ANSYS软件简单介绍.ppt
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ANSYS基本介绍
有限元法与CAE
CAE（Computer Aided-Engineering)即计算机辅助工程，指工程
设计中的分析计算和仿真。
CAE软件可分为专用和通用两类：
CAE专用软件，如美国ETA公司的汽车专用软件LS/DYNA－3D及 ETA/FEMB等。
CAE通用软件，如ASKA（德） 、PAFECT（英）、SYSTUS（法）、 ABAQAS、ADINA、 ANSYS、 ALGOR、 MODULEF、FASTRAN 、 PATRAN、NASTRAN、MARC（美）等。
ANSYS入门实例
基本操作步骤
预处理（PostProcessor)
选择单元类型Structural Beam和2D elastic 3; 设定梁的横截面尺寸，面积AREA、面积的惯性矩IZZ和截面高度H； 建立关键点K1（0,0,0）、K2（2，0，0）； 直线连接关键点K1、K2； 设定弹性模量E＝2e11，及泊松比PRXY=0.3； 以梁单元Beam 2D elastic 3单元划分直线；
ANSYS软件主要包括3个模块：
预处理模块
提供了一个实体建模、网格划分、定义边界约束及载荷工具。
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。
后处理模块
将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
ANSYS界面介绍
源自文库
工具条
常用工具
应用菜单
输入窗口
目前在工程领域内常用的数值模拟方法有：
有限元法（亦称有限单元法）（Finite Element Method, FEM) 边界元法(Boundary Element Method, BEM) 有限差分法（Finite Difference Method, FDM) 目前，就实用性和应用的广泛性而言，主要是有限单元法（ FEM）。
ANSYS基本分析步骤介绍
创建有限元模型——前处理（Pre processor)
创建或读入几何模型（Modeling) 定义材料属性(Define Material Properities) 划分网格（节点及单元）(Meshing)
施加载荷并求解——求解（Solution)
施加载荷及载荷选项，设定约束条件（Define Loads) 求解(Solve)
求解结果
梁的变形图
ANSYS入门实例
求解结果
梁的应力图
ANSYS入门实例
检验结果
根据材料力学公式，
fB
PL3 3EI
，其中
，I
BH 3 12
为矩形截面的惯性
矩，代入已知条件，计算结果fB＝－3.2mm，与有限元计算得到的结
果完全一致，说明有限元模型正确，计算结果可靠。
ANSYS结构分析中的输出文件
主菜单
视图控制
运行信息 输出窗口
图形窗口
ANSYS的单位制
ANSYS软件没有为分析指定系统单位，在分析中可以使用任 何一套自封闭（单位量纲之间可以互相推导得出）的单位制； 所有的单位基本由长度、力和时间的量纲推导得出。
面积＝长度2、体积=长度3、惯性矩=长度4； 应力=力/长度2、 弹性模量=力/长度2； 集中力=力、线分布力=力/长度、面分布力=力/长度2 ； 重量=力、质量=重量/重力加速度=力/(长度/秒2) ； 容重＝力/长度 3，密度＝质量/体积＝容重/重力加速度＝力×时
求解（Solution)
施加约束：把左端节点所有自由度都固定； 施加载荷：在右端节点上施加垂直向下1000N的力； 求解（Solve)
后处理（PostProcessor）
查看结果（Plot Results） 验证结果（Verify)
ANSYS入门实例
模型施加载荷和约束后结果
ANSYS入门实例
查看结果——后处理(Post processor)
查看分析结果(Results) 检验结果（分析是否正确）
ANSYS入门实例
问题描述
上图所示为一个悬臂梁，在力P作用下，求该梁A点的挠度。其中长度 L=2000mm，高度H＝100mm，宽度B＝50mm，作用力P＝1000N， 弹性模量E=2×1011Pa（钢材），泊松比为0.3。
ANSYS支持的接口通常包括: IGES、CATIA、Pro/E、UG、SAT、PARA、 IDEAS。
建模中需要遵循的要点
确定分析目标，模型基本形式，单元类型，适当的网格密度； 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，等。
文件类型 数据库文件
数据库备份文件 日志文件 错误文件 结果文件
文件名及后缀 Jobname.db
Jobname.dbb Jobname.log Jobname.err Jobname.rst
作用
文件格式
存储输入数据和计算 二进制 数据
备份数据库
二进制
记录操作过程
文本
存储出错信息
文本
存储计算结果
二进制
ANSYS基本介绍
ANSYS软件是由总部位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡的 ANSYS公司研制开发的大型通用有限元分析程序。是融结 构、热、流体、电磁、声场和耦合场于一体，以有限元为基 础的大型通用CAE软件。
ANSYS软件能够在PC机，工作站或巨型计算机上运行， ANSYS文件在其所有产品系列和工作平台上一般高版本向 下兼容低版本的数据文件。
间2/长度4
例一：国际单位m, kg, N, s, C°（最简单也是最保险的单位制） 例二：长度单位为mm, 力单位为N,时间单位为S，得出一套单位如下：
质量＝重量/重力加速度=力×时间2 /长度 ＝N×s2/mm=(N×s2/m)×103=Ton(吨）
应力＝力/长度2＝N/mm2=(N/m2)×106=Mpa（兆帕）
ANSYS建立模型的基本概念
建立模型的方法
在ANSYS中实体建模、直接生成；
实体建模需要描述模型的几何边界，更加通用和有效；
直接生成方法必须直接确定每个节点的位置、单元的大小、形状和连接关 系，一般用于规模小的问题，采用GUI或命令流的方式便于实现。
导入其他CAD系统创建的模型；
如果模型过于复杂，则在专用CAD中建立模型，然后通过ANSYS提供的 接口导入模型；
有限元法与CAE
CAE（Computer Aided-Engineering)即计算机辅助工程，指工程
设计中的分析计算和仿真。
CAE软件可分为专用和通用两类：
CAE专用软件，如美国ETA公司的汽车专用软件LS/DYNA－3D及 ETA/FEMB等。
CAE通用软件，如ASKA（德） 、PAFECT（英）、SYSTUS（法）、 ABAQAS、ADINA、 ANSYS、 ALGOR、 MODULEF、FASTRAN 、 PATRAN、NASTRAN、MARC（美）等。
ANSYS入门实例
基本操作步骤
预处理（PostProcessor)
选择单元类型Structural Beam和2D elastic 3; 设定梁的横截面尺寸，面积AREA、面积的惯性矩IZZ和截面高度H； 建立关键点K1（0,0,0）、K2（2，0，0）； 直线连接关键点K1、K2； 设定弹性模量E＝2e11，及泊松比PRXY=0.3； 以梁单元Beam 2D elastic 3单元划分直线；
ANSYS软件主要包括3个模块：
预处理模块
提供了一个实体建模、网格划分、定义边界约束及载荷工具。
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。
后处理模块
将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。
ANSYS界面介绍
源自文库
工具条
常用工具
应用菜单
输入窗口
目前在工程领域内常用的数值模拟方法有：
有限元法（亦称有限单元法）（Finite Element Method, FEM) 边界元法(Boundary Element Method, BEM) 有限差分法（Finite Difference Method, FDM) 目前，就实用性和应用的广泛性而言，主要是有限单元法（ FEM）。
ANSYS基本分析步骤介绍
创建有限元模型——前处理（Pre processor)
创建或读入几何模型（Modeling) 定义材料属性(Define Material Properities) 划分网格（节点及单元）(Meshing)
施加载荷并求解——求解（Solution)
施加载荷及载荷选项，设定约束条件（Define Loads) 求解(Solve)
求解结果
梁的变形图
ANSYS入门实例
求解结果
梁的应力图
ANSYS入门实例
检验结果
根据材料力学公式，
fB
PL3 3EI
，其中
，I
BH 3 12
为矩形截面的惯性
矩，代入已知条件，计算结果fB＝－3.2mm，与有限元计算得到的结
果完全一致，说明有限元模型正确，计算结果可靠。
ANSYS结构分析中的输出文件
主菜单
视图控制
运行信息 输出窗口
图形窗口
ANSYS的单位制
ANSYS软件没有为分析指定系统单位，在分析中可以使用任 何一套自封闭（单位量纲之间可以互相推导得出）的单位制； 所有的单位基本由长度、力和时间的量纲推导得出。
面积＝长度2、体积=长度3、惯性矩=长度4； 应力=力/长度2、 弹性模量=力/长度2； 集中力=力、线分布力=力/长度、面分布力=力/长度2 ； 重量=力、质量=重量/重力加速度=力/(长度/秒2) ； 容重＝力/长度 3，密度＝质量/体积＝容重/重力加速度＝力×时
求解（Solution)
施加约束：把左端节点所有自由度都固定； 施加载荷：在右端节点上施加垂直向下1000N的力； 求解（Solve)
后处理（PostProcessor）
查看结果（Plot Results） 验证结果（Verify)
ANSYS入门实例
模型施加载荷和约束后结果
ANSYS入门实例
查看结果——后处理(Post processor)
查看分析结果(Results) 检验结果（分析是否正确）
ANSYS入门实例
问题描述
上图所示为一个悬臂梁，在力P作用下，求该梁A点的挠度。其中长度 L=2000mm，高度H＝100mm，宽度B＝50mm，作用力P＝1000N， 弹性模量E=2×1011Pa（钢材），泊松比为0.3。
ANSYS支持的接口通常包括: IGES、CATIA、Pro/E、UG、SAT、PARA、 IDEAS。
建模中需要遵循的要点
确定分析目标，模型基本形式，单元类型，适当的网格密度； 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，等。
文件类型 数据库文件
数据库备份文件 日志文件 错误文件 结果文件
文件名及后缀 Jobname.db
Jobname.dbb Jobname.log Jobname.err Jobname.rst
作用
文件格式
存储输入数据和计算 二进制 数据
备份数据库
二进制
记录操作过程
文本
存储出错信息
文本
存储计算结果
二进制
ANSYS基本介绍
ANSYS软件是由总部位于美国宾夕法尼亚州匹兹堡的 ANSYS公司研制开发的大型通用有限元分析程序。是融结 构、热、流体、电磁、声场和耦合场于一体，以有限元为基 础的大型通用CAE软件。
ANSYS软件能够在PC机，工作站或巨型计算机上运行， ANSYS文件在其所有产品系列和工作平台上一般高版本向 下兼容低版本的数据文件。
间2/长度4
例一：国际单位m, kg, N, s, C°（最简单也是最保险的单位制） 例二：长度单位为mm, 力单位为N,时间单位为S，得出一套单位如下：
质量＝重量/重力加速度=力×时间2 /长度 ＝N×s2/mm=(N×s2/m)×103=Ton(吨）
应力＝力/长度2＝N/mm2=(N/m2)×106=Mpa（兆帕）
ANSYS建立模型的基本概念
建立模型的方法
在ANSYS中实体建模、直接生成；
实体建模需要描述模型的几何边界，更加通用和有效；
直接生成方法必须直接确定每个节点的位置、单元的大小、形状和连接关 系，一般用于规模小的问题，采用GUI或命令流的方式便于实现。
导入其他CAD系统创建的模型；
如果模型过于复杂，则在专用CAD中建立模型，然后通过ANSYS提供的 接口导入模型；