷和重力作用下的变形和应力分布。
7.轮胎的动力学分析：通过加载和边界条件，研究轮胎在不同路面条件下的变形和应力分布。
8.支架的模态分析：通过模态分析，研究支架的固有频率和振型。
9.汽车车身的碰撞分析：通过加载和边界条件，研究汽车车身在碰撞中的变形和应力分布。
10.飞机翼的气动分析：根据飞机翼的气动特性，研究翼面上的气压分布和升力。
11.汽车车身的优化设计：通过参数化建模和优化算法，寻找最佳的车身结构设计。
12.轮毂的疲劳分析：根据材料疲劳寿命曲线，研究轮毂在不同载荷下的寿命。
13.薄膜材料的热应力分析：根据热应力理论，研究薄膜材料在不同温度下的应变和应力。
14.壳体结构的模态分析：通过模态分析，研究壳体结构的固有频率和振型。
15.地基基础的承载力分析：通过加载和边界条件，研究地基基础的变形和应力分布。
16.水坝的稳定性分析：根据水力和结构力学，研究水坝的稳定性和安全性。
17.风机叶片的动态分析：通过加载和边界条件，研究风机叶片在不同风速下的变形和应力分布。
18.圆筒容器的蠕变分析：根据蠕变理论，研究圆筒容器在持续加载下的变形和应力。
19.桥梁结构的振动分析：通过模态分析，研究桥梁结构的固有频率和振型。
CATIA有限元工程结构分析
CATIA有限元工程结构分析引言有限元分析是一种用于工程结构和材料的计算方法，它将连续物体分割为许多小的有限元，然后通过数值方法对这些有限元进行计算，以模拟真实物体的行为。
CATIA是一种常用的三维建模和分析软件，它提供了强大的工具和功能，可用于进行有限元工程结构分析。
本文将介绍CATIA中有限元分析的基本原理、使用方法和应用场景，并讨论一些常见的有限元分析模型和技术。
有限元分析基本原理有限元分析的基本原理是将连续物体离散化为有限个小的、相互连接的有限元，并通过数值方法对这些有限元进行计算，以模拟物体的静态或动态行为。
在CATIA中，有限元分析主要涉及以下几个方面：1.几何建模：CATIA提供了丰富的建模工具，可以创建各种复杂的三维几何形状。
在有限元分析中，首先需要将实际物体的几何形状建模成CATIA中的几何实体，以供后续分析使用。
2.网格划分：在有限元分析中，连续物体被划分为许多小的有限元，这些有限元之间通过节点相连形成网格。
CATIA提供了网格划分工具，可以自动或手动将几何实体划分为网格。
3.材料特性定义：有限元分析需要定义物体的材料特性，例如弹性模量、泊松比和密度等。
CATIA提供了材料库和材料编辑工具，可以方便地定义和管理材料特性。
4.约束和加载条件设置：在有限元分析中，需要设置物体的约束条件和加载条件，以模拟外部加载对物体的影响。
CATIA提供了丰富的约束和加载条件设置工具，可以灵活地定义各种约束和加载条件。
5.计算和后处理：CATIA可以使用各种数值方法对有限元模型进行计算，并根据计算结果生成分析报告和可视化结果。
CATIA提供了强大的后处理功能，可以对分析结果进行可视化、动画展示和数据分析。
CATIA有限元分析使用方法CATIA的有限元分析功能主要通过工作台的“CAE”模块提供。
下面是进行CATIA有限元分析的基本步骤：1.建立几何模型：使用CATIA提供的3D建模工具创建物体的几何模型。
第三章+matlab有限元分析与应用
在满足一定约束条件下，寻找使某个或多个设 计指标达到最优的设计方案的过程。
目标函数
用于衡量设计方案优劣的数学表达式，通常是 最小化或最大化的某个性能指标。
约束条件
限制设计方案选择的条件，包括设计变量的上下界、设计变量的关系等。
基于Matlab的有限元优化设计方法
MATLAB优化工具箱
提供了一系列用于求解各种优化问题的函数和算法，包括线性规划、非线性规划、混合 整数规划等。
有限元模型
由一组离散化的元素组成，每个 元素代表系统的一部分，并具有 特定的属性和行为。
节点
元素之间的连接点，用于传递力 和位移。
有限元分析的基本步骤
前处理
01
建立有限元模型，包括定义元素类型、几何形状、材料属性、
边界条件和载荷等。
Байду номын сангаас求解
02
应用数学方程求解有限元模型的节点位移和应力分布。
后处理
03
对于一些复杂模型，如具有非线性、大变形、多 材料等特性，建模难度大，需要发展更高级的建 模方法和技术。
数据安全与隐私保护
在进行有限元分析时，需要处理大量的数据，如 何保证数据的安全和隐私保护是一个重要的问题 。需要采取有效的数据加密和保护措施来确保数 据的安全性和隐私性。
未来发展方向与展望
跨学科融合
结果后处理
显示结果
使用Matlab的图形功能，如`plot`、`mesh`等，绘制 结果的可视化图像。
分析结果
对结果进行详细的分析，如查看位移分布、应力分布 等。
结果优化
根据分析结果，对模型进行优化设计，以提高性能或 降低成本。
03
有限元分析实例
Chapter
RS3——rocscience最新三维有限元分析软件介绍
几何模型建立
水平模式
这种模式建模时坐标 轴为水平方向；隧道 模式即包括了所有坐 标轴水平的模型。
垂直模式
这种模式建模时坐标 轴为垂直方向；基础 模式即可以运用到所
有坐标轴垂直的模型。
通过构造一系列的二维挤压切片可以构建三维几何模型，每一个切片的开挖
和材料边界都可以独立定义，并且还可以自定义切片的厚度；对于需要更详
此外，还能够应用最小二 乘法进行应力及孔隙压力 耦合分析。
瞬态 地下 总水 头等 值线 图
荷载类型
荷载 类型
垂直分布荷载
圆基础上的摩尔-库伦材料
地 震 应 力 设 置
荷 载 边 界 条 件 设 置
材料属性及网格划分
RS3 可分析土体和岩体材料模 型，其强度模型有：摩尔 - 库 伦、广义霍克 - 布朗、剑桥粘 土以及德鲁克-普拉格
露 天 矿 表 面 位 移 云 图
螺 栓 位 移 云 图
沿隧 道推 进 主应 力分 布
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RS3 三维有限元岩土工程分析软件
目 录
材 料 属 性 及 网 格 划 分
RS3
RS3
软 件 概 述
软 件 特 点
几 何 模 型 建 立
结 构 分 步 分 析
支 护 类 型
地 下 水 分 析
荷 载 类 型
结 果 输 出
RS3软件概述
RS3（Rock and Soil 3-dimensional analysis program） 是Rocscience公司最新发布的一款三维软件，主要
abaqus umat于计算力学之应用
abaqus umat是一种在计算力学中广泛应用的有限元分析软件。
它可以通过用户自定义的子程序（也称为umat）进行材料本构关系的定义，使得在模拟复杂材料行为时能够更加精确地描述材料的非线性和非均匀性等特性。
abaqus umat能够有效地模拟材料的机械性能，并在工程领域具有广泛的应用。
1. 什么是abaqus umat？abaqus umat是abaqus软件中用于用户自定义材料本构关系的子程序。
它可以实现对材料行为的精确描述，包括材料的非线性、非均匀性等特性。
通过abaqus umat，用户可以自定义材料的本构关系和材料参数，以满足对于各种材料行为的精确模拟需求。
2. abaqus umat的实现原理abaqus umat的实现依赖于有限元分析方法。
用户可以通过编写程序，在abaqus中调用该程序来定义材料的本构关系。
在有限元分析中，材料的本构关系是描述材料应力和应变之间关系的重要参数，通过用户自定义的umat程序，可以实现对材料行为的更为精确的描述。
3. abaqus umat的应用领域abaqus umat在工程领域有着广泛的应用。
例如在航空航天领域，abaqus umat可以用于模拟飞机结构的材料行为，预测飞机在不同载荷下的应力应变分布，进行疲劳分析等。
在汽车工业中，abaqus umat可以用于模拟汽车结构在碰撞时的材料行为，以及进行车身强度分析等。
abaqus umat还被广泛应用于建筑、船舶、能源等领域，在模拟复杂材料行为时发挥着重要作用。
4. abaqus umat的优势相较于其他有限元分析软件，abaqus umat的优势在于其灵活性和精确性。
用户可以通过编写自定义的umat程序，实现对材料行为的精确描述，满足各种复杂条件下的模拟需求。
abaqus umat还具有较强的兼容性和扩展性，可以与abaqus的其他模块结合使用，实现更为全面的分析和模拟。
5. 用户如何编写abaqus umat程序编写abaqus umat程序需要一定的编程和材料力学知识。
国内外主要有限元分析软件比较
有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。
有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
常见软件有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。
目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。
软件对比ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。
ABAQUS 专注结构分析目前没有流体模块。
MSC是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA 是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名：1、ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS 流体分析能力排名：1、ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS 耦合分析能力排名：1、ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS 性价比排名：最好的是ADINA，其次ABAQUS、再次ANSYS、最后MSC ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析1．在世界范围内的知名度两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，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。
ABAQUS软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。
几款常用有限元软件(CAE分析)的比较
几款常用有限元软件（CAE分析）的比较目前流行的CAE分析软件主要有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。
以下为对这些常用的软件进行的比较和评价：LSTC公司的LS-DYNA系列软件。
LSDYNA长于冲击、接触等非线性动力分析。
LS-DYNA是一个通用显式非线性动力分析有限元程序，最初是1976年在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室由J.O.Hallquist主持开发完成的，主要目的是为核武器的弹头设计提供分析工具，后经多次扩充和改进，计算功能更为强大。
虽然该软件声称可以求解各种三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等接触非线性、冲击载荷非线性和材料非线性问题，但实际上它在爆炸冲击方面，功能相对较弱，其欧拉混合单元中目前最多只能容许三种物质，边界处理很粗糙，在拉格朗日——欧拉结合方面不如DYTRAN灵活。
MSC.software公司的DYTRAN软件在同类软件中，DYTRAN在高度非线性、流固耦合方面有独特之处。
MSC.DYTRAN程序是在LS-DYNA3D的框架下，在程序中增加荷兰PISCES;INTERNATIONAL公司开发的PICSES的高级流体动力学和流体结构相互作用功能，还在PISCES的欧拉模式算法基础上，开发了物质流动算法和流固耦合算法发展而来的。
但是，由于MSC.DYTRAN是一个混合物，在继承了LS-DYNA3D 与PISCES优点的同时，也继承了其不足。
首先，材料模型不丰富，对于岩土类处理尤其差，虽然提供了用户材料模型接口，但由于程序本身的缺陷，难于将反映材料特性的模型加上去；其次，没有二维计算功能，轴对称问题也只能按三维问题处理，使计算量大幅度增加；在处理冲击问题的接触算法上远不如当前版的LS-DYNA3D全面。
HKS公司的ABAQUS软件ABAQUS是一套先进的通用有限元系统，属于高端CAE软件。
它长于非线性有限元分析,可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大的复杂问题和模拟高度非线性问题。
综合应用UG,HyperMesh和MSCMarc软件进行有限元分析
综合应用ＵＧ，ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ和ＭＳＣＭａｒｃ软件进行有限元分析有限元法<sup>［1］</sup>作为求解复杂工程问题的重要方法，应用非常广泛.近几十年来，随着计算机技术和数值分析技术的迅速发展，有限元法理论及其算法已趋于成熟.由于有限元法具有高度通用性和实用性，从而导致各类有限元通用软件的飞速发展.目前，将有限元理论、计算机图形学以及优化技术相结合而开发的各类专用有限元软件，能高速高效地解决各类有限元问题.在工程应用中，各类专用有限元软件在几何建模、网格划分、分析计算及结果处理方面各有特色.虽然很多情况下只需某一软件就能完成整个有限元分析过程，但过程往往比较复杂、效率不高且容易出错.因此，充分发挥各软件的长处，综合运用各软件就显得尤为必要.本文根据UG软件<sup>［2］</sup>、HyperMesh软件<sup>［3，4］</sup>和MSC Marc<sup>［5，6］</sup>软件的不同特点，在有限元几何建模、网格划分、分析计算以及结果处理过程中，扬长避短，综合运用这些软件解决工程实际问题，整个处理过程条理清楚.相对于单一软件处理，多软件综合应用能提高解决问题的效率和精度.1 UG，HyperMesh和MSC Marc软件及其特点简介1.1 UG软件UG软件是美国EDS公司的产品，采用基于约束的特征建模和传统几何建模为一体的复合建模技术，建模高速高效，在曲面造型方面特别强.最突出的优点就是其几何建模功能非常强大，缺点是格划分及有限元分析计算和后处理方面较为薄弱.1.2 HyperMesh软件HyperMesh软件是美国Atair公司的产品，其优点有：(1）有限元网格划分时操作简单方便，网格划分速度快；(2）有限元网格划分时质量易于控制，便于调整和修改，划分有限元单元质量非常好，能满足实际工程分析需要；(3）与其他多种CAD和CAE软件有良好的接口.与UG软件相比，HyperMesh软件的建模功能较为薄弱.与MSC Marc软件相比，在有限元分析时材料类型和单元类型数量较少，求解方法难以设置，在有限元分析计算与结果处理方面的性能也有一定差距.1.3 MSC Marc软件MSC Marc软件为美国MSC公司的产品，该软件的优点为：(1）具有功能齐全的多种高级非线性有限元求解器，可以处理各种线性与非线性结构分析；(2）单元库提供数百种单元类型，包括结构单元、连续单元和特殊单元，几乎每种单元都具有处理大变形、几何非线性、材料非线性(包括接触在内的边界条件非线性)以及组合的高度非线性的超强能力，能满足绝大部分工程的实际需要；(3）材料库内容十分丰富，具有多种线性与非线性及复杂材料模型；(4）分析时采用具有高数值稳定性、高精度与快速收敛的高度非线性问题求解技术，并采用加载步长自适应控制技术，可自动确定非线性分析和动力响应的加载步长，从而保证计算精度.MSC Marc的缺点是其几何建模和网格划分功能较差，且操作不方便，尤其是对于比较复杂的结构更为困难.2 UG，HyperMesh和MSC Marc在有限元分析中的综合运用有限元软件的综合运用，目的在于充分发挥各软件的长处，避免其不足，从而使软件几何建模、网格划分、分析计算及结果处理的整个过程高速高效、条理清楚、不易出错，且容易操作和修改.根据以上对UG，HyperMesh和MSC Marc软件各自特点的分析，可以看出：先使用UG软件进行几何建模，然后利用HyperMesh进行有限元网格划分，最后采用MSC Marc进行计算分析及结果处理，可以大大提高整个分析过程的效率，其求解也能符合实际需要.对UG，HyperMesh和MSC Marc软件综合应用的整个过程见图1.在此过程中的准备工作主要包括：确定有限元分析对象的几何尺寸、材料特性、边界条件以及所需要分析的内容.使用UG软件建立几何模型后，可直接保存为UG软件的默认文件类型，也可保存为“*.iges”或“*.igs”格式，以备HyperMesh使用.HyperMesh直接使用UG默认的文件类型时，需要在计算机操作系统中设置正确的环境变量.以Unigraphics NX和HyperMesh 6.0为例，其具体方法如下：首先进入“我的电脑（点击右键）→属性→高级→环境变量→系统变量”，编辑系统变量中的path项，在其中添加“%UGII-ROOT-DIR%”，注意该项与其他项之间要用“；”隔开.另外，还要检查“UGII-ROOT-DIR”项，看其路径设置是否正确.将UG软件建立的几何模型直接导入HyperMesh的过程为：在HyperMesh操作界面中进入“files→import→GEOM（选中）→UG-NX（选中）”，然后点击“import”，并根据文件路径及其文件名选择需要导入的UG文件.“*.iges”或“*.igs”等其他格式文件导入方法和过程与此类似.利用HyperMesh划分网格结束后，要保存为合适的格式，以便分析软件时使用.将HyperMesh 6.0划分的有限元网格导入到MSC Marc软件的过程如下：(1）在HyperMesh软件中进行网格划分后，进入“files→export“，选中“template”选项，在“template”栏后点击“load”，选择合适的模型临时文件，如果进行二维单元分析（有限元单元为面单元），则选“../hw6.0/templates/feoutput/marc/stress2d.tpl”文件；如果进行三维单元分析，则选“../hw6.0/templates/feoutput/marc/stress3d.tpl”文件.在“output”栏后直接输入保存的文件路径及其文件名或点击“write as”，然后选择文件路径并输入文件名.在这里还需要注意的是保存的文件名为数据文件类型，尾缀为“*.dat”.(2）在MSC Marc软件中，导入有限元网格数据文件，具体过程为：在静态菜单（界面下方）上选择“files”,点击面板“interfaces”下的“import”按钮，选择“marc input file”，或点击面板“marc input file”下的“read” 按钮，然后在预先设定的位置找到所需数据文件，然后点击“OK”即可.在整个有限元分析过程中，熟悉有限元基本理论是基础，掌握各软件的使用方法是关键.另外，保证各软件间的数据在导入和导出过程中的正确性也非常重要.3 UG,HyperMesh和MSC Marc综合运用实例某齿轮箱体底面固定，齿轮激励作用等效在轴承孔处，激励力的作用为Af(t)（A为加权系数），材料为普通钢.现综合使用UG,HyperMesh和MSC Marc软件求解箱体前端面中央处的加速度响应.具体求解过程如下：(1）首先利用Unigraphics NX 2.0建立几何模型（见图2），并保存为默认格式文件；(2）在HyperMesh 6.0中，将UG中建立的几何模型导入，进行有限元网格划分，检查并修改使网格质量达到合格要求（见图3），然后保存为MSC Marc环境所能导入的数据文件（文件格式为“*.dat”）；(3）在MSC Marc 2003中，读取该数据文件（见图4），并在其环境下正确设置边界条件（见图5）、材料属性、几何特性、单元类型以及求解方法、求解时间、求解步长、求解结果类别等，最后进行计算求解.求解后MSC Marc中f(t)的时间历程见图6，计算点加速度响应的时域图见图7.在整个建模、有限元网格划分、数据计算及后处理过程中，各选项及参数设置方便，整个过程操作流畅、效率很高，且计算结果精度能满足工程实际需要.4 结论综合使用多种有限元软件进行有限元分析及其前后处理，有利于各软件扬长避短，从而使建模、网格划分、计算分析及结果处理等过程操作方便，计算准确，效率和精度大大提高.。
DEFORM有限元分析系统软件及其应用
DEFORM有限元分析系统软件及其应用DEFORM有限元分析系统软件及其应用DEFORM有限元分析系统是一种常用的数值模拟软件，它可以模拟材料在加工过程中的变形行为，为工程师们提供了一个有效的工具来优化产品设计和生产工艺。
本文将介绍DEFORM软件的特点和应用领域。
DEFORM是一种基于有限元方法的软件，它通过将实体划分为离散的有限元网格，利用数值计算方法来求解零件在不同工艺条件下的变形、应力和温度分布等问题。
它可以模拟多种加工过程，包括铸造、锻造、轧制、模锻、挤压等。
DEFORM软件具有高精度、高效率和高可靠性的特点，可以对复杂的变形过程进行准确地模拟和分析。
DEFORM软件的应用领域非常广泛。
首先，它在制造业中用于优化工艺设计。
通过DEFORM软件，工程师可以预测产品在不同加工条件下的变形情况，从而调整工艺参数和操作方式，以减轻或消除变形问题。
其次，DEFORM软件在材料研究领域的应用也非常广泛。
它可以模拟材料的变形行为，研究材料在不同温度、压力和应变率下的力学特性，为材料设计和改进提供理论依据。
此外，DEFORM软件还被广泛应用于汽车、航空航天、电子、能源等领域。
在汽车制造业中，DEFORM软件可以用于模拟车身零件的成型过程和变形行为，帮助设计师优化车身结构，提高车辆的刚度和耐用性。
在航空航天领域，DEFORM软件可以模拟航空发动机零件的加工过程和变形行为，为航空发动机的设计和制造提供重要参考。
在电子和能源领域，DEFORM软件可以模拟电子器件的制造过程和变形行为，帮助工程师设计更可靠和高效的电子产品。
总的来说，DEFORM有限元分析系统软件是一种强大的工具，可以模拟和分析材料在不同加工条件下的变形行为。
它在制造业和材料研究领域具有广泛的应用。
通过DEFORM软件，工程师可以更好地理解材料的变形机制，优化产品的设计和生产工艺，提高产品的质量和性能。
随着科技的不断进步和软件的不断改进，DEFORM软件的应用前景将变得更加广阔综上所述，DEFORM有限元分析系统软件在制造业和材料研究领域具有广泛的应用。
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3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术3.5.1 ANSYS 3.5.1 ANSYS 荷载概述荷载概述在这一节中将讨论:有限元分析软件及应用 8有限元分析软件及应用 8A. 载荷分类3.5 ANSYS 软件加载、求解、后处理技术3.5 ANSYS 软件加载、求解、后处理技术 B. 加载C. 节点坐标系D. 校验载荷孙瑛孙瑛 E. 删除载荷哈哈尔尔滨滨工工业业大学空大学空间结间结构研构研究中心究中心2010秋2010秋SSRCSSRC1/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A理技术A. 载荷分类B. 加载A. 载荷分类B. 加载ANSYS中的载荷可分为: 可在实体模型或 FEA 模型节点和单元上加载自由度DOF - 定义节点的自由度( DOF )值结构分析_ 沿单元边界均布的压力沿线均布的压力位移集中载荷 - 点载荷结构分析_力面载荷 - 作用在表面的分布载荷结构分析_压力在关键点处在节点处约约束体积载荷 - 作用在体积或场域内热分析_ 体积膨胀、内生束成热、电磁分析_ magnetic current density等实体模型 FEA 模型惯性载荷 - 结构质量或惯性引起的载荷重力、角速度等在关键点加集中力在节点加集中力SSR SSRC C SSR SSRC C2/ 76 3/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A处理技术加载续加载续加载续加载续直接在实体模型加载的优点: 在FEA模型加载的优点:+ 几何模型加载独立于有限元网格. 重新划分网格或局 + 可方便在节点上施加荷载或约束.部网格修改不影响载荷.Guidelines Guidelines+ 加载的操作更加容易 ,尤其是在图形中直接拾取时.直接在实体模型加载的缺点: 在FEA模型加载的缺点:?ANSYS网格划分命令生成的单元处于当前激活的单 ?任何网格修改都会使已加荷载无效。
元坐标系中. 因此,实体模型和FEA模型有可能具有不同的坐标系和加载方向。
SSRC SSRCSSRC SSRC4/ 76 5/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载加载续续加载加载续续无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载荷转化实体模型加载:到有限元模型.因此, 加载到实体的载荷将自动转化Main Menu: Solution -Loads- Apply到其所属的节点或单元上。
均布压力转化到以线为边界的沿线均布的压力各单元上加载到实体的载荷自动转化说明: 可通过在preferences 中选择适当的到其所属分析类型过滤菜单中的选项。
的节点或实体模型FEA 模型单元上使用约束扩展选项时SSR SSRC C SSR SSRC C6/ 76 7/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A23.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载加载续续加载加载续续加载集中载荷在左下角展示的二维实体单元中,我们注意到在加力位置出现最大应力 S 23,854。
一个力就是可以在一个节点或关键点处施加的集中载荷也可以叫当在力附近的节点和单元不被选中时,S 12,755 就会移到底部角点处,这是由于在该角点处约束引起的另一“点载荷”处应力奇异。
和力一样,点载荷适合于线状模型,如梁,桁架,弹簧等。
在实体单元或壳单元中, 点载荷往往引起应力奇异,但当忽略了附近的应力时,它仍然是可接受的。
记住,可以通过选择来忽略附近施加了点载荷的单元。
SSRC SSRCSSRC SSRC8/ 76 9/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载加载续续加载加载续续加载集中载荷通过不选底部角点附近的节点和单元,就可以在上孔附近施加一个力需要有以下信息:得到预期的应力 S 8,098。
节点号可以通过拾取确定力的大小单位应与正在使用的单位系统保持一致力的方向 ? FX, FY, 或 FZ使用:Solution - Loads - Apply Force/Moment或命令 FK 或 FSSR SSRC C SSR SSRC C10 / 76 11 / 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A 3拾取 lines3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载续加载续加载加载续续加载面力载荷加载面力载荷(续)Main Menu: Solution -Loads- Apply Pressure On Lines500 500L3VALI 500坡度压力载荷沿起始关输入一个拾取键点I 线性变化到第二Line 压力值即为 1000均布载荷,500 个关键点 J。
L3VALI 500两个数值VALJ 1000定义如果加载后坡度的方向坡度压力相反, 将两个压力数值颠1000倒即可。
500说明:压力数值为正表示其方向指向表面L3VALI 1000VALJ 500SSRC SSRCSSRC SSRC12 / 76 13 / 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载续加载续加载续加载续加载约束载荷(续)加载约束载荷在线和面上加载位移约束:在关键点加载位移约束:Main Menu: Solution -Loads- Apply -Structural- Displacement On LinesMain Menu: Solution -Loads- Apply -Structural- Displacement On + OR On Areas+Keypoints +Expansion option 可使相同的载荷加在位拾取于两关键点连线的所有节点上keypoints例K6要固定一边,只要拾取关键点6 、7, 并设置all DOFs 0和 KEXPNDyes.K7SSR SSRC C SSR SSRC C14 / 76 15 / 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A43.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术加载续加载续 C. C. 节点坐标系节点坐标系加载惯性力所有的力,位移,和其它与方向有关的节点量都惯性荷载当模型具有质量有效时,通过指定密度施加。
也可以在节点坐标中说明。
可以通过使用质量单元(如MASS21,但通过密度施加输入量:的方法更常用且更有效。
力和力矩 FX, FY, FZ, MX, MY, MZMain Menu: Solution -Loads- Apply -位移约束 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZStructural- Inertia ? Gravity Global耦合和约束方程命今:MP, DENS, 1, 7850其它ACEL,,, 9.8输出量:计算出的位移 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ反力 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ其它SSRC SSRCSSRC SSRC16 / 76 17 / 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术 3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术节点坐标系节点坐标系节点坐标系节点坐标系节点坐标系和模型中的每个节点有关。