软件介绍ANSYS

ANSYS简介
ANSYS公司成立于1970年，总部位于美国的宾夕法尼亚洲的 匹兹堡，目前属计 算机辅助工程（CAE）行业中最大的公司。ANSYS软件室融结构、热、流体、 电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛应用于土木工程、地质矿 产、水利、铁道、汽车交通、国防军工、航空航天、船舶、机械制造、核工业、 石油化工、轻工、电子、日用家电、生物医学等一般工业及科学研究之中。
z dz
dy
dx P
y
x
物体内任一点P的位移，用它在x、y、z三轴上的投影u、v、w 来表示，沿坐标轴的正方向为正，反之为负，则这三个投影称 为该点的位移分量。
弹性体
体力分量 面力分量 应变分量 应力分量 位移分量
都随点的位置而改变，通常都是 点的坐标的连续函数。
有限单元法的基本步骤:
1 将实际求解对象离散化，即将实际求解域划成结点和单元。 2 选择合适的形函数，即选择一个用单元结点解描述整个单元
ANSYS程序是一个功能强大、设计分析灵活的 软件包。该软件可浮动于PC机、 NT工作站、UNIX工作站、巨型机等各类计算机及操作系统中，数据文件在其所 有的 产品系列和工作站上均兼容。其多物理场耦合的功能，允许在同一模型上 进行各式各样的耦合计算，如：热-结构耦合、磁-结构耦合以及电-磁-流体-热耦 合。在PC机上生成的模型同样可运行于巨型机上，这样就保证了所有的ANSYS 用户的多领域多变工程问题的求解。
结构工程通用分析软件介绍 ANSYS
一 理论基础及主要内容
1 弹性力学基本理论：性质，任务，基本假设， 外力，应力/应变，位移，研究方法，平衡微分方程，边界条 件，几何方程，变形连续方程等。 物理方程（广义虎克定律） 平面应变与平面应力问题 平面问题的解法
内容
2 有限单元法：基本思路问题，平面问题的单元 分析，单元位移函数（三角单元为例），单元应变， 单元应力分析，单元节点力，单元刚度矩阵（三节点 三角形单元），平面问题的整体分析，整体刚度矩阵 的集成，整体刚度矩阵的特点。
解的连续函数。 3 对每个单元建立单元刚度矩阵。 4 按一定结点编码顺序，将各个单元刚度矩阵叠加以构造结构
整体刚度矩阵。 5 导出以结点自由度（DOF）为未知量的结构整体刚度方程，
并 将边界条件、初始条件应用于方程中（DOF通常代表位移、 结点温度值、压力、流速等等）。 6 求解步骤（5）中得到的方程组，以得到结点上的自由度值。 7 根据结点的值和形函数，得到其他的物理量，如应力、支座 反力、弯矩图、热流量等等。
作用于物体的外力可以分为体力和面力，体力是分布在物体体积内的力 （重力、惯性力、磁吸力等）。面力是作用于物体表面上的力，也可以 是集中力。
为描述物体内任一点的应力P，就从该点设想从物体中取出一个 无限小的平行六面体，它的棱边平行于坐标轴，而长度分别为
，d它x , d们y ,分dz 别，与将三每个一坐微标面轴上平的行应。力分表解示为正一应个力正，应力表和示两剪个应剪力应。力
ANSYS软件两大特点： 1 功能强大、广泛：融结构、热、流体、电磁、声学于一体；多场耦合；线性； 非线性。 2 处理过程一体化：建模、网格划分、加载、求解、后处理、优化设计等。
ANSYS结构分析功能
ANSYS包括7种结构分析类型： 1 静力分析——用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。
结构静力分析分线性与非线性分析。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。 2 模态分析——结算结构的固有频率和模态。 3 谐波分析——用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下 的响应。 4 瞬态动力分析——用于计算结构在随时间任意变化的载荷作 用下的响应，也可计算上述静力分析中的非线性有关问题。 5 谱分析——属模态分析的拓展。可计算由于响应谱或随机振动引 源自文库的应力和应变。 6 曲屈分析——用于计算曲屈载荷和确定曲屈模态。可进行线性和 非线性曲屈分析。 7 显式动力分析——ANSYS/LS-DYNA可计算高度非线性动力学和复 杂的接触问题。
x 表示正应力作用的平面与x轴相垂直（即 x 与 x 轴平行）。 xy 表示作用在垂直于x轴的面上且其作用方向与y轴平行。
如果某一面的外法线方向与坐标轴正方向相平行，则该面为 正面。凡是正面上的力，不论其为正应力或剪应力，以与坐 标轴的正方向相同时为正，反之为负。 如果某个面的外法线与坐标轴的负方向相平行，则该面为负面。 负面上的应力，不论其为正应力或剪应力，以与坐标轴的负方 向相同时为正，反之为负。 剪应力互等定律： xy yx , yz zy , xz zx
应变用字母 表示，正应变以伸长为正，缩短为负。剪应变以
表示。 xy 表示x与y两方向的线段之间的直角的改变。剪应
变以直角变小为正，反之为负。 如果物体内某点P 的六个分量 x , y , z , xy , yz , zx 是已知的，则 该点的变形完全可以确定，故该六个分量称为P点的应变分量。
3 有限元分析实例（ANSYS）：ANSYS基本使用方法， 结构静力分析，结构动力分析，非线性约束，温度场问题， 流体场的问题，电磁场问题等等
弹性力学是研究弹性体在外部因素（外力、温度等）作用下而产生的应力 和应变，以及与应变有关的位移的一门学科。
基本假设
1 假设物体是连续的 2 假设物体是匀质和各向同性的 3 假设物体是完全弹性的且服从虎克定律 4 假设物体内无初应力 5 假设物体的位移和变形是很小的
z
zy
z
yx
zx xy
x
y
yz
x
zy
xz
xz
xy
zx
z y
yz
y
yx
x
弹性力学里，通常把 x , y , z , xy , yz , zx 这六个量称为 该点P 的应力分量。
为描述物体内某点P的变形，就在这一点取一平行六面微分体。 物体变形以后，三个棱边（线段）及它们之间的直角的改变， 就作为这一点的变形。线段每单位长度的伸缩称为正应变 （相对变形或线应变）。线段之间的直角的改变称剪应变。正