材料力学与ANSYS软件相结合教学模式研究

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作者：刘培行陈爱平许灿

来源：《知识力量·教育理论与教学研究》2013年第23期

[摘要]ANSYS是目前结构分析应用最广泛的软件，本论文就在机械专业的材料力学教学

中引入该软件的优势、内容、方法三方面做了论述。

[关键词]材料力学 ANSYS 结构强度

引言

材料力学是机械专业的学科基础课，其教学目主要是为了后期专业课服务。它与机械设计、课程设计、毕业设计等息息相关。材料力学理论教学内容概念繁杂，定义抽象，学生不好学，老师不好讲。尤其是应力状态内容经常陷入只可意会不可言传的“微妙境界”。而其相关的课内实验教学往往以破坏性的验证性实验为主，其实验对应用型的本科生意义不大，而且其成本高，其实验器材具有不可重复性。在材料力学的教学过程中引入ANSYS软件可以弥补这些缺点。

一、ANSYS软件结构分析功介绍

（一）软件的结构分析处理过程

ANSYS有限元分析分为前处理过程；求解过程；后处理过程。前处理过程就是创建有限元模型；求解过程就是施加载荷并求解；后处理过程就是查看分析结果。ANSYS软件的

CAD/CAE的协同环境AWE（ANSYS Workbench Environment）可直接读入各类绘图软件的零件模型。当然也可从ANSYS软件中直接建模。比如说汽车车架，车架的结构较为复杂，则可用CAD建模导入ANSYS中。对于前处理过程中关键性的网格划分，网格划分是比较繁琐费时的，对于缺乏经验的人来说很难准确完成，而其划分的准确性对求解过程会有很大的影响。ANSYS的网格划分是比较智能化的，对于学生们来说可以很好的弥补经验不足这一缺点。在分析求解过程中使用有限元方法进行分析求解时可先对一些条件进行假设，然后再引入已知的约束条件，来模拟实际的边界条件。通过计算车架在无阻尼状态下的固有频率和振形可分析其共振环境和频率。通用后处理器则可以把结果数据映射到任意路径上，可以观察某项结果数据沿路径的变化情况。

（二）软件结构分析内容