Ansys有限元分析全面介绍
Ansys有限元分析
Ansys的静力分析即研究刚体在X,Y,Z方向上的变形度，动态分析：模态分析（固有频率和模态振型—其与刚度有关，前者越大，后者越大）有限元法与有限元软件基本理论有限元法的基本思想最早出现于20世纪40年代初期，但是直到1960年，美国的克拉夫在一篇论文中刁‘首次使用“有限元法”这个名词。
在20世纪60年代末70年代初，有限单元法在理论上已基本成熟，并开始陆续出现商业化的有限元分析软件。
有限元法的出现与发展有着深刻的工程背景。
20世纪40至50年代，美、英等国的飞机制造业有了大幅度的发展，随着飞机结构的逐步变化，准确地了解飞机的静态特性和动态特性越来越显得迫切，但是传统的设计分析方法己经不能满足设计的需要，因此工程设计人员便开始寻找一种更加适合的分析方法，于是出现了有限单元法的思想。
有限单元法的基本思想是将连续的结构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，将连续体看作是只在节点处相互连接的一组单元的集合体;同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在每一单元中假设一近似插值函数以表示单元中场函数的分布规律，进而利用力学中的某些变分原理去建立用以求解节点未知量的有限元方程，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题。
一经求解就可以利用解得的节点值和设定的插值函数确定单元上以至整个集合体上的场函数。
由于单元可以设计成不同的几何形状，因而可灵活地模拟和逼近复杂的求解域。
显然，如果插值函数满足一定要求，随着单元数目的增加，解的精度会不断提高而最终收敛于问题的精确解。
虽然从理论上说，无限制地增加单元数目可以使数值分析解最终收敛于问题的精确解，但是这却增加了计算机计算所耗费的时间。
在实际工程应用中，只要所得的数据能够满足工程需要就足够了。
因此，有限元分析方法的基本策略就是在分析的精度和分析的时间上找到一个最佳平衡点。
有限元求解程序的内部过程可从图4.中看出。
1 结构离散化，输入或生成有限元网络络2 计算单元刚度矩阵形成总刚度矩阵阵阵3 形成节点载荷向量量4 引入约束条件件5 解线性代数方程组组6 输出节点位移移7 计算并输出单元的应力力图4.1有限元求解流程图有限元分析软件一ANSYS简介:以ANSYS为代表的工程数值模拟软件，即有限元分析软件，不断吸取计算方法和计算机技术的最新进展，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，己成为解决现代工程问题的有力工具。
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。
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有限元分析报告
ANSYS有限元分析报告1. 简介在工程设计领域，有限元分析是一种常用的数值分析方法，通过将复杂的结构划分为有限数量的单元，然后对每个单元进行力学和物理特性的计算，最终得出整个结构的响应。
ANSYS是一款流行的有限元分析软件，提供了丰富的工具和功能，可用于解决各种工程问题。
本文将介绍ANSYS有限元分析的基本步骤和流程，并以一个实际案例为例进行说明。
2. 步骤2.1 确定分析目标首先要确定分析的目标。
这可以是结构的强度分析、振动分析、热传导分析等。
根据目标的不同，还需确定所需的加载条件和边界条件。
2.2 几何建模在进行有限元分析之前，需要进行几何建模。
在ANSYS中，可以使用几何建模工具创建和编辑结构模型。
这包括定义几何形状、尺寸和位置等。
2.3 网格划分网格划分是有限元分析的关键步骤。
通过将结构划分为多个单元，可以将结构分解为有限数量的离散部分，从而进行数值计算。
在ANSYS中，可以使用网格划分工具进行自动或手动划分。
2.4 材料属性定义在进行有限元分析之前，需要定义材料的物理和力学属性。
这包括弹性模量、泊松比、密度等。
ANSYS提供了一个材料库，可以选择常见材料的预定义属性，也可以手动定义。
2.5 加载和边界条件定义在进行有限元分析之前，需要定义加载和边界条件。
加载条件可以是力、压力、温度等。
边界条件可以是支撑、固定或自由。
2.6 求解和结果分析完成前面的步骤后，可以开始求解分析模型。
ANSYS将应用数值方法来解决有限元方程组，并计算结构的响应。
一旦求解完成，可以进行结果分析，包括位移、应力、应变等。
2.7 结果验证和后处理在对结果进行分析之前，需要对结果进行验证。
可以使用已知的理论结果或实验数据进行比较，以确保分析结果的准确性。
完成验证后，可以进行后处理，生成报告或结果图表。
3. 案例分析在本案例中，将针对一个简单的悬臂梁进行有限元分析。
3.1 确定分析目标本次分析的目标是确定悬臂梁在给定加载条件下的应力分布和变形。
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有限元分析
目录第一章模型概述 (1)1.1 模型简介 (1)1.2 材料特性 (1)1.3 受力分析 (2)第二章有限元分析 (3)2.1 使用软件 (3)2.2 基础操作准备 (3)2.3 静力学分析 (4)2.3.1 约束和受力 (4)2.3.2 结果分析 (5)2.4 模态分析 (7)第三章装配视图展示 (11)总结 (13)第一章模型概述1.1 模型简介本模型是完成锥齿轮减速机合箱加工工序——镗输出轴轴承孔工序的夹具模型。
该夹具是结合锥齿轮减速机加工工序进行设计完成的。
采用的是杠杆滑块夹具，原理图如图1.1所示，基本尺寸如图1.2所示。
图1.1 杠杆滑块夹具图1.2 夹具尺寸1.2 材料特性夹具采用材料为45号钢，材料特性如表1所示。
表1 材料特性1.3 受力分析当加工夹紧时，气缸的输出压力最大，因此对夹紧状态进行受力分析，因此在夹紧时计算的气缸输出力应满足夹紧条件。
该机构夹紧时的受力分析图如图1.3所示：图1.3 受力分析图由转矩平衡方程：，将带入算得：气缸的最大动力为：。
经过计算，F处的压强为1.05 MPa，W k 处的压强为2.7 MPa。
装配简图如图1.4所示。
图1.4 装配简图第二章有限元分析2.1 使用软件本次课程使用软件是ANSYS WORKBENCH，ANSYS WORKBENCH是美国ANSYS公司开发的一款融结构、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。
ANSYS WORKBENCH和ANSYS MECHANICAL（常称之为ANSYS，或经典界面）都能满足基本有限元分析需求，前者是一个综合设计平台，封装了很多过程和软件，更易上手，后者更注重原理和求解器等等的选择，对结构、力学、有限元等理论知识要求更高。
结合模型难易程度，选择使用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对夹紧状态下的夹具进行了静力学分析和模态分析。
2.2 基础操作准备首先将solidworks所建夹具三维模型导出为x_t格式备用。
船舶与海洋工程ANSYS有限元分析——ANSYS分析的基本过程
/aux15
Main Menu>Run-Time Stats
/runst
runstat 估计计算时间、运行状态等
1. ANSYS软件的基本介绍
1.4 ANSYS文件格式
文
件类型
文件扩展名
文件格式
日志文件
.log
文本
错误文件
.err
文本
输出文件
.out
文本
数据库文件
.db
二进制
结果文件：结构与耦合场分析热分析
建立关键点只需要关键点编号及坐标值。
- 关键点编号缺省值为下一个整数数。
坐标位置可以通过在工作平面上拾取或输入
- X,Y,Z 坐标值确定，坐标值的确定依赖于当前
激活坐标系。
3. 建立几何模型
3.1 创建点、线、面、体
定义线:
- Create > Lines > Lines
- Create > Lines > Arcs
- Create > Lines >Splines
- Operate >Extrude
- 或使用命令流方式：L系列命令创建线
如果定义面或体, ANSYS 将自动生成未定义的线，线
的曲率由当前激活坐标系确定。
3. 建立几何模型
3.1 创建点、线、面、体
定义面:
- Create > Volumes >Arbitrary
⑼强大的二次开发能力
⑽数据统一能力强
⑾支持多种硬件平台和操作系统平台
1. ANSYS软件的基本介绍
1.2 ANSYS软件的分析功能
ANSYS具有强大的分析功能，主要可以进行五个方面的分析，
(完整版)ansys有限元分析报告
桌面受力有限元分析报告班级：机自0805姓名：刘刚学号：200802070515摘要：本报告是在ANSYS10.0的平台上，采用有限元静力学分析方法，对桌面受力进行应力与变形分析。
一、问题描述：桌面长1500mm，宽800mm，厚50mm，桌脚长650mm,为空心圆管,外径70mm,内径60mm,桌面中央300mmX150mm的区域内承受2.5 Mpa的压力，四个桌脚完全固定，假设所有材料为铝合金,弹性模量E=7.071×104 Mpa，泊松比μ=0。
3。
试用Shell63单元模拟桌面、Beam188单元模拟桌脚，分析此桌子的变形及受力情况。
假设桌子的垂直方向最大变形量的许用值为0。
5％(约7。
5mm),该设计是否满足使用要求，有何改进措施?二、定义类型：（1）定义单元类型 63号壳单元和188号梁单元（2）定义材料属性弹性模量E=7.071×104 Mpa泊松比μ=0.3(3）定义63号壳单元的实常数，输入桌面厚度为50mm定义梁单元的截面类型为空心圆柱,内半径30mm，外半径35mm（4) 建立平面模型(5）划分网格利用mapped网格划分工具划分网格（6)施加载荷将四个桌脚完全固定，在桌面中央300mmX150mm的区域内施加向下的2.5 Mpa压力三、分析求解（1）变形量（2）位移云图（3）应力云图四、结果分析根据位移云图可知，蓝色地方的变形量最大，最大变形量为：10.048mm根据应力云图可知，红色地方所受的应力最大，最大应力为：191.73Mpa五、结论由于桌子垂直方向最大变形量为10.048mm，而材料最大许用变形量为7。
5mm 即SMX=10.048mm＞［SMX＝7。
5mm]故:此设计不满足要求，应该重新选择材料。
有限元分析要点(ANSYS)
目录一、分析类型划分 (3)1.1 结构静力学分析 (4)1.2 结构动力学分析 (4)1.2.1 模态分析特点 (4)1.2.2 循环对称结构模态分析 (5)1.3 谐响应分析 (5)1.3.1 简谐载荷 (5)1.3.2 求解方法： (5)1.4 瞬态动力学分析 (6)1.4.1 瞬态动力学分析特点 (6)1.5 刚体动力学分析 (7)1.6 响应谱分析 (7)1.7 接触问题 (8)1.7.1 接触选项 (8)1.7.2 接触结果 (9)1.8 弹塑性分析 (9)1.8.1 屈服准则 (9)1.8.2 流动准则 (9)1.8.3 强化准则 (9)1.8.4 材料数据 (9)1.9 线性屈曲分析 (9)1.10 非线性屈曲分析 (10)1.11 疲劳强度计算 (11)1.12 热分析和热应力计算 (13)1.12.1 稳态热分析步骤 (13)1.13 实例 (16)1.11.1. 利用MPC技术对3D实体-面体进行连接 (16)1.11.2. 带预紧力的螺栓连接 (16)二、模型建立 (17)2.1概念建模 (17)三、网格划分 (18)3.1网格划分整体控制 (18)3.2局部网格控制 (19)3.3网格划分基础 (19)3.3.1网格划分方法 (19)四、分析设置 (23)五、载荷与约束 (25)六、应力应变结果 (27)一、分析类型划分1.1 结构静力学分析在线性结构静力学分析时，材料属性必须输入杨氏模量（即弹性模量）和泊松比；如果施加了惯性载荷，必须输入材料的密度；如果施加了温度载荷，必须输入材料的线膨胀系数。
可以施加的载荷有：惯性载荷可以使用的是重力加速度及旋转速度，所有的结构载荷、结构约束及温度载荷。
1.2结构动力学分析结构在随时间变化载荷作用下的响应分析称为结构动力学分析，其与结构静力学分析不通，必须考虑载荷的时间效应和结构的惯性效应。
1.2.1 模态分析特点1. 支持所有类型几何体，但对于线体，只能得到振型、位移结果（普通分析还有应力解）。
ANSYS有限元分析在机械设计中的应用
ANSYS有限元分析在机械设计中的应用随着科技的发展，机械设计变得更加复杂和精细。
在机械设计中，有限元分析作为一种重要的工具，在设计过程中发挥了越来越重要的作用。
ANSYS有限元分析作为一种目前普遍使用的软件，它可以帮助工程师在机械设计中完成高效的计算和预测，大大提高了机械产品的质量和效率。
一、有限元分析的基本概念有限元分析是一种数值分析的方法，采用有限元法把连续的物体分割成有限多个小单元，然后进行离散计算。
它可以通过求解局部应力、应变、位移、温度等值，在有效的时间内预测出产品在工作环境中的力学性能。
有限元分析由于它的精度和可靠性，已经成为计算机辅助工程领域的基础研究和应用。
二、 ANSYS有限元分析的介绍ANSYS有限元分析是目前工程和科学中最流行的解决方案。
它不仅是计算精度高，而且可以快速进行模拟和预测。
ANSYS有限元分析包括多种不同类型的分析，如结构分析、震动分析、热分析和流体力学分析等。
在机械设计中，结构分析是最常见的应用，并且是本文的重点介绍。
三、 ANSYS在机械设计中的应用在机械设计中，有很多需要进行有限元分析的问题，如结构刚度、强度和疲劳、材料选择等。
ANSYS可以帮助工程师在设计的早期阶段准确且快速地评估设计方案，以便在整个生产和维护过程中更好地保持工程性能和可靠性。
尤其是在自动化设计阶段中，ANSYS可以用于快速设计和优化机械产品。
1. 结构刚度和强度分析在机械设计中，需要评估机构是否能够承受正常工作负载和预期的使用寿命。
在这种情况下，ANSYS可以通过结构刚度和强度分析来评估机构的强度和刚度。
机构的应力状态，如最大应力和应力集中部位的位置可以被计算出来。
通过这种类型的分析结果，工程师可以改进机构的结构设计以满足指定的要求。
2. 疲劳分析在机械设计中，疲劳问题是非常重要的问题之一。
在机构中，由于长时间使用在材料中会引起损伤。
如果机械设备经常使用，必须至少能够保证出现疲劳所引起的损伤在预期使用寿命范围之内。
ansys有限元分析报告
ANSYS有限元分析报告1. 引言有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）是一种常用的工程分析方法，可以用于预测材料和结构在各种工况下的行为和性能。
本报告旨在通过使用ANSYS软件进行有限元分析，对某一具体的工程问题进行模拟和分析，并得出相应的结论和建议。
2. 问题描述本次有限元分析的问题是研究某结构在受载情况下的应力分布和变形情况。
具体而言，我们关注的结构是一个柱形零件，其材料为XXX，尺寸为XXX。
该结构在受到垂直向下的均布载荷时，会发生弯曲变形和应力集中现象。
我们的目标是通过有限元方法对该结构进行分析，预测其应力分布情况，并评估其承载能力。
3. 模型建立我们使用ANSYS软件来建立和分析该结构的有限元模型。
首先，我们将导入该零件的几何数据，然后通过ANSYS的建模工具创建相应的有限元模型。
在建立模型的过程中，我们需要注意几何尺寸、材料特性、约束条件和加载方式等参数的设定，以确保模型的准确性和可靠性。
4. 材料属性和加载条件在进行有限元分析之前，我们需要确定材料的特性和加载条件。
根据提供的信息，我们将采用XXX材料的力学特性进行模拟。
同时，我们假设该结构受到均布载荷的作用，其大小为XXX。
这些参数将在后续的分析中使用。
5. 模型网格划分在进行有限元分析之前，我们需要对模型进行网格划分。
网格的密度和质量将直接影响分析结果的准确性和计算效率。
在本次分析中，我们将采用适当的网格划分策略，以满足准确性和计算效率的要求。
6. 模型分析和结果通过ANSYS软件进行有限元分析后，我们得到了该结构在受载情况下的应力分布和变形情况。
根据分析结果，我们可以观察到应力集中区域和变形程度，并根据材料的特性进行评估。
同时，我们可以通过对加载条件的变化进行分析，预测该结构的承载能力和安全系数。
7. 结论和建议根据有限元分析的结果，我们得出以下结论和建议：•该结构在受均布载荷作用下发生应力集中现象，需要对其进行加强和优化设计。
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。
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。
工程分析应用软件(ANSYS)第1章 有限元基本理论
1.7 单元形函数(续)
DOF值二次分布
.
.
二次曲线的线性近似 (不理想结果)
真实的二次曲线
.
.
1
节点
单元
2
节点
单元
线性近似 (更理想的结果)
真实的二次曲线
.. . . .
3
节点
单元
二次近似 (接近于真实的二次近似拟合) (最理想结果)
.
.
4
节点
单元
1.7 单元形函数(续)
❖ DOF值可以精确或不太精确地等于在节点处的真实 解，但单元内的平均值与实际情况吻合得很好。
x
x
yx
y
zx
z
X
0
xy
x
y
y
zy
z
Y
0
xz
x
yz
y
z
z
Z
0
1.3.2 几何方程
x
u x
y
v y
z
w z
xy yz
v x w y
u y v z
zx
u z
w x
1.3.3 物理方程(本构方程)
x e 2G x
y e 2G y
z e 2G z
❖ 即对单元假设一个位移差值函数(位移模式)，得到用 节点位移表示单元体内任一点的唯一的关系式
{u} [N ]{}e
1.9.2 选择位移模式(续)
❖ 有了位移模式，就可利用几何关系和应力-应变关系 表出用单元节点位移表示单元中应变和应力的表达 式
{} [B]{ }e
{} [D][B]{ }e
f
u v
Ni 0
0 Ni
Nj 0
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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
类型
选中的材料性能 单独显示出来
б= Fn A
△l
ε= l
△l=Fn l /EA
现有的CAE软件
ANSYS
ABAQUS
MSC
ADINA
Hypermesh
进入中国较 早，使用较 多，且软件 应用领域较 广；
流体力学最 强，线性问 题最强
结构力学方 面最强
显式非线性 问题最强， 最专业
旗下包括众多 软件，其中
MSC Nastran
为结构力学方 面代表；
有限元法的理论基础
象圆棒那样同一材料性质的构件，在弹性范围内把弹性模量（E）称为材料固 有特性而作为常数，则应力（σ）和应变（ε）存在比例关系，即：
σ = E・ε 其中σ = Ｆ/A ε = ｕ/L A：表示构件的剖面面积，L：表示为构件的长度，F：载荷 U：伸长量
非线性有限元分析
➢ 材料非线性 ——应力应变关系是非线性的 ——塑性屈服、非线性弹性（塑料、岩石、土壤）、蠕变（高温环境随
选中材料的各项 性能
ANSYS介绍
注意输入模型格 式：.x_t/.x-b
.IGS/IGES .ACIS(SAT)
建模中需要遵循的要点： ➢ 从外部输入模型，特针对一些复杂零件，自画零件求解更加方便
➢ 尽量采用理论简化模型，如：能简化为平面问题就不用三维实体分析； ➢ 注意模型对称性； ➢ 建模时对模型做一些必要简化，去掉一些不必要的细节，如：倒角等； ➢ 采用适当的单元类型和密度，尽量采用带中节点单元类型。
水动力衍射 线性屈曲分析 静磁场分析 模态分析
稳态热力学/热电分析
结构静力分析
➢ 用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。 ➢ 静力分析包括线性和非线性分析。 ➢ 非线性分析涉及塑性，应力刚化，大变形，大应变，超弹性，接触面和
蠕变。 ➢ 载荷类型包括：
CAE概念
CAE(Computer Aided Engineering), 即计算机辅助工程。用计算机对
工程和产品的功能、性能、安全可靠性等进行计算、分析、优化设计，对其 未来的工作状态和运行行为进行模拟仿真，以及早发现设计缺陷，改进和优 化设计方案，证实未来工程/产品的各项性能是否达到设计指标。
发电机模型简化方法
❖ 整流桥、调节器、护罩均可以简化成质量点，除非，这些件是 需要分析关注的点。
❖ 尽量的去处倒角、小面，细边
❖ 运用虚拟拓扑技术(Virtual Topology)合并分裂的面
④ ⑤
发电机模型简化方法
二、ANSYS常见分析类型介绍
ANSYS分析类型介绍
电场分析 显式动力学 流体力学
ANSYS有限元分析应用
----应力应变
Logo
1 FEA理论及ANSYS软件分析介绍
目 录
2 ANSYS分析类型介绍 3 线性结构分析典型操作演示 4 发电机产品设计与CAE分析
5 ANSYS网格划分方法与技巧
一、FEA理论及ANSYS软件分析介绍
CAE概念
时间变大） ➢ 几何非线性 ——应变位移关系是非线性的 ——大位移小应变（梁或板壳的大挠度弯曲）、大位移大应变（橡胶部
件成形） ➢ 状态非线性 ——由于系统的刚度和边界条件的性质随物体的运动发生变化所引起的
非线性响应
有限元法的理论基础
位移——结构体中各点的移动量； 应变——对于原来长度而言位移所占 的比例。
是世界范围内 较为权威的 CAE软件.
多物理场耦 合分析最强， 结构非线性 最强；
进入中国较 晚
汽车行业用 多；
强大网格划 分能力
ANSYS介绍
最新发布版 本：
15.0
官方宣传视频
➢ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和耦合场分析于一体的大型通用有限元 分析软件。 ➢由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS公司开发，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CAE工具之一。 ➢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。
弹簧的自由度仅一个，它的方向为载荷作用的方向。 对于在3维空间 里的1个[点]，定义了表示3个轴方向的移动和饶各轴旋转的共计6个成分的 自由度。 有限元法求出各个节点的自由度的成分，计算出变形和应力
有限元法的理论基础
约束决定成败！ 注意约束条件和边界条件的处理！
有限元法的理论基础
一个一个的单元必须借助于节点连续地将它们连接起来，以几何模型为原型， 生成作为有限元法基础的单元及节点。把这种具体的操作称为单元划分或者 网格划分