ansys概率分析流程
ANSYS概率设计PDS讲义(课堂PPT)
N
D
M6-1
概率设计
前言：可靠度基本理论 第一节：基于有限元的概率设计技术
1.1 基于有限元的概率设计(PDS)简介 1.2 PDS的基本概率与过程数据流 1.3 PDS中的参数分布函数及其选用 1.4 Monte Carlo法 1.5 响应面法 第二节：基于有限元的概率设计基本过程 2.1 创建分析文件 2.2 初始化概率设计分析及参数 2.3 进入PDS并指定分析文件 2.4 定义概率设计模型 2.5 选择概率设计方法或工具 2.6 执行概率设计分析 2.7 拟合和使用响应面 2.8 概率设计结果后处理 第三节：概率设计分析的实例 3.1承受横向集中力板的LHS抽样MCS概率设计实例 3.2三根杆桁架系统的直接抽样MCS概率分析实例
November 30, 1998
Dynamics - Release 55 （001174）
M6-2
可靠度基本理论
结构的极限状态：整个结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规 定的某一功能要求。结构的极限状态实质上是结构工作状态的一个阀值， 如果工作状态超过这一阀值，则结构处于不安全、不耐久或不适用的状态 ；若工作状态没超过这一阀值，则结构处于安全、耐久、适用的状态
• 均值（Mean value）、中间值（Median value）、标准方差（Standard deviation）
• ……
November 30, 1998
Dynamics - Release 55 （001174）
M6-8
1.2 PDS的基本概率与过程数据流
数据流程
ANSYS 数据库文件
RESUM SAVE
M6-7
1.2 PDS的基本概率与过程数据流
ANSYS的应用及其分析全过程(包含实例详解)
本章主要讲述：1．空间网格结构设计软件MSTCAD的应用；2．通用有限元分析程序ANSYS的应用及其分析全过程；总体而言，空间结构的分析方法主要有弹性力学分析方法和有限元分析方法，弹性力学原理作为广义的理论基础，其总结的共性结论有利于帮助理解空间结构的力学性能，但其建立的基本方程往往为高阶微分方程，求解较为困难，因此目前的空间结构分析基本上都是采用有限元分析方法通过计算机程序完成，因此掌握一些常用分析设计软件的应用十分必要，本章主要介绍浙江大学空间结构中心研发的空间网格结构设计软件MSTCAD的应用，这个软件作为商业软件，目前可用于网架和网壳的分析设计，简单易学，但还不能进行结构非线性分析；本章的重点在于通用有限元软件ANSYS的介绍，ANSYS的分析功能就相当强大，掌握其应用有利于开展课题研究，本章仅简单介绍其分析过程，使用时可查阅相关文献或查阅程序的帮助文件。
第二节ANSYS8.0软件概述ANSYS是大型通用有限元软件，从1971年的2.0版本到10.0版本，其操作界面到分析功能等各方面都有巨大的改进。
ANSYS功能强大，命令繁多，掌握常用的操作就足够一般用户解决工程中的具体问题，对初学者而言，不可能一下就掌握ANSYS的所有操作功能，且无必要。
对软件的掌握应以能应用于实际工程作为标准，ANSYS不是一个专业，也不是一门理论课程，更不是一种分析方法，而只是一个有限元工具，应强调以应用为出发点，否则就算对ANSYS相当熟悉，其命令记得相当完全，但不能用其解决工程问题也是枉然。
还需注意的是，通过若干例题的考证，ANSYS软件的计算结果逼近于弹性力学的精确解，但学习和应用该软件时，因为单元类型的选定和边界条件的引入需人工干予，所以应养成对计算结果的合理性和可靠性作评价的习惯，以确保结构安全，也便于以后对其它有限元软件的学习和应用。
本节仅就ANSYS的一般情况作一个简单说明，需要强调的是，由于其功能过于强大，学习过程中应注意做笔记的习惯，以便于今后遇到类似问题时查阅，还应该注意查阅ANSYS 自身的帮助系统。
ANSYS 分析基本步骤
第一章 A ＮSYS 分析基本步骤(黑小2)本章目标(黑小３)学习完本章后,学员应该能够初步掌握A ＮSY Ｓ分析问题得基本操作步骤、(揩小4)L ｅss ｏn A 。
分析过程2—1。
ANSYS 分析过程中得三个主要步骤。
2—2. ANSYS 分析步骤在G ＵI 中得体现。
Les ｓon Ｂ、 文件管理2-3。
A ＮSYS 文件系统:ａ. ANSYS 在分析过程中怎样使用文件。
ﻩﻩb 、 ＡNSYS 使用得文件名称得格式。
ﻩﻩc.确定 AN ＳYS 默认得文件名。
2－4。
A ＮＳYS 得数据库:a.ＡNSYS 数据库中存储得数据.ﻩb 。
ﻩ数据库得存储操作。
ﻩc 、 数据库得恢复操作、ﻩﻩd 。
ﻩ怎样通过存储及恢复数据库文件修改错误.L ｅsson Ｃ、 AN ＳY Ｓ分析基本步骤训练 ２—５。
ＡNSYS 分析过程实例演练、L ｅs ｓo ｎ Ａ. 分析过程A ＮＳY Ｓ分析采用得就是有限元分析技术、在分析时,必须将实际问题得模型转化为有限元模型。
有限元分析(FEA) 就是对物理现象(几何及载荷工况)得模拟,就是对真实情况得数值近似。
通过划分单元,求解有限个数值来近似模拟真实环境得无限个未知量。
1-1、 ANSYS 分析过程中得三个主要步骤、ObjectiveLesson Objectives1、 创建有限元模型 – 创建或读入几何模型. – 定义材料属性。
– 划分单元 (节点及单元)。
2、 施加载荷进行求解 – 施加载荷及载荷选项. – 求解.3。
查瞧结果 – 查瞧分析结果、– 检验结果. (分析就是否正确)分析得三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现。
主菜单中各部分得顺序基本上就是按着常规问题分析顺序设置得。
1.建立有限元模型2.施加载荷求解3.查看结果主菜单1。
第一步创建有限元模型之主菜单体现主要部分:2-2、 ANSYS 分析步骤在GUI 中得体现、Procedure1、 、、、、、2、 、第二步施加荷载求解之主菜单体现主要部分: 第三步查瞧结果之主菜单体现主要部分:Ｌes ｓo ｎ Ｂ. 文件管理ＡNSYS 文件及工作文件名:ＡNSY Ｓ在分析过程中需要读写文件。
ANSYS谱分析的概念、过程及关键点解析
ANSYS谱分析的概念、过程及关键点解析谱是谱值和频率的关系曲线，反映了时间-历程载荷的强度和频率之间的关系。
响应谱代表系统对一个时间-历程载荷函数的响应，是一个响应和频率的关系曲线。
谱分析是一种将模态分析结果和已知谱联系起来的计算结构响应的分析方法，主要用于确定结构对随机载荷或随时间变化载荷的动力响应。
谱分析可分为时间-历程分析和频域的谱分析。
时间-历程谱分析主要应用瞬态动力学分析。
谱分析可以代替费时的时间-历程分析，主要用于确定结构对随机载荷或时间变化载荷（地震、风载、海洋波浪、喷气发动机推力、火箭发动机振动等）的动力响应情况。
谱分析的主要应用包括核电站（建筑和部件），机载电子设备（飞机/导弹），宇宙飞船部件、飞机构件，任何承受地震或其他不规则载荷的结构或构件，建筑框架和桥梁等。
功率谱密度（Power Spectrum Density）：是结构在随机动态载荷激励下响应的统计结果，是一条功率谱密度值-频率值的关系曲线，其中PSD可以是位移PSD、速度PSD、加速度PSD、力PSD等形式。
数学上，PSD-频率关系曲线下面的面积就是方差，即响应标准偏差的平方值。
ANSYS谱分析分为3种类型：*响应谱分析（SPRS OR MPRS）ANSYS响应谱分为单点响应谱和多点响应谱，前者指在模型的一个点集（不局限于一个点）定义一条响应谱；后者指在模型的多个点集定义多条响应谱。
* 动力设计分析（DDAM）动力分析设计是一种用于分析船舶装备抗震性的技术*随机振动分析（PSD）随机振动分析主要用于确定结构在具有随机性质的载荷作用下的响应。
与响应谱分析类似，随机振动分析也可以是单点的或多点的。
在单点随机振动分析时，要求在结构的一个点集上指定一个PSD；在多点随机振动分析时，则要求在模型的不同点集上指定不同的PSD。
一、单点响应谱分析基本步骤（1）建立模型（2）求得模态解（3）求得谱解（4）扩展模态（5）合并模态（6）观察结果1.模型的建立*只允许线性行为，任何非线性特性均作为线性处理，即非线性行为无效；*一定要定义弹性模量EX和密度DENS2.计算模态解结构的固有频率和模态振型是谱分析所必须的数据，在进行谱分析求解前需要先计算模态解。
ANSYS基本操作和典型分析过程
ANSYS 基本操作
... ANSYS典型分析过程
5、生成关键点 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Keypoints> In Active CS 弹出【Creat Keypoints in Active Coordinate System】对话框。 如图1-13所示输入数据，然后输入“2”及“2，0，0”。
ansys基本操作和典型分析过程ansys基本操作ansys界面与操作无论版本怎样变化始终以原貌为主仅作少量的改进具有较强的继承性形成了自己固有的风格具有操作直观易行的特点
ANSYS基本操作和典型分析过程
ANSYS 基本操作
• ANSYS界面与操作无论版本怎样变化，始终以原貌为主， 仅作少量的改进，具有较强的继承性，形成了自己固有 的风格，具有操作直观易行的特点。论述以符号“>”表 示进入下一级菜单或选择项。 • 主题: A. ANSYS安装 B. ANSYS启动、用户界面及退出 C. ANSYS操作方式 D. ANSYS典型分析过程
ANSYS 基本操作
... ANSYS安装
• 设置环境变量。开始>设置>控制面板>系统>高级>环境变量>新建， 输入变量名：ANSYSLMD_LICENSE_FILE，变量值： 1055@host （其中“host”用你的计算机名代替！）。 • 将第(3)步生成的“license.dat”文件复制到“C:\Program Files\Ansys Inc\Shared Files\Licensing”目录下，如此目录中已 有该文件则覆盖它。 • 配置license服务。开始>程序>ANSYS FLEXlm License Manager>FLEXlm LMTOOLS Utility，在“Config Services”页下 点击“Save Service”。然后在“Start/Stop/Reread”页下点击“Start Server”。然后退出license服务配置。 • 重新启动计算机，安装完成。
ANSYS的应用及其分析全过程
ANSYS的应用及其分析全过程
ANSYS是一款业内最为知名的非线性有限元分析软件，由ANSYS公司
推出，以其强大的物理分析功能而享誉全球。
它能够模拟物体在各种外力
作用下的变形状态，而且具有多种物理模型，能够进行复杂的非线性分析，是企业在进行复杂的有限元分析时必不可少的工具。
1、准备工作
在利用ANSYS进行物理分析前，首先了解分析的需求，包括要求解决
的问题、有效负载、被分析物体的尺寸及材质等，然后将相应的数据输入
到ANSYS中。
2、建模
一般情况下，在ANSYS中只需关心物体的外形，不需要考虑内部结构，因此，只需要建立表面模型即可。
ANSYS通过一系列的步骤表达建模的过程，从绘制草图、建立主体、设置面等操作，完成物体模型的建立。
3、有限元网格划分
在ANSYS中，需要将物体的外形模型划分成一系列的有限元网格，并
给每个有限元节点赋予相应的属性及运算参数。
在这一步中，需要考虑网
格划分的细度，以及所采用的运算参数，以保证最终的分析结果的准确性。
4、设置材料及约束条件
为了模拟实际需求，在分析中需要设置材料及约束条件，分析材料及
约束条件两者合起来，能够有效地模拟出原物体在外力作用下的变形状态。
ANSYS分析的基本步骤
10. 保存ANSYS数据库到文 件 beammesh.db. a. Utility Menu: File > Save as b.输入文件名： beammesh.db. c. 选择 OK 保存文件并 退出对话框.
这次用表示已经划分网格后 的文件名存储数据库.
练习 - 悬壁梁(续)
交互操作 解释
e. 选择 OK 接受单元类 型并关闭对话框. f. 选择 Close 关闭单元 类型对话框. 6. 定义实常数. a. Main Menu: Preprocessor > Real Constants b.选择 Add . . .
有些单元的几何特性，不能仅 用其节点的位置充分表示出来 ，需要提供一些实常数来补充 几何信息。 典型的实常数有壳单元的厚 度，梁单元的横截面积等。
练习 - 悬壁梁(续)
交互操作 c. 选择 OK 定义BEAM3的实 常数. d. 选择 Help 得到有关单元 BEAM3的帮助. e. 查阅单元描述. f. File > Exit 退出帮助系统. g. 在AREA框中输入 0.8 （ 横截面积）. h. 在IZZ框中输入1.07e-3 （ 惯性矩）. i. 在HEIGHT框中输入 0.4 （梁的高度）. 解释
11. 施加载荷及约束. a. Main Menu: Solution > -LoadsApply > -StructuralDisplacement > On Nodes b.拾取最左边的节点. c. 在拾取菜单中选择 OK. d. 选择All DOF. e. 选择 OK. （如果不输 入任何值，位移库中选择一个或几个适合您 的分析的单元类型. 单元类型决 定了附加的自由度（位移、转角 、温度等）。 许多单元还要设置一些单元的 选项，诸如单元特性和假设，单 元结果的打印输出选项等。 对于本问题，只须选择 BEAM3 并默认单元选项即可.
ANSYS-分析基本步骤.doc
第一章 ANSYS 分析基本步骤（黑小2）本章目标（黑小3）学习完本章后，学员应该能够初步掌握ANSYS 分析问题的基本操作步骤.（揩小4）Lesson A. 分析过程2-1. ANSYS 分析过程中的三个主要步骤.2-2. ANSYS 分析步骤在GUI 中的体现. Lesson B. 文件管理2-3. ANSYS 文件系统: a. ANSYS 在分析过程中怎样使用文件. b. ANSYS 使用的文件名称的格式.c.确定 ANSYS 默认的文件名.2-4. ANSYS 的数据库: a.ANSYS 数据库中存储的数据.b. 数据库的存储操作.c.数据库的恢复操作.d. 怎样通过存储及恢复数据库文件修改错误. Lesson C. ANSYS 分析基本步骤训练 2-5. ANSYS 分析过程实例演练.Lesson A. 分析过程ANSYS 分析采用的是有限元分析技术。
在分析时，必须将实际问题的模型转化为有限元模型。
有限元分析(FEA) 是对物理现象（几何及载荷工况）的模拟，是对真实情况的数值近似。
通过划分单元，求解有限个数值来近似模拟真实环境的无限个未知量。
ObjectiveLesson Objectives1. 创建有限元模型 – 创建或读入几何模型. – 定义材料属性.– 划分单元 (节点及单元).2. 施加载荷进行求解 – 施加载荷及载荷选项. – 求解.3. 查看结果 – 查看分析结果.– 检验结果. (分析是否正确)分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现。
主菜单中各部分的顺序基本上是按着常规问题分析顺序设置的。
1.建立有限元模型2.施加载荷求解3.查看结果主菜单2-2. ANSYS 分析步骤在GUI 中的体现.1-1. ANSYS 分析过程中的三个主要步骤.Procedure1. .....2. .....3. .....1. 第一步创建有限元模型之主菜单体现主要部分：定义单元类型定义实常数定义材料建立实体模型等转变为有限元模型建立有限元模型2. 第二步施加荷载求解之主菜单体现主要部分：定义分析类型施加约束与荷载定义载荷步求解施加荷载求解3. 第三步查看结果之主菜单体现主要部分：读入结果显示图形结果显示列表结果定义单元表查看结果Lesson B. 文件管理ANSYS 文件及工作文件名：ANSYS 在分析过程中需要读写文件。
ANSYS分析步骤
ANSYS分析步骤一．准备1.启动软件，指定工作名（Jobname）；2.指定标题（Title）；二．前处理（Preprocessor）：1.定义单元属性；Main Menu: Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete2.如果需要定义单元实常数；Main Menu: Preprocessor > Real Constants3.定义材料属性；Main Menu: Preprocessor > Material Props >Material Models>-Structural>linear>-elastic>-isotropic4.创建和读入几何模型；Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create5.划分单元获得网格模型（结点及单元）；Main Menu: Preprocessor >-Meshing>-Meshtools6.保存。
三．求解（solution）1.选择分析模型并设置分析选项；Main Menu: Solution>-Analysis Types（可跳过）2.定义边界条件；Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement 3.定义载荷；Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural4. 求解；Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK5.保存。
四．后处理（general postpro）1.查看分析结果（变形和应力分布）Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape 2.分析处理并评估结果。
14ANSYS分析基本过程
2006\5
6
定义单元常数
单元实常数是由单元类型的特性决定的。 并不是所有的单元类型都需要实常数， 同类型的不同单元也可以有不同的实常 数。
定义单元实常数的菜单命令为： Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete。
2006\5
7
二、定义材料特性
更改工程名的命令是：UtilityMenu> Jobname。建议在ANSYS启动时指定工程名。
2006\5
2
定义分析标题的命令是： Utility Menu> Title。系统将在所有的图形显示、求 解输出中包含该标题。
2006\5
3
定义单位
ANSYS软件没有为系统指定单位，除磁场分析以外，可 以在工程分析中使用任意一种单位制，只要保证使用的 所有数据都使用同一单位制即可。
2006\5
16
求解
求解可使用以下方法：菜单命令： Main Menu>Solution>Solve Current LS或
命令行命令SOLVE。
2006\5
17
五、查看分析计算结果
完成计算后，可以通过ANSYS的后处理 来查看计算结果。ANSYS后处理由POST1 和POST26两个后处理器组成。
根据应用范围不同材料特性有以下三种： 1、 线形和非线形； 2、 各向同性、正交异性、各向异性； 3、 不随温度变化和随温度变化。
2006\5
8
定义材料特性
和单元类型、实常数一样，每一组材料特性都 有一个材料参考号，与材料特性组对应的材料 参考号表称为材料表。在一个分析中，可以有 多个材料特性组，相应的模型中有多种材料， ANSYS通过独特的参考号来识别每个材料特性 组。 指定材料特性的命令为MP或者菜单命令: Main Menu>Preprocessor>Material Props> Material Models。