Ansys基础教程简介理论基础分析过程课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,ANSYS,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Ansys基础教程简介理论基础分析过程,ANSYS,公司,.,ANSYS,产品家族的开发者,总部位于,Canonsburg,PA-USA,（匹兹堡南部）,最新版本：,14.0,第一章 ANSYS简介,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；,优势：,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,;,ANSYS,程序自身有着较为强大三维建模能力仅靠,ANSYS,的,GUI(,图形界面,),就可建立各种复杂的几何模型；,ANSYS,还提供较为灵活的图形接口及数据接口实现不同分析软件之间的模型转换；,一、主要功能,1.,结构分析,1,）静力学分析,-,用于静态载荷,.,可以考虑结构的线性及非线性行为线性结构静力分析,非线性结构静力分析,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,2）动力学分析,模态分析-计算线性结构的自振频率及振形.谱分析 是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引起的结构应力和应变(也叫作 响应谱或 PSD).,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.,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.,随机振动分析等,3）专项分析:断裂分析,复合材料分析，疲劳分析，结构稳定分析，可靠性分析,5,、耦合场分析,热-应力分析；压电分析（电场和结构）；声学分析（流,体和结构）；热-电分析；感应加热（磁场和热）；静电-,结构分析,2,、热分析,热分析用于确定物体中的温度分布。

热分析考虑的物理量是：热量的获取和损失、热梯度、热通量可模拟三种热传递方式：热传导、热对流、热辐射3,、电磁分析,电磁分析用于计算电磁装置中的磁场,4,、流体分析,计算流体动力学,(CFD)：,用于确定流体中的流动状态和温度,声学分析：,用于模拟流体介质和周围固体的相互作用二、主要模块构架,ANSYS/FLOTRAN,ANSYS/,Emag,ANSYS/,Structural,ANSYS/Multiphysics,ANSYS/,LS-DYNA,ANSYS/,Mechanical,ANSYS/,LinearPlus,ANSYS/,Thermal,电磁,线性结构分析,第二章 ANSYS理论基础,有限元方法,几何离散,单元特征分析,构造位移函数,单元应变能,单元外力功（单元等效节点力）,单元集成：系统的总势能,变分处理：系统的平衡方程（组）,应用位移边界条件求出节点位移,由节点位移求出单元的应变、应力,一、有限元求解过程,首先看一个简单的平面问题：,p,Step 1.,几何离散,采用,3,节点三角形单元,整体节点位移列阵,p,体力：重力（密度）,厚度：,t,表面力,单位体积力,整体等效节点力列阵,Step 2.,单元分析,构造单元位移函数,位移函数（模式）,:,刻画单元内位移分布,(x,y),状态,合理选择一种函数来逼近这种分布是有限元分析计算过程中关键性的,一环。

在实际应用中普遍采用的是多项式函数，这是因为多项式函数的数学,运算（微分和积分）比较方便，而且所有光滑函数的局部都可以用多项式来,逼近关于多项式的项数和阶次，要根据单元的节点自由度数和有关解的收,敛性要求来确定对于平面问题，位移函数如下：,构造位移函数：,对,u,利用节点条件：,i,j,m,同理可得：,因此：,结论：单元内部每一点位移由单元节点位移确定,N,单元形状函数矩阵,q,e,单元节点位移矩阵,应变矩阵,Step 2.,单元分析,应变,结论：单元内部每一点应变状态由单元节点位移确定,平面应力：,Step 2.,单元分析,应力,应力矩阵,结论：单元内部每一点应力状态由单元节点位移确定,单元应变能：,Step 3.,确定单元节点位移,单元势能,单元刚度矩阵,单元等效节点力列阵,单元外力功：,扩充叠加,扩充叠加,Step 3.,确定单元节点位移,单元集成,系统势能,关于单元刚度矩阵的扩充叠加,m,i,j,m,i,j,单元编号,mij,关于单元等效节点载荷列阵的扩充叠加,m,i,j,单元编号,mi Programs ANSYS 10.0 ANSYS Products Launcher,二、ANSYS启动,File Management,标签用于指定工作目录,(,用户文件存放的地方,),和用户选择的作业名,.,Customization,标签允许设置内存选项,.,Preferences,标签用于设置,GUI,语言和指定图形驱动设备,.,也可以在启动时读入配置文件,start.ans.,公用菜单,图形区,主菜单,命令窗口,当前状态,用户提示信息,快捷命令图标,模型控制工具条,输出窗口,选择对话框,(,Main Menu Preferences),允许用户过滤菜单，从而删除当前分析不需要的功能。

例如，如果用户要进行一次热分析，可以选择过滤其它科目，以便,GUI,方式下菜单项内容精简：,在单元类型选择对话框中只显示热单元类型只显示热载荷，等等,菜单过滤,二、ANSYS数据库与文件,jobname,.log:,日志文件,包括了运行过程中的每一个命令如果用同样的作业名在同一目录中开始另一轮操作,ANSYS,将增添原先的日志文件,(,作一个时间标记,)注意：,Log,文件是文本文件，再现同样的一个分析过程，可以通过编辑得到分析过程的命令流例如通过改变一些命令的参数，即可实现简单意义上的所谓参数化分析和建模ANSYS,读入命令流的菜单命令是：,File/Read Input from,jobname,.err:,错误信息文件，是,ASCII,码文件包括了运行过程中的所有错误和警告ANSYS,将添加已存在的错误文件jobname,.db,.dbb:,数据库文件,是二进制文件与所有支持平台兼容jobname,.rst,.rth,:,结果文件，是二进制文件与所有支持平台兼容包括了,ANSYS,运算过程中所有结果数据数据库文件存储和恢复,不时地把数据库存储在计算机的内存,(RAM),是一个很好的习惯，这样可以在计算机损坏或断电的情况下重新恢复数据库内的有关信息,.,SAVE,操作把数据库从内存拷贝到名为,database file,的文件,(or,db file,for short).,最简单的存储操作的点击,Toolbar SAVE_DB,或使用,:,Utility Menu File Save as Jobname.db,Utility Menu File Save as,SAVE,命令,数据库文件存储和恢复,RESUME,操作将数据库恢复到内存。

Toolbar RESUME_DB,或使用,:,Utility Menu File Resume Jobname.db,Utility Menu File Resume from,RESUME,命令,缺省的保存和恢复的文件名为,jobname,.db,当然你可以使用,Save as,或,Resume from,选择不同的文件名数据库文件存储和恢复,提示,:,分析过程中定期保存数据库ANSYS,不能自动保存在尝试一个不熟悉的操作时（如布尔操作或剖分网格）或一个操作将导致较大改变时（如删除操作），应先保存数据库如果不满意这次的结果，可以用恢复重做在求解之前应该保存数据库清除数据库：,清除数据库允许对数据库清零，并重新开始相当于退出,ANSYSUtility Menu File Clear&Start New,或使用,/,CLEAR,命令三,ANSYS,的单位制,ANSYS,软件并没有为分析指定系统单位，在结构分析中，必须使用一套自封闭的单位制（所谓自封闭是指这些单位量纲之间可以互相推导得出）注意：物理量之间的数量级差别很大，容易引起计算收敛困难或计算误差太大,推荐使用：,1,、,长度为,m,时用,SI,国际单位制（,mKgs,）,长度,m-,质量,kg-,时间,s,对应,:,力,N-,弹性模量,Pa-,密度,kg/m,3,-,加速度,m/s,2,2,、长度为,mm,时用,MPA,单位制（,mmTs,）,长度,m-,质量,T-,时间,s-,对应的力,N,对应,:,力,N-,弹性模量,MPa-,密度,T/mm,3,-,加速度,mm/s,2,三种退出,ANSYS,的途径:,Toolbar QUIT,Utility Menu File Exit,在输入窗口使用,/,EXIT,命令,四、ANSYS退出,。