第2章+ANSYS软件的功能简介

曲
析) 。
分
析
专
断裂分析
项
复合材料分析
分
疲劳分析
析
2.2 求解模块SOLUTION(续)
显
式 动 力 学
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。
分
析
2.2 求解模块SOLUTION(续)
显式动力学分析的特点： 用于模拟非常大的变形，
析
2.2 求解模块SOLUTION(续)
动
ANSYS程序可以分析大型柔体运动。当运动
力
的积累影响起主要作用时，可使用这些功能
学
分析复杂结构在空间中的运动特性，并确定
分
结构中由此产生的应力、应变和变形。
析
2.2 求解模块SOLUTION(续)
特
征
用于计算线性屈曲载荷并确定屈曲模态形状
屈
(结合瞬态动力学分析可以实现非线性屈曲分
第二章 ANSYS软件的功能简介
前处理模块 三 大 模 分析计算模块 块
后处理模块
实体建模 网格划分
结构分析：静动力、非线性 热分析（渗流分析） 流体动力学分析 电磁场分析 声场分析 压电分析 多物理场耦合分析
通用后处理模块 时间历程后处理模块
ANSYS在部分工业领域中的应用如下： 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
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。
2.2 求解模块SOLUTION(续)
热
ANSYS 热 分 析 计 算 物 体 的 稳 态 或 瞬 态 温
分
度分布，以及热量的获取或损失、热梯度、
析
热通量等。
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。
自 先生成具有边界条件的实体模型，用户指示程
源自文库
适 序自动地生成有限元网格，分析、估计网格的
应 离散误差，然后重新定义网格大小，再次分析
划 分
计算、估计网格的离散误差，直至误差低于用 户定义的值或达到用户定义的求解次数。
2.2 求解模块SOLUTION
结 构 静 力 分 析
用来求解外载荷引起的位移、应力和反作用 力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构 的影响并不显著的问题。ANSYS程序中的静 力分析不仅可以进行线性分析，而且可以进 行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变 形、大应变、应力刚化及接触分析。
ANSYS/Multiphysics 包括所有工程学科的所有性能 ANSYS/Multiphysics有三个主要的组成产品
ANSYS/Mechanical - ANSYS/机械-结构及热 ANSYS/Emag -ANSYS电磁学 ANSYS/FLOTRAN - ANSYS计算流体动力学 其它产品: ANSYS/LS-DYNA -高度非线性结构问题 DesignSpace –CAD环境下，适合快速分析容易使
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。
2.1 前处理模块PREP7(续)
实体建模方式之二 ：自底向上
自
底 向
关键点
线
面
体
上
2.1 前处理模块PREP7(续)
实体建模方式的选择： 自顶向下建模可以提高建模的效率，但在需要利用
布尔操作时比较难以掌握； 自底向上建模可以减少出错的机会，但效率较低。 建议：先学习自底向上→后学习自顶向下
ANSYS/ FLOTRAN
ANSYS/ ED
ANSYS/ ProFEA
ANSYS/ University
DesignSpace
2.1 前处理模块PREP7
实体建模方式之一 ：自顶向下
自
顶
先建高级图元，
自动生成相关的
向
如圆柱、圆锥等
面、线及关键点
下
问题：如何保 证各实体的连 接、交叉等关 系？→布尔操 作
2.2 求解模块SOLUTION(续)
结
构 动 力 分
用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影 响。与静力分析不同，动力分析要考虑随时间 变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。
析
2.2 求解模块SOLUTION(续)
结构动力分析的类型： ①模态分析：计算线性结构的自振频率及振型。 ②谱分析：是模态分析的扩展，用于计算由于随机
2.1 前处理模块PREP7(续)
网格划分方法：延伸划分与映射划分
延伸划分
将一个二维网格延伸成一个三维网格
映射划分
将几何模型分解成简单的几部分，然 后选择合适的单元属性和网格控制， 生成映射网格。
2.1 前处理模块PREP7(续)
网格划分方法：自由划分和自适应划分
自由划分
可对复杂模型直接划分，避免了用户 对各个部分分别划分然后进行组装时 各部分网格不匹配带来的麻烦。
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)
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
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
变化的载荷的响应。 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。
2.2 求解模块SOLUTION(续)
结
构 非 线 性 分
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程序可以求解静态和 瞬态非线性问题，包括材料非线性、几何非 线性和单元非线性三种。