Ansys基础教程PPT
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《ansys讲义》PPT课件
– 十分有用，如图，找到两条线的交点并保留四条线段。
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2
1
分割
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6
3L
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4
5
3.3 实体建模 其它操作
布尔操作对由上到下和由下到上建模方法生成的实体都有效。 除布尔操作外，还可用许多其它的操作:
– 拖拉 – 缩放 – 移动 – 拷贝 – 反射 – 合并 – 倒角
Extrude Scale Move/modify Copy Reflect Merge Fillet
注意：所有的方向都表达为激活坐标系 下的方向，且激活的坐标系必须为笛 卡尔坐标系。
合并（Merge）（Numbering Ctrls>Merge Items>Keypoints） 通过合并重合的关键点或节点等，将两个实体贴上； －合并关键点将会自动合并重合的高级实体。 通常在反射、拷贝、或其它操作引起重合的实体时需要合并。
出的在端点(边界点)的值的条件，称为边界条件，微分方程和边界条件构成数学模型就称为边值问题。 三类边界条件: 边值问题中的边界条件的形式多种多样，在端点处大体上可以写成这样的形式，Ay+By'=C，若B=0，A≠0,则称为第一类边界条
件或狄里克莱(Dirichlet)条件；B≠0,A=0，称为第二类边界条件或诺依曼(Neumann)条件；A≠0,B≠0，则称为第三类边界条件或 洛平(Robin)条件。 总体来说， 第一类边界条件： 给出未知函数在边界上的数值； 第二类边界条件： 给出未知函数在边界外法线的方向导数； 第三类边界条件： 给出未知函数在边界上的函数值和外法向导数的线性组合。
重新定位工作平面
例如, Align WP with Keypoints 提示你拾取三个关键点：第一 个定义原点，第二个定义X轴， 另一个定义X-Y平面
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3.3 实体建模 其它操作
布尔操作对由上到下和由下到上建模方法生成的实体都有效。 除布尔操作外，还可用许多其它的操作:
– 拖拉 – 缩放 – 移动 – 拷贝 – 反射 – 合并 – 倒角
Extrude Scale Move/modify Copy Reflect Merge Fillet
注意：所有的方向都表达为激活坐标系 下的方向，且激活的坐标系必须为笛 卡尔坐标系。
合并（Merge）（Numbering Ctrls>Merge Items>Keypoints） 通过合并重合的关键点或节点等，将两个实体贴上； －合并关键点将会自动合并重合的高级实体。 通常在反射、拷贝、或其它操作引起重合的实体时需要合并。
出的在端点(边界点)的值的条件，称为边界条件，微分方程和边界条件构成数学模型就称为边值问题。 三类边界条件: 边值问题中的边界条件的形式多种多样，在端点处大体上可以写成这样的形式，Ay+By'=C，若B=0，A≠0,则称为第一类边界条
件或狄里克莱(Dirichlet)条件；B≠0,A=0，称为第二类边界条件或诺依曼(Neumann)条件；A≠0,B≠0，则称为第三类边界条件或 洛平(Robin)条件。 总体来说， 第一类边界条件： 给出未知函数在边界上的数值； 第二类边界条件： 给出未知函数在边界外法线的方向导数； 第三类边界条件： 给出未知函数在边界上的函数值和外法向导数的线性组合。
重新定位工作平面
例如, Align WP with Keypoints 提示你拾取三个关键点：第一 个定义原点，第二个定义X轴， 另一个定义X-Y平面
《ANSYS教程》课件
2000年代
推出ANSYS Workbench，实 现多物理场耦合分析。
1970年代
ANSYS公司成立，开始开发有 限元分析（FEA）软件。
1990年代
扩展软件功能，增加流体动力 学、电磁场等分析模块。
2010年代
持续更新和优化，加强与CAD 软件的集成，提高计算效率和 精度。
软件应用领域
航空航天
2023
PART 07
后处理与可视化
REPORTING
结果查看与图表生成
结果查看
通过后处理，用户可以查看分析结果，如应力、应变、位移等。
图表生成
根据分析结果，可以生成各种类型的图表，如柱状图、曲线图、等值线图等，以便更直观地展示结果 。
可视化技术
云图显示
通过云图显示，可以清晰地展示模型 的应力、应变分布情况。
压力载荷等。
在设置边界条件和载荷 时，需要考虑实际工况 和模型简化情况，确保 分析的准确性和可靠性
。
求解和后处理
求解是ANSYS分析的核心步骤，通过求解可以得到模型在给定边界条件和 载荷下的响应。
ANSYS提供了多种求解器，如稀疏矩阵求解器、共轭梯度求解器等，可以 根据需要进行选择。
后处理是分析完成后对结果的查看和处理，ANSYS提供了丰富的后处理功 能，如云图显示、动画显示等。
VS
详细描述
非线性分析需要使用更复杂的模型和算法 ，以模拟结构的非线性行为。通过非线性 分析，可以更准确地预测结构的极限载荷 和失效模式，对于评估结构的可靠性和安 全性非常重要。
2023
PART 04
流体动力学分析
REPORTING
流体静力学分析
静力学分析用于研究流体在静 止或准静止状态下的压力、应
AnsysWorkbench基础教程PPT课件
个目标，单击鼠标右键，选择
来隐藏目标。 当一个目标被隐
藏时，该目标在结构树的显示亮度会变暗。
2、显示目标
在图形窗口中单击鼠标右键，在弹出的选项里选择Go To—
Hidden Bodies in Tree，系统自动在结构树Geometry项中弹出被隐
藏的目标，以蓝色加亮方式显示，在结构树中选中该项，单击右键，
几个可以互相切换的窗口。
向导
作用： 帮助用户设置分析过程中的基本步骤，如选择分析类型、定义材 料属性等基本分析步骤。 显示： 可以通过菜单View中的Windows选项或常用工具条中的图标 控制其显示。
基本操作
创建、打开、保存文档 复制、剪切、粘贴
图形窗口的显示 视图显示 结构树的显示
操作界面的显示 工具条的显示 选择目标 显示/隐藏 旋转、平结构树
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
设置边界条件
2、载荷 操作：（1）添加载荷项。选中结构树中的Static Structural，单 击右键选取Insert，在弹出的选择框中选取载荷类型。 （2）设置载荷值和方向。选中上一步添加的载荷，在属 性窗口中进行设置。
设置边界条件
载荷在属性窗口中的设置： Geometry：选择载荷施加位置 Define By：载荷施加的方式 分量方式（Components） 矢量方式（Vector）。
创建、打开、保存文档
File菜单或者工具条的 1、创建一个新文档。选择File—New命令。 2、 打开文档。选择File—Open命令。 3、保存文档。选择File—Save或Save As命令，
ANSYS课件
（二）创建几何模型
定义了参数之后，分析的下一步就可以建立所需的几何模型。对于此例可 以先绘制一个矩形和圆形，然后对其进行布尔操作，即可得到所要的几何模型。 本例的操作方法如下： (1)在ANSYS的主界面，选择 MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By 2 Comers 命令，弹出如图1.23所示的对话框。 (2)按如图1.23所示填写相应数据，在【Width】文本框中输入“200”，在 【Height】文本框中输入“100”，并单击【OK】按钮。这样将绘制一个左下 角点位于坐标原点，有左下角点位于（200,100,0）的矩形。 (3)选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Solid Circle命令，弹出如图1.24所示的对话框。 (4)按如图1.24所示填写相应数据，【WP X】文本框中输入“100”， 【WP Y】文本框中输入“50”，【Radius】文本框中输入“20”，并单击 【OK】按钮。这样将绘制一个圆心位于矩形形心，半径为20的圆。此时的图形 窗口如图1.254所示。 (5)选择MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract >Areas命令，弹出如图1.26所示的对话框。
弹性力学平面问题
----平面应力问题 ----平面应变问题
平面问题的有限元法
节点的选择和单元的划分
节点的编号 单元编号
空间问题和轴对称问题
四边体单元 轴对称问题 轴对称单元
ANSYS基础培训PPT课件
• Spectrum -- 谱分析
• Eigen Buckling -- 特征值屈曲分析（线性）
• Substructural -- 子结构分析
• 。。。。。。
ANSYS基础培训
ANSYS非线性
• 材料非线性 • 几何非线性 • 单元ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线性
ANSYS基础培训
几何非线性
• 大应变 • 大挠度 • 应力刚化 • 旋转软化
ANSYS基础培训
ANSYS文件结构
二进制文件
Jobname.db （数据库文件） Jobname.dbb （备份文件） Jobname.rst （结构分析结果文件） Jobname.rth （热分析结果文件） Jobname.rmg （电磁场分析结果文件） Jobname.rfl （流体分析结果文件） Jobname.tri （三角化刚度矩阵文件） Jobname.emat （单元矩阵文件） Jobname.esav （单元保存文件）
根据节点间位移协调关系。U11= U22，V11=V22 又根据各节点的平 衡条件有
{F}=[K]{δ}
ANSYS基础培训
有限元分析步骤
有限元法可分为几步： • 结构的离散化 • 选择位移模式 即假定位移是坐标的某种简单的函数这种函数称为位移模式或插值函数通 常选多项式作为位移模式一般来说，多项式的项数应等于单元的自由度数。
ANSYS基础培训
ANSYS文件结构（续）
文本文件 Jobname.log（命令日志文件） Jobname.err（错误及警告信息文件）
ANSYS6.0可以改变 Jobname Work directory
ANSYS基础培训
ANSYS内存管理
ANSYS基础培训
ANSYS初级使用教程 PPT
1.1.3 有限单元法的分析步骤
有限元求解问题的基本步骤如下。 有限元求解问题的基本步骤如下。 （1）问题及求解域定义。 ）问题及求解域定义。 （2）求解域离散化。 ）求解域离散化。 （3）确定状态变量及控制方法。 ）确定状态变量及控制方法。 （4）单元推导。 ）单元推导。 （5）总装求解。 ）总装求解。 （6）联立方程组求解和结果分析。 ）联立方程组求解和结果分析。
目前在工程领域内常用的数值模拟方法包括有限单元 边界元法、离散单元法和有限差分法等。 法、边界元法、离散单元法和有限差分法等。就应用的广泛 性而言，有限单元法应用最广。 性而言，有限单元法应用最广。其基本思想是将连续的结构 离散成有限多个单元， 离散成有限多个单元，并在每一个单元中设定有限数量的节 点，将连续体看作是只在节点处相连续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， ，同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在第一单元 中假设一个插值函数来表示单元中场函数的分布规律， 中假设一个插值函数来表示单元中场函数的分布规律，进而 利用弹性力学、固体力学、 利用弹性力学、固体力学、结构力学等力学中的变分原理去 建立用以求解节点未知量的有限元方程， 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。 中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题。求 解后就可以利用解得的节点值和设定的插值函数确定单元上 以至整个集合上的场函数。 以至整个集合上的场函数。
1.1.2 有限单元法的基本模型
使用有限单元法对产品进行分析时候， 使用有限单元法对产品进行分析时候，需要对产品几 何形体划分网格，而划分网格前需要确定单元类型。 何形体划分网格，而划分网格前需要确定单元类型。在结构 有限元分析中主要有以下一些单元类型：平面应力单元、 有限元分析中主要有以下一些单元类型：平面应力单元、平 面应变单元、轴对称实体单元、空间实体单元、板单元、 面应变单元、轴对称实体单元、空间实体单元、板单元、壳 单元、轴对称壳单元、杆单元、梁单元、弹簧单元、 单元、轴对称壳单元、杆单元、梁单元、弹簧单元、间隙单 质量单元、摩擦单元、刚体单元和约束单元等。 元、质量单元、摩擦单元、刚体单元和约束单元等。根据不 同的分类方法， 同的分类方法，上述单元可以分成以下不同的问健 1．结构单元与非结构单元 ． 2．按照维度进行单元分类 ． 3．按照插值函数进行单元分类 ．
ansys基本操作PPT演示文稿
•3
2.1.2 ANSYS12.0界面介绍
ANSYS 的图形用户界面（GUI） 1）Utility Menu（实用菜单）
包括一些在整个分析过程中都有可能要用到的一些命令，比如文 件类命令、选取类命令以及图形控制和一些参数设置等等。 2）Standard Toolbar（标准工具条） 包括一些常用的命令按钮，这些按钮对应的命令都可以在实用菜 单中找到对应的菜单项。 3）Input Window（命令输入窗口） 该窗口为ANSYS命令的输入区域，可以直接输入ANSYS支持的命 令，以前所有输入过的命令以下拉列表的形式显示。
•20
4）建模时注意对模型作一些必要的简化，去掉一些不必要的细节。 如倒角等。过多的考虑细节有可能使问题过于复杂而导致分析无 法进行；
5）采用适当的单元类型和网格密度，结构分析中尽量采用带有中节 点的单元类型（二次单元），非线性分析中优先使用线性单元 （没有中节点的直边单元），尽量不要采用退化单元类型。
•11
2.2 建立模型
2.2.1 指定工作目录、作业名和分析标题 2.2.2 定义图形界面过滤参数 2.2.3 ANSYS的单位制
读者可以根据自己的需要由上面的量纲关系自行修改单位系统， 只要保证自封闭即可。ANSYS提供的/UNITS命令可以设定系统的 单位制系统，但这项设定只有当ANSYS与其它系统比如CAD系统 交换数据时才可能用到（表示数据交换的比例关系），对于 ANSYS本身的结果数据和模型数据没有任何影响。
•14
2.2.6 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。
2.1.2 ANSYS12.0界面介绍
ANSYS 的图形用户界面（GUI） 1）Utility Menu（实用菜单）
包括一些在整个分析过程中都有可能要用到的一些命令，比如文 件类命令、选取类命令以及图形控制和一些参数设置等等。 2）Standard Toolbar（标准工具条） 包括一些常用的命令按钮，这些按钮对应的命令都可以在实用菜 单中找到对应的菜单项。 3）Input Window（命令输入窗口） 该窗口为ANSYS命令的输入区域，可以直接输入ANSYS支持的命 令，以前所有输入过的命令以下拉列表的形式显示。
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4）建模时注意对模型作一些必要的简化，去掉一些不必要的细节。 如倒角等。过多的考虑细节有可能使问题过于复杂而导致分析无 法进行；
5）采用适当的单元类型和网格密度，结构分析中尽量采用带有中节 点的单元类型（二次单元），非线性分析中优先使用线性单元 （没有中节点的直边单元），尽量不要采用退化单元类型。
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2.2 建立模型
2.2.1 指定工作目录、作业名和分析标题 2.2.2 定义图形界面过滤参数 2.2.3 ANSYS的单位制
读者可以根据自己的需要由上面的量纲关系自行修改单位系统， 只要保证自封闭即可。ANSYS提供的/UNITS命令可以设定系统的 单位制系统，但这项设定只有当ANSYS与其它系统比如CAD系统 交换数据时才可能用到（表示数据交换的比例关系），对于 ANSYS本身的结果数据和模型数据没有任何影响。
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2.2.6 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。
Ansys基础教程PPT
数、材料属性）
A1
•
2）创建或读入几何实体模型
•
3）有限元网格划分
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 solve
ANSYS的分析方法(续)
2-2. ANSYS分析步骤在GUI中的体现.
Objective
分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现.
称为布尔运算。
实体建模 - 自顶向下建模
•二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形。
•三维图元包括块体, 圆柱体, 棱体， 球 体, 圆锥体和圆环。
• 当建立二维图元时，ANSYS 将定义一个面，并包括其下层的线和关 键点。
• 当建立三维图元时，ANSYS 将定义一个体，并包括其下层的面、线 和关键点。
D. 自底向上建模
• 由下向上建模时首先建立关键点，从关键点开始建立其它实体。 • 如建立一个L-形时, 可以先下面所示的角点. 然后通过连接点简单地
形成面，或者先形成线，然后用线定义面.
关键点
•定义关键点:
– Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints – 或者用 K 命令组立的命令: K, KFILL, KNODE, 等.
即:生成一种体素时会自动生成所有的从属于该体素的较低级图元。
布尔运算
• 布尔运算 是对几何实体进行组合计算的过程。ANSYS 中布尔运算包 括加、减、相交、叠分、粘接、搭接.
• 布尔运算时输入的可以是任意几何实体从简单的图元到通过CAD输入 的复杂的几何体。
Ansys入门ppt课件
安装ANSYS
• • • 从工大 ftp://202.118.224.241或ftp:// 等ftp网站下载软件。 一般为.bin文件，为虚拟光盘文件，可安装Daemon tool等虚拟光驱软件 后，将.bin文件加载。 安装 ANSYS
– 安装过程中会生成c:\program files\Ansys Inc目录 – 在虚拟光驱中找到Crack目录中找到ansys.dat, 将第一行
SERVER host 000000000000 1055 中
host 改成你自己的计算机名 000000000000 处改成计算机的MAC地址 计算机名和MAC地质可用 ipconfig/all 命令查找。
•
安装 ANSYS FLEXlm licensing 进行授权
– 安装 ANSYS FLEXlm licensing – 安装过程中选择自己计算机为服务器 – 将预备好的license.dat 文件拷贝到c:\program files\Ansys Inc\shared files\licensing 目录中
ANSYS 入门
... GUI方式
应用菜单 包含ANSYS运行过程中通常使用的功能，如:图形,在线帮助,选择, 文 件管理等. • 与主菜单的约定类似: -- “…”表示产生一个对话框
-- “ +”表示图形拾取
-- “ >”表示将产生下一个子菜单 -- “ ” (空缺)表示进行一个操作
ANSYS 入门
... GUI方式
输入窗口 • 允许您输入命令。 (大多数 GUI功能都能通过输入命令来实现. 如 果您知道这些命令,可以通过输入窗口键入。) • 在拾取图形时您也可以通过键入命令的方式实现。
•
运行FLEXlm LMTOOLS 进行设定
ANSYS基础知识课件01
--The American Heritage Dictionary
4
1.1.2 傳統工程分析的步驟
工程 系統 分析 模型 數學 方程式 圖表
解答
建構 分析模型
建立 方程式
解 方程式
繪製 圖表
5
1.1.3 電腦輔助工程分析 (1/2)
工程 系統 分析 模型 數學 方程式 數值 解答
圖表
建構 分析模型
Chapter 1
序論
Introduction
Contents
1.1. 工程分析
Engineering Analysis
1.2. 教學目標與方法
Objectives and Approaches
2
第1.1節
工程分析
Engineering Analysis
3
1.1.1 Engineering
Engineering (n) The application of scientific principles to such practical ends as the design, construction, and operation of efficient and economical structures, equipment, and systems.
9
1.2.1 教學目標
• 獲得使用CAE軟體所需要的背景知識 • 學習怎麼去model一個工程系統，也就是 怎麼去建立一個分析模型 • 理解有限元素法分析後所得到的數值解 • 能夠獨立地去研究其他CAE主題
10
1.2.2 教學方法
• 從結構的問題延伸到其他學科領域的問題 • 從靜態的問題延伸到動態的問題 • 從線性的問題延伸到非線性的問題
4
1.1.2 傳統工程分析的步驟
工程 系統 分析 模型 數學 方程式 圖表
解答
建構 分析模型
建立 方程式
解 方程式
繪製 圖表
5
1.1.3 電腦輔助工程分析 (1/2)
工程 系統 分析 模型 數學 方程式 數值 解答
圖表
建構 分析模型
Chapter 1
序論
Introduction
Contents
1.1. 工程分析
Engineering Analysis
1.2. 教學目標與方法
Objectives and Approaches
2
第1.1節
工程分析
Engineering Analysis
3
1.1.1 Engineering
Engineering (n) The application of scientific principles to such practical ends as the design, construction, and operation of efficient and economical structures, equipment, and systems.
9
1.2.1 教學目標
• 獲得使用CAE軟體所需要的背景知識 • 學習怎麼去model一個工程系統，也就是 怎麼去建立一個分析模型 • 理解有限元素法分析後所得到的數值解 • 能夠獨立地去研究其他CAE主題
10
1.2.2 教學方法
• 從結構的問題延伸到其他學科領域的問題 • 從靜態的問題延伸到動態的問題 • 從線性的問題延伸到非線性的問題
ANSYS基础培训PPT课件
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
培训手册
• 流动准则 • 屈服准则 • 强化准则
材料非线性
单元非线性
• 接触 – 点----点 – 点----线 – 点----面 – 面----面 – 刚----柔 – 柔----柔
{σ}=[D][B]{δ}e
{σ}—单元内任一点的应力矩阵
[D]—与单元材料有关的弹性矩阵
利用变分原理，建立作用于单元上的节点力和位
移之间的关系式
{F}e=[K]e{δ}e
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
实体几何模型载荷
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
优点 缺点
改变网格不影响载荷 涉及到的加载实体少
生成的单元在当前激活的单元座标下，节 点为总体直角座标，因此实体与有限元模 型可能有不同座标系统和载荷方向 实体载荷在凝聚分析中不方便，因载荷加 在主自由度上施加关键点约束较繁锁 不能显示所有实体载荷
简例（续）
培训手册
CFD Analysis with ANSYS/FLOTRAN
下面以小变形弹性静力问题为例，加以详细介绍。 几何方程：eij=1/2(ui,j+uj,i) 物理方程：sij=aijklekl 平衡方程：sij,j+fi=0 边界条件：
位移已知边界条件 ui=ui （在边界Гu上位移已知） 外力已知边界条件 sij,j+pi=0（在边界Гp上外力已知）
《ANSYS基础培训》课件
2
求解分析
学习使用ANSYS求解器进行结构和流体分析，获得精确的模拟结果。
3
后处理
掌握如何在ANSYS中进行后处理，分析和可视化模拟结果。
不同领域的分析
结构分析
深入研究ANSYS在结构分析方 面的应用，如静态、动态、疲 劳分析等。
热分析
学习如何使用ANSYS进行热传 导、热辐射和热对流分析，解 决热问题。
建模与分析
2D和3D建模
学习如何在ANSYS中进行 二维和三维建模，创建复 杂的几何形状。
有限元分析 (FEA)
深入了解有限元分析的原 理和应用，掌握ANSYS中 的FEA技术。
网格生成技术
探索不同的网格生成方法， 优化模型的划分和分析效 果。
边界条件与求解
1
应用边界条件
了解在ANSYS中如何应用边界条件，指定约束和加载。
流体动力学分析
介绍ANSYS在流体动力学领域 的应用，如流体流动、压力分 布等。
优化工具
参数优化
通过ANSYS优化工具进行参数优化，提高产品 性能和效率。
拓扑优化
使用拓扑优化技术，优化结构的材料分布和重 量。
常见问题解决方法
1 错误排查
了解常见的ANSYS错误和故障排除技巧，提高模拟效果。
2 模型修复
《ANSYS基础培训》PPT 课件
欢迎使用《ANSYS基础培训》PPT课件！通过这个课程，您将深入了解 ANSYS的各个方面，从建模到分析，从结构到流体，精通这个强大的工程模 拟软件。
概述
本课程介绍ANSYS的基础知识，包括ANSYS Workbench的概述、ANSYS预 处理、材料属性定义等。
学习如何修复模型中的几何和网格问题，保证模拟的准确性。
ANSYS Workbench入门培训PPT幻灯片
步骤1.General Materials全 体材料
步骤2.Gray Cast Iron灰铸 铁
步骤3.Return Project回到 工程项目管理窗口
（3）添加材料属性
23
添加40Cr(系统中不 存在的材料)
步骤1.General Materials 打勾(Edit library)编辑材料
库
19
进入尺寸标注Dimensions 步骤1.点击 General标注线段长度H1、V2 Horizontal标注水平间距H3 Vertical标注竖直间距V5
步骤2.标注尺寸
步骤3.点击Extrude拉伸
20
步骤1.Imprint Faces 步骤2.Generate 生成区域面，次面无高度、
使基础产生单位法向偏移所需的压力，输入值单位N/m3
29
载荷：
选中Static Structural(B5)
Loads(载荷)
Force(力)
选中需要加载的面，输入载荷值
Apply(应用) 30
载荷类型：
Force力载荷 Bearing Load轴承载荷：载荷作用于圆柱形表面，轴承力沿径向分布 Moment力矩载荷 Remote Force远端载荷：远端加载，可先定义局部坐标系 Bolt Pretension螺栓预紧载荷：模拟螺栓连接
双击B4
预应力模态分析
35
选中Modal(C5) Analysis Setting(分析设置) 设置阶数 Max Modes to Find:10
36
选中Solution(C6) Solve
37
在Graph(图表)区域右键-Select All Creat Mode Shape Results
步骤2.Gray Cast Iron灰铸 铁
步骤3.Return Project回到 工程项目管理窗口
（3）添加材料属性
23
添加40Cr(系统中不 存在的材料)
步骤1.General Materials 打勾(Edit library)编辑材料
库
19
进入尺寸标注Dimensions 步骤1.点击 General标注线段长度H1、V2 Horizontal标注水平间距H3 Vertical标注竖直间距V5
步骤2.标注尺寸
步骤3.点击Extrude拉伸
20
步骤1.Imprint Faces 步骤2.Generate 生成区域面，次面无高度、
使基础产生单位法向偏移所需的压力，输入值单位N/m3
29
载荷：
选中Static Structural(B5)
Loads(载荷)
Force(力)
选中需要加载的面，输入载荷值
Apply(应用) 30
载荷类型：
Force力载荷 Bearing Load轴承载荷：载荷作用于圆柱形表面，轴承力沿径向分布 Moment力矩载荷 Remote Force远端载荷：远端加载，可先定义局部坐标系 Bolt Pretension螺栓预紧载荷：模拟螺栓连接
双击B4
预应力模态分析
35
选中Modal(C5) Analysis Setting(分析设置) 设置阶数 Max Modes to Find:10
36
选中Solution(C6) Solve
37
在Graph(图表)区域右键-Select All Creat Mode Shape Results
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ANSYS教程
ANSYS 结构分析
第一章 ANSYS主要功能与模块
ANSYS是世界上著名的大型通用有限元计算软件， 它包括热、电、磁、流体和结构等诸多模块，具有强大 的求解器和前、后处理功能，为我们解决复杂、庞大的 工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个优良的 工作环境，是一个开放的软件，支持进行二次开发。 目前主流版本12.0,13.0,14.0,14.5
6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析 7. 压电分析 ●稳态、瞬态分析 ●模态分析 ●谐响应分析 8. 多场耦合分析 ●热－结构 ● 磁－热 ●磁－结构 ●流体－热 ●流体－结构 ●热－电 ●电－磁－热－流体－结构
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化 10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
菜单的排列，是基于完成有 限元分析任务的操作顺序进 行排列的。
生成节点
直接建模
由节点生成单元 生成关键点 由关键点生成线
都涉及到 坐标系的 选择问题
建 模 间接建模
至底而上
由线生成面
由面生成体
划分线、面或者体，生成单元 直接生成线、面或体 自上而下 划分线、面或体，生成单元
Ansys使用的模型有两类：有限元模型和实体模型
Create > -Areas- Arbitrary
Operate > Extrude
体
用自底向上的方法生成体时，需要的关键点或线或面必须已经定义
Create > -Volumes- Arbitrary
Operate > Extrude
ANSYS中坐标系的分类：
整体坐标系和局部坐标系
(Global and Local Coordinate Systems )
Create > -Lines- Splines
Create > -Lines- Lines
Create > -Lines- Arcs
L,k1,k2,k3,radius
L,k1,k2
面
用由下向上的方法生成面时，需要的关键点或线必须已经定义。 （A——关键点〔顺序〕、AL——线） 如果定义体，ANSYS 将自动生成未定义的面、线，高度非线性瞬态动力分析（ANSYS/LS-DYNA） ●全自动接触分析，四十多种接触类型 ●任意拉格郎日－欧拉（ALE）分析 ●多物质欧拉、单物质欧拉 ● 适应网格、网格重划分、重启动 ● 100多种非线性材料模式 ●多物理场耦合分析：结构、热、流体、声学 ●爆炸模拟，起爆效果及应力波的传播分析 ●侵彻穿甲仿真，鸟撞及叶片包容性分析，跌落分析 ●失效分析，裂纹扩展分析 ●刚体运动、刚体－柔体运动分析 ●实时声场分析 ● BEM边界元方法，边界元、有限元耦合分析 ●光顺质点流体动力（SPH）算法
3. 热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化 4. 电磁分析 ●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。 ●高频电磁场分析－用于微波及RF无源组件，波导、 雷达系统、同轴连接器等分析。
– C. 例题 – D. 自底向上建模
• • • • 关键点 坐标系 线 ,面 ,体 操作
– E. 例题
实体建模 A. 定义
实体建模： 建立由点、线、面和 体构成的几何模型的过程。
首先回顾前面的一些定义：
体
– 一个实体模型有体、面、线及关 键点组成。 – 体由面围成，面由线组成 ,线由关 键点组成。 – 实体的层次从底到高: 关键点 线 面体. 如果高一级的实 体存在，则低一级的与之依附的 实体不能删除.
D. 自底向上建模
由下向上建模时首先建立关键点，从关键点开始建立其它实体。 如建立一个L-形时, 可以先下面所示的角点. 然后通过连接点简单地形 成面，或者先形成线，然后用线定义面.
关键点
定义关键点:
– Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints – 或者用 K 命令组立的命令: K, KFILL, KNODE, 等.
实体建模 - 自顶向下建模
二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形。
三维图元包括块体, 圆柱体, 棱体， 球体, 圆锥体和圆 环。
当建立二维图元时，ANSYS 将定义一个面，并包括其下层的线和关键 点。 当建立三维图元时，ANSYS 将定义一个体，并包括其下层的面、线和 关键点。
即:生成一种体素时会自动生成所有的从属于该体素的 较低级图元。
总体坐标系统被认为是一个绝对的参考系。 ANSYS提供了3种总体坐标系：
笛卡尔坐标系 柱坐标系 球坐标系
…布尔运算
减Abstract
– 从1个实体上删除和另外1个实体相重合的部分后生成一 个或多个新的实体。 – 对于建立带孔的实体或准确切除部分实体特别方便.
布尔运算
相交Intersect
– 两个或多个实体相交后取其重合部分实体，剩余 的实体被删除。 – 如果输入了多于两个的实体,则有两种选择: 相交 和对交。 – 相交只保留全部实体的共同部分.
节点坐标系(Nodal Coordinate Systems)
单元坐标系(Element Coordinate Systems)
显示坐标系(Display Coordinate System) 结果坐标系(The Results Coordinate System)
一、整体坐标系与局部坐标系
加
实体建模 A. 定义
自底向上建模；首先建立低级图元关键点，由这些点建立线、面 和体。
可以根据模型形状选择最佳建模途径.
下面详细讨论建模途径。
实体建模 B. 自顶向下建模
自顶向下建模：首先建立高级图元 （体或 面）,对这些高级图元（体或面）按一定规 则组合得到最终需要的形状.
– 开始建立的体或面称为图元。 – 生成一种体素时会自动生成所有的从属于该体 素的较低级图元。 – 对几何图元进行组合计算形成最终形状的过程 称为布尔运算。
对交则保留每一对实体的共同部分，这样，有可能输出多 个实体.
Common Intersection
Pairwise Intersection
布尔运算
分割 Devide
– 把两个或多个实体分为多个实体，但相互之间 仍通过共同的边界连接在一起。 – 若想找到两条相交线的交点并保留这些线时， 此命令特别有用，如下图所示. (交运算可以找 到交点但删除了两条线）
一、主要功能简介
1. 结构分析 1） 静力分析 – 求解静力载荷作用下结构的位移和应 力等. 可以考虑结构的线性及非线性行为。 ● 线性结构静力分析 （linear） ● 非线性结构静力分析 （nonlinear） ♦ 几何非线性：大变形、大应变、应力强化、旋 转软化 ♦ 材料非线性：塑性、粘弹性、粘塑性、超弹性、 多线性弹性、蠕变、肿胀等 ♦ 接触非线性：面面 / 点面 / 点点接触、柔体 / 柔体 刚体接触、热接触 ♦ 单元非线性：死/活单元、钢筋混凝土单元、非 线性阻尼/弹簧元、预紧力单元等
另外，一个只由面及面以下层次组成的实体， 如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体。
面
线及关键点
体
面 线
关键点
实体建模 A. 定义
建立实体模型可以通过两个途径:
– 自顶向下 – 自底向上
自顶向下建模；首先建立高级图元（体或面） , 对这些高级图元（体或 面）按一定规则组合得到最终需要的形状.
Add
二、主要模块简介
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ FLOTRAN CFD
ANSYS/ Thermal
ANSYS/ Structural
ANSYS/
LinearPlus
第二章 ANSYS基本使用方法
一、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 A1 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 Y Z X 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）模态分析 – 计算结构的固有频率和模态。 3）谐响应分析 - 确定结构在随时间正弦变化的载荷 作用下的响应。 4）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. 5）谱分析 模态分析的拓广。 6）随机振动分析等 7）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.) 8）专项分析: 断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析
ANSYS的分析方法(续)
2-2. ANSYS分析步骤在GUI中的体现.
Objective
分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现.
主菜单 1. 建立有限元模型 2. 施加载荷求解 3. 查看结果
ANSYS的分析方法(续)
ANSYS GUI中的功能排列 按照一种动宾结构，以动 词开始（如Create), 随后 是一个名词 (如Circle).
布尔运算
布尔运算 是对几何实体进行组合计算的过程。ANSYS 中布尔运算包括 加、减、相交、叠分、粘接、搭接.
布尔运算时输入的可以是任意几何实体从简单的图元到通过 CAD输入的 复杂的几何体。
ANSYS 结构分析
第一章 ANSYS主要功能与模块
ANSYS是世界上著名的大型通用有限元计算软件， 它包括热、电、磁、流体和结构等诸多模块，具有强大 的求解器和前、后处理功能，为我们解决复杂、庞大的 工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个优良的 工作环境，是一个开放的软件，支持进行二次开发。 目前主流版本12.0,13.0,14.0,14.5
6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析 7. 压电分析 ●稳态、瞬态分析 ●模态分析 ●谐响应分析 8. 多场耦合分析 ●热－结构 ● 磁－热 ●磁－结构 ●流体－热 ●流体－结构 ●热－电 ●电－磁－热－流体－结构
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化 10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
菜单的排列，是基于完成有 限元分析任务的操作顺序进 行排列的。
生成节点
直接建模
由节点生成单元 生成关键点 由关键点生成线
都涉及到 坐标系的 选择问题
建 模 间接建模
至底而上
由线生成面
由面生成体
划分线、面或者体，生成单元 直接生成线、面或体 自上而下 划分线、面或体，生成单元
Ansys使用的模型有两类：有限元模型和实体模型
Create > -Areas- Arbitrary
Operate > Extrude
体
用自底向上的方法生成体时，需要的关键点或线或面必须已经定义
Create > -Volumes- Arbitrary
Operate > Extrude
ANSYS中坐标系的分类：
整体坐标系和局部坐标系
(Global and Local Coordinate Systems )
Create > -Lines- Splines
Create > -Lines- Lines
Create > -Lines- Arcs
L,k1,k2,k3,radius
L,k1,k2
面
用由下向上的方法生成面时，需要的关键点或线必须已经定义。 （A——关键点〔顺序〕、AL——线） 如果定义体，ANSYS 将自动生成未定义的面、线，高度非线性瞬态动力分析（ANSYS/LS-DYNA） ●全自动接触分析，四十多种接触类型 ●任意拉格郎日－欧拉（ALE）分析 ●多物质欧拉、单物质欧拉 ● 适应网格、网格重划分、重启动 ● 100多种非线性材料模式 ●多物理场耦合分析：结构、热、流体、声学 ●爆炸模拟，起爆效果及应力波的传播分析 ●侵彻穿甲仿真，鸟撞及叶片包容性分析，跌落分析 ●失效分析，裂纹扩展分析 ●刚体运动、刚体－柔体运动分析 ●实时声场分析 ● BEM边界元方法，边界元、有限元耦合分析 ●光顺质点流体动力（SPH）算法
3. 热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化 4. 电磁分析 ●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。 ●高频电磁场分析－用于微波及RF无源组件，波导、 雷达系统、同轴连接器等分析。
– C. 例题 – D. 自底向上建模
• • • • 关键点 坐标系 线 ,面 ,体 操作
– E. 例题
实体建模 A. 定义
实体建模： 建立由点、线、面和 体构成的几何模型的过程。
首先回顾前面的一些定义：
体
– 一个实体模型有体、面、线及关 键点组成。 – 体由面围成，面由线组成 ,线由关 键点组成。 – 实体的层次从底到高: 关键点 线 面体. 如果高一级的实 体存在，则低一级的与之依附的 实体不能删除.
D. 自底向上建模
由下向上建模时首先建立关键点，从关键点开始建立其它实体。 如建立一个L-形时, 可以先下面所示的角点. 然后通过连接点简单地形 成面，或者先形成线，然后用线定义面.
关键点
定义关键点:
– Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints – 或者用 K 命令组立的命令: K, KFILL, KNODE, 等.
实体建模 - 自顶向下建模
二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形。
三维图元包括块体, 圆柱体, 棱体， 球体, 圆锥体和圆 环。
当建立二维图元时，ANSYS 将定义一个面，并包括其下层的线和关键 点。 当建立三维图元时，ANSYS 将定义一个体，并包括其下层的面、线和 关键点。
即:生成一种体素时会自动生成所有的从属于该体素的 较低级图元。
总体坐标系统被认为是一个绝对的参考系。 ANSYS提供了3种总体坐标系：
笛卡尔坐标系 柱坐标系 球坐标系
…布尔运算
减Abstract
– 从1个实体上删除和另外1个实体相重合的部分后生成一 个或多个新的实体。 – 对于建立带孔的实体或准确切除部分实体特别方便.
布尔运算
相交Intersect
– 两个或多个实体相交后取其重合部分实体，剩余 的实体被删除。 – 如果输入了多于两个的实体,则有两种选择: 相交 和对交。 – 相交只保留全部实体的共同部分.
节点坐标系(Nodal Coordinate Systems)
单元坐标系(Element Coordinate Systems)
显示坐标系(Display Coordinate System) 结果坐标系(The Results Coordinate System)
一、整体坐标系与局部坐标系
加
实体建模 A. 定义
自底向上建模；首先建立低级图元关键点，由这些点建立线、面 和体。
可以根据模型形状选择最佳建模途径.
下面详细讨论建模途径。
实体建模 B. 自顶向下建模
自顶向下建模：首先建立高级图元 （体或 面）,对这些高级图元（体或面）按一定规 则组合得到最终需要的形状.
– 开始建立的体或面称为图元。 – 生成一种体素时会自动生成所有的从属于该体 素的较低级图元。 – 对几何图元进行组合计算形成最终形状的过程 称为布尔运算。
对交则保留每一对实体的共同部分，这样，有可能输出多 个实体.
Common Intersection
Pairwise Intersection
布尔运算
分割 Devide
– 把两个或多个实体分为多个实体，但相互之间 仍通过共同的边界连接在一起。 – 若想找到两条相交线的交点并保留这些线时， 此命令特别有用，如下图所示. (交运算可以找 到交点但删除了两条线）
一、主要功能简介
1. 结构分析 1） 静力分析 – 求解静力载荷作用下结构的位移和应 力等. 可以考虑结构的线性及非线性行为。 ● 线性结构静力分析 （linear） ● 非线性结构静力分析 （nonlinear） ♦ 几何非线性：大变形、大应变、应力强化、旋 转软化 ♦ 材料非线性：塑性、粘弹性、粘塑性、超弹性、 多线性弹性、蠕变、肿胀等 ♦ 接触非线性：面面 / 点面 / 点点接触、柔体 / 柔体 刚体接触、热接触 ♦ 单元非线性：死/活单元、钢筋混凝土单元、非 线性阻尼/弹簧元、预紧力单元等
另外，一个只由面及面以下层次组成的实体， 如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体。
面
线及关键点
体
面 线
关键点
实体建模 A. 定义
建立实体模型可以通过两个途径:
– 自顶向下 – 自底向上
自顶向下建模；首先建立高级图元（体或面） , 对这些高级图元（体或 面）按一定规则组合得到最终需要的形状.
Add
二、主要模块简介
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ FLOTRAN CFD
ANSYS/ Thermal
ANSYS/ Structural
ANSYS/
LinearPlus
第二章 ANSYS基本使用方法
一、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 A1 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 Y Z X 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）模态分析 – 计算结构的固有频率和模态。 3）谐响应分析 - 确定结构在随时间正弦变化的载荷 作用下的响应。 4）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. 5）谱分析 模态分析的拓广。 6）随机振动分析等 7）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.) 8）专项分析: 断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析
ANSYS的分析方法(续)
2-2. ANSYS分析步骤在GUI中的体现.
Objective
分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现.
主菜单 1. 建立有限元模型 2. 施加载荷求解 3. 查看结果
ANSYS的分析方法(续)
ANSYS GUI中的功能排列 按照一种动宾结构，以动 词开始（如Create), 随后 是一个名词 (如Circle).
布尔运算
布尔运算 是对几何实体进行组合计算的过程。ANSYS 中布尔运算包括 加、减、相交、叠分、粘接、搭接.
布尔运算时输入的可以是任意几何实体从简单的图元到通过 CAD输入的 复杂的几何体。