ansys简介
合集下载
ANSYS软件简介
建筑力学
用ANSYS计算平面杆件结构\ANSYS软件简介
ANSYS软件简介
ANSYS软件是由总部设在美国宾夕法尼亚州匹兹堡的世界CAE 行业最著名的ANSYS公司开发研究的大型CAE仿真分析软件，是融 结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件， 可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能 源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻 工、地矿、水力、日用家电等一般工业及科学研究，是一个功能强 大灵活的设计分析及优化软件包，可浮动运行于从PC机、NT工作 站、UNIX工作站直至巨型机的各类计算机及操作系统中。
目录
用ANSYS计算平面杆件结构\ANSYS软件简介
ANSYS分析包括三个阶段：前处理、求解和后处理。 前处理：前处理用于定义求解所需的数据。在前处理阶段用户 可选择坐标系统和单元类型、定义实常数和材料类型、建立实体模 型并对其进行网格剖分、控制结点和单元、以及定义耦合和约束方 程。 求解：前处理阶段完成后，就可以进入求解阶段获得分析结果 了，在求解阶段中用户可以定义分析类型、分析选项、荷载数据和 荷载步选项，然后开始有限元求解。 后处理：完成前处理和求解过程之后，在后处理阶段通过友好 的用户界面可以很容易地获得求解过程的计算结果并对其进行运算。 由于后处理阶段同前处理和求解阶段集成在一起，故求解结果已存 于数据库且能立即查看。
目录
建筑力学
ANSYS软件具有强大的帮助功能，帮助系统包括所有的 ANSYS命令解释、所有的图形用户界面（GUI）解释和ANSYS系统 分析指南，还包括为多个分析领域提供完整的循序渐进的ANSYS分 析步骤的ANSYS在线教学系统。用户可以通过在应用菜单中选取 Help、在ANSYS程序组中选取Help System和在任何对话框中选取 Help三种方式进入ANSYS帮助系统。
用ANSYS计算平面杆件结构\ANSYS软件简介
ANSYS软件简介
ANSYS软件是由总部设在美国宾夕法尼亚州匹兹堡的世界CAE 行业最著名的ANSYS公司开发研究的大型CAE仿真分析软件，是融 结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件， 可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能 源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻 工、地矿、水力、日用家电等一般工业及科学研究，是一个功能强 大灵活的设计分析及优化软件包，可浮动运行于从PC机、NT工作 站、UNIX工作站直至巨型机的各类计算机及操作系统中。
目录
用ANSYS计算平面杆件结构\ANSYS软件简介
ANSYS分析包括三个阶段：前处理、求解和后处理。 前处理：前处理用于定义求解所需的数据。在前处理阶段用户 可选择坐标系统和单元类型、定义实常数和材料类型、建立实体模 型并对其进行网格剖分、控制结点和单元、以及定义耦合和约束方 程。 求解：前处理阶段完成后，就可以进入求解阶段获得分析结果 了，在求解阶段中用户可以定义分析类型、分析选项、荷载数据和 荷载步选项，然后开始有限元求解。 后处理：完成前处理和求解过程之后，在后处理阶段通过友好 的用户界面可以很容易地获得求解过程的计算结果并对其进行运算。 由于后处理阶段同前处理和求解阶段集成在一起，故求解结果已存 于数据库且能立即查看。
目录
建筑力学
ANSYS软件具有强大的帮助功能，帮助系统包括所有的 ANSYS命令解释、所有的图形用户界面（GUI）解释和ANSYS系统 分析指南，还包括为多个分析领域提供完整的循序渐进的ANSYS分 析步骤的ANSYS在线教学系统。用户可以通过在应用菜单中选取 Help、在ANSYS程序组中选取Help System和在任何对话框中选取 Help三种方式进入ANSYS帮助系统。
ansys 施加力曲线
ansys 施加力曲线（实用版）目录1.ANSYS 简介2.施加力曲线的方法3.施加力曲线的步骤4.应用实例正文1.ANSYS 简介ANSYS 是一种用于机械、电子、流体和多物理场耦合分析的计算机辅助工程（CAE）软件。
它可以帮助工程师在产品设计过程中进行虚拟测试，以评估其在现实世界中的性能。
在 ANSYS 中，用户可以建立三维模型，并应用各种分析工具，如结构分析、热分析和疲劳分析等。
2.施加力曲线的方法在 ANSYS 中，有多种方法可以施加力曲线。
其中一种常见的方法是使用时间历程函数。
时间历程函数允许用户定义一个随时间变化的力，并将其施加到模型上。
这种方法的优点是，用户可以根据实际需求创建复杂的力曲线，以模拟实际情况。
另一种方法是使用预定义的力函数。
ANSYS 提供了许多预定义的力函数，如正弦函数、三角函数等。
用户可以根据需要选择合适的函数，并将其应用于模型。
这种方法的优点是简单易用，但缺点是力函数可能无法精确模拟实际情况。
3.施加力曲线的步骤以下是在 ANSYS 中施加力曲线的一般步骤：（1）创建模型：首先，用户需要创建一个三维模型，并确保模型的几何形状和材料属性符合实际需求。
（2）准备模型：在对模型进行分析之前，用户需要对模型进行一些预处理，如划分网格、设置边界条件等。
（3）选择分析类型：根据需求，用户需要选择合适的分析类型，如静态分析、动态分析或疲劳分析等。
（4）施加力曲线：在分析类型选择后，用户需要创建一个时间历程函数或选择一个预定义的力函数，并将其施加到模型上。
（5）运行分析：在模型准备就绪后，用户可以运行分析，以评估模型在不同力曲线下的性能。
（6）查看结果：分析完成后，用户可以查看分析结果，如应力、应变、位移等。
4.应用实例假设我们要分析一个简单的梁结构在不同力曲线下的应力分布。
首先，我们需要创建一个梁模型，并设置合适的边界条件。
然后，我们可以创建一个时间历程函数，用于模拟不同力曲线。
ansys 介绍
如图6-14所示，菜单路径 Utility Menu > File > Import，其下的子菜单是 分别导入IGES文件、 CATIA文件、CATIA V5 文件、Pro/E文件、UG文 件、SAT文件、PARA文件 和CIF文件。
图6-14 导入几何文件
如图所示，菜单路径Utility Menu > File > Export，其下用 于输出IGES Version 5.1文件。
第1章 ANSYS软件简介
1.1 ANSYS概述
1.2 ANSYS启动、退出与GUI环境
1.3 ANSYS常用菜单与对话框操作 1.4 ANSYS文件操作 1.5 ANSYS的坐标系与工作平面 1.6 ANSYS标准有限元分析过程
1.1 ANSYS概述
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场和耦 合场分析于一体的大型通用有限元分析软件。它能与多数 CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/E、UG及 AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。
文件操作菜单
一、新分析相关文件及其操作
在进行新分析时，选择菜单路径Utility Menu > File， 利用其下的子菜单项进行相关文件操作： Clear & Start New：清除数据库并开始新分析。 Change Jobname：定义新的工作文件名。 Change Directory：定义新的工作路径。 Change Title：定义新的分析标题。 Resume Jobname.db：恢复当前工作文件名的 Jobname.db数据库文件。 Resume from：恢复用户选定某个数据文件，一般工作 名不是Jobname.db时使用。
标准的ANSYS有限元分析过程一般包括以下四个步骤： 1．ANSYS分析的开始准备工作 2．建立模型 3．施加载荷并求解 4．查看分析结果
ANSYS简介
土体开挖后围护结构位移图
土体开挖后围护结构弯距图
土体开挖后横撑弯距图
2.1.2 地下结构工程应用
原始土体模型
待修工程模型(地下3层，地上2层)
底版和楼板采用板单元（SHELL63） 柱采用梁单元（BEAM4）
地下工程修建后其梁柱变形图
开挖到最后局部结构变形图
地下工程修建后四周土体位移图
工具条 将常用的命令制成工具 条，方便调用.
图形 显示由ANSYS创建或传 递到ANSYS的图形.
2.3 基本交互操作
使用动态模式控制 - 用鼠标在左键进行模型平移
按住鼠标左键不放，移动 鼠标，模型将随鼠标而平 移.
原始位置
P ZR
ห้องสมุดไป่ตู้
将鼠标移到左上方的 结果
2.3 基本交互操作
使用动态模式控制 - 用鼠标中键进行模型缩放
ANSYS GUI中的功能排列 按照一种动宾结构，以动 词开始（如Create), 随后 是一个名词 (如Circle).
菜单的排列，按照由前到后 、由简单到复杂的顺序，与 典型分析的顺序相同.
3.2 ANSYS的文件系统
3.2a ANSYS怎样在分析中使用文件. 3.2b ANSYS使用的文件格式. 3.2c 确定默认的ANSYS文件名.
2.3 基本交互操作
使用动态模式控制 - 用鼠标右键旋转模型
按住鼠标右键，移动鼠标 ，模型将绕屏幕的X,Y轴 旋转
原始位置
P ZR
将鼠标向右移动的结果
2.3 基本交互操作
左键 拾取（或取消）距离鼠标点最近的图元或坐标. 按 住此键进行拖拉，可以予览被拾取的图元或坐标. （直到选中为止） 中键 (对于两键鼠标可以用Shift加鼠标右键代替) 相当于 拾取图形拾取菜单中的APPLY.
ansys分析入门基础篇
选择合适的求解器，如静力求解 器、动力求解器等，以满足分析 需求。
边界条件
02
03
材料属性
设置边界条件，如固定约束、自 由约束等，以限制物体的自由度。
设置材料属性，如弹性模量、泊 松比、密度等，以模拟实际材料 的特性。
求解过程
建立模型
根据分析需求，建立相应的模型。
加载和求解
根据分析需求，加载相应的载荷和边界条件，然 后进行求解。
ansys分析入门基础篇
目录
• ANSYS软件简介 • 建立模型 • 加载与求解 • 结果后处理 • 案例分析
01 ANSYS软件简介
什么是ANSYS
综合性仿真软件
ANSYS是一款集结构、流体、电 磁、热、声等多物理场于一体的 综合性仿真软件，广泛应用于航 空航天、汽车、船舶、电子、能 源等领域。
电子
ANSYS在电子领域应用于集成电路、电子 元器件、PCB板等的设计和优化，提高产 品性能和可靠性。
船舶
ANSYS在船舶领域应用于船体结构、推进 系统、船舶设备等的设计和优化，提高船 舶性能和安全性。
ANSYS的基本功能
结构分析
流体动力学分析
ANSYS提供了强大的结构分析功能，可以 对各种材料进行静力、动力、疲劳等分析 ，模拟结构的变形、应力、应变等。
ANSYS的流体动力学分析功能可以对流体 进行稳态和瞬态分析，模拟流体流动、传 热、燃烧等过程。
电磁场分析
声场分析
ANSYS的电磁场分析功能可以对电磁设备 进行磁场、电场、电磁力的分析和优化， 提高设备的性能和效率。
ANSYS的声场分析功能可以对声音传播、 噪声产生等进行模拟和分析，优化产品的 声学性能。
02 建立模型
边界条件
02
03
材料属性
设置边界条件，如固定约束、自 由约束等，以限制物体的自由度。
设置材料属性，如弹性模量、泊 松比、密度等，以模拟实际材料 的特性。
求解过程
建立模型
根据分析需求，建立相应的模型。
加载和求解
根据分析需求，加载相应的载荷和边界条件，然 后进行求解。
ansys分析入门基础篇
目录
• ANSYS软件简介 • 建立模型 • 加载与求解 • 结果后处理 • 案例分析
01 ANSYS软件简介
什么是ANSYS
综合性仿真软件
ANSYS是一款集结构、流体、电 磁、热、声等多物理场于一体的 综合性仿真软件，广泛应用于航 空航天、汽车、船舶、电子、能 源等领域。
电子
ANSYS在电子领域应用于集成电路、电子 元器件、PCB板等的设计和优化，提高产 品性能和可靠性。
船舶
ANSYS在船舶领域应用于船体结构、推进 系统、船舶设备等的设计和优化，提高船 舶性能和安全性。
ANSYS的基本功能
结构分析
流体动力学分析
ANSYS提供了强大的结构分析功能，可以 对各种材料进行静力、动力、疲劳等分析 ，模拟结构的变形、应力、应变等。
ANSYS的流体动力学分析功能可以对流体 进行稳态和瞬态分析，模拟流体流动、传 热、燃烧等过程。
电磁场分析
声场分析
ANSYS的电磁场分析功能可以对电磁设备 进行磁场、电场、电磁力的分析和优化， 提高设备的性能和效率。
ANSYS的声场分析功能可以对声音传播、 噪声产生等进行模拟和分析，优化产品的 声学性能。
02 建立模型
Ansys基础教程1简介、理论基础、分析过程
♦ 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.
2
σ ( x ,y ) D ε ( x ,y ) D B ( x ,y ) q e S ( x ,y ) q e
S ( x ,y ) D B D B 1B 2B 3 S 1S 2S 3
u(x, y)
y
v
(
x,
y
)
y
x
u ( x ,y ) N ( x ,y ) q e B ( x ,y ) q e
应变矩阵
x
B(x, y) []N0
y
0
N1 0 N2 0 N3 0
y
0
N1
0
N2
0
N3
x
结论：单元内部每一点应变状态由单元节点位移确定
B (x,y)21 Ab 01
● 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
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。
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
电磁
ANSYS/ FLOTRAN
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.
2
σ ( x ,y ) D ε ( x ,y ) D B ( x ,y ) q e S ( x ,y ) q e
S ( x ,y ) D B D B 1B 2B 3 S 1S 2S 3
u(x, y)
y
v
(
x,
y
)
y
x
u ( x ,y ) N ( x ,y ) q e B ( x ,y ) q e
应变矩阵
x
B(x, y) []N0
y
0
N1 0 N2 0 N3 0
y
0
N1
0
N2
0
N3
x
结论：单元内部每一点应变状态由单元节点位移确定
B (x,y)21 Ab 01
● 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
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。
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
电磁
ANSYS/ FLOTRAN
ansys简介
齿轮啮合
超弹密封
ANSYS与有限元法
结构分析（续）
动力学分析
–包括质量和阻尼效应 –模态分析 计算固有频率及振型 –谐响应分析 确定结构对已知幅值和频率的正弦载荷的响应 –瞬态动力学分析 确定结构对随时间变化载荷的响应，可以 包括非线性行为
其他结构功能
–谱分析 –随机振动 –特征值屈曲 –子结构，子模型
汽车模态分析
ANSYSLS-DYNA
– 侧重惯性力占主导的大变形模拟 – 用于模拟冲击、碰撞、快速成型等。
车侧撞
板料成形
ANSYS与有限元法
耦合场分析
耦合场分析考虑两种或多于两种场之间的相互作用。每一 种场都依赖于另一种场使得不可能对每个场单独求解，因 此需要一个能够将物理问题综合在一起考虑计算的程序。
ANSYS与有限元法
ANSYS 简 介
ANSYS, Inc. ANSYS系列产品的开发商 总部在美国匹兹堡
ANSYS与有限元法
ANSYS 是被世界各地各领域的工程师所广泛使用 的完整的有限元软件包:
–结构 –热 –流体,包括CFD (计算流体动力学) –电场 / 静电 –电磁
ANSYS应用的部分工业领域列表:
例如:
–热应力分析 –压电分析 (电及结构 ) –声学 (流体及结构) –热－电分析 –导热 (磁和热) –静电－结构分析
双金属杆由于加 热产生变形
返回
– 航空航天 – 汽车 – 生物医学 – 桥梁和建筑 – 电子及器具 –重型设备及机械 – MEMS – 微机电系统 –运动产品
ANSYS与有限元法
结构分析
结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反力 静力分析
– 用于静力载荷条件 – 可以模拟诸如大变形、大应变、接触、塑性、超弹、蠕 变等非线性行为
ANSYS简介
ANSYS简介 6.2 网格划分的基本原则
类 别 杆 梁 形 状 和 特性 普通 双线性 普通 截 面 渐 变 塑性 考 虑 剪 切变形 普通 浸入 塑性 四边形 三角形 超 弹 性 单元 粘弹性 大应变 谐单元 P单元 块 四面体 层 各 向 异 性 超 弹 性 单元 粘弹性 大应变 P单元 四边形 轴对称 层 剪切板 P单元 单元类型
ANSYS简介 6.3 结构静力分析实例
5 ）创建线。 GUI ： Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > In Active Coord 依次点击关键点1和关键点2，完成线段1的定义；依次 选择其它关键点左击鼠标，建立所有线，并点击弹出菜单 中OK，完成线段的定义，如图6.10。
12）划分单元。GUI：Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines 执行以上命令后，将打开图6.26所示对话框，点击Pick All 按钮，完成网格划分，划分后形成的单元，如图6.27所示。
图6.26 网格划分线选择对话框
图6.27 形成的单元
ANSYS简介 6.3 结构静力分析实例
ANSYS简介 6.3 结构静力分析实例
2）定义或修改工作文件名称。如果工作名称在上一步 已定义，或使用默认的名称（file）时，本步可省去。
图6.6 定义工作文件名称菜单与对话框
ANSYS简介 6.3 结构静力分析实例
3）定义或修改分析标题。 通过GUI（图形用户界面）输入，执行“Utility menu > File > Change Title”菜单命令，在弹出的对话框中输入 分析标题“Bridge Truss Tutorial”，如图6.7所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•浓厚兴趣
理论
•自我激励 •拾肩而上 •逐一突破 • ……
实践
Summary
目的
难点
方法
为桥梁工 程服务
将桥梁专 业知识与 ANSYS技 术相结合
通过桥梁 工程实例 学习ANSYS
ANSYS Introduce
ANSYS的产品家族
ANSYS/ Multiphysics
ANSYS/ LS-DYNA
ANSYS/ Emag
ANSYS/ Mechanical
ANSYS/ FLOTRAN
ANSYS/ Thermal
ANSYS/ Structural
ANSYS/
LinearPlus
该单元具有应力刚化及大变形功能,并支持弹性,蠕变或 塑性模型 。
Beam188 Introduce
Beam188的定义
截面定义：不能使用实常数进行定义，需使用截面号。 这些截面可以在ANSYS库中直接查找，或自己定义。
方向点的定义：用于确定单元方向。
Two Examples
Example 1
采用Beam188单元计算混凝土梁在非线性温度作用下产 生的效应。
Two Examples
Example 1
第1步：定义梁的截面，采用mesh200划分网格，并根据 单元的不同高度，给单元分配不同的热膨胀系数属性。
Two Examples
Example 1
第2步：定义点、线，生成梁的几何模型。 第3步：划分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ元，导入已定义的梁截面，定义方向点，生 成有限元模型。
ANSYS 浅谈
Contents
1
2 3
ANSYS Introduce
Beam188 Introduce Two Examples Summary
4
ANSYS Introduce
ANSYS是1970年由美国匹兹堡大学力学系教授 John Swanson博士开发出来的。 在近40年的发展过程中，ANSYS不断改进提高， 功能不断增强，目前己发展到12.0版本。
Two Examples
Example 2
第2步：定义点、线，生成梁的几何模型。 第3步：划分单元，导入已定义的梁截面，定义方向点，生 成有限元模型。
Two Examples
Example 2
第4步：定义节点约束； 第5步：施加均匀温度荷载，求解。
Summary
授之以鱼,不如授之以渔
ANSYS Introduce
ANSYS中的单元
ANSYS中有100多个单元，分为杆单元、 梁单元、板单元、壳单元、块体单元 等。
这些单元有很多共同的特性：
节点 自由度 时常数 材料属性 关键选项
Beam188 Introduce
ANSYS中的梁单元
梁单元是结构分析中最常见的单元类型。 共有9种梁单元：BEAM3、BEAM4、BEAM23、 BEAM24、 BEAM44、 BEAM54、 BEAM161、 BEAM188、 BEAM189
Two Examples
Example 1
第4步：定义节点约束； 第5步：施加均匀温度荷载，求解。
Two Examples
Example 2
变截面连续梁在均匀温度作用下的效应分析
Two Examples
Example 2
第1步：定义taper sections
sectype,1,beam,rect ! define cross section at first end point secdata,.0001,0.5 sectype,2,beam,rect ! define cross section at far end secdata,3,0.5 sectype,3,taper ! new Section ID for tapered beam analysis secdata,1,0.0,0.0 ! section 1 at location (0,0,0) secdata,2,0.0,20.0 ! section 2 at location (0,20,0)
Beam188 Introduce
Beam188
Beam188是ANSYS5.5版开始出现的新型梁单元。它 基于Timoshenko 梁理论，考虑剪切变形的影响，适合 于细长梁或适度深梁的计算。 Beam188是2节点3d单元 ，每个节点有6或7个自由度, 当KEYOPT（1）＝0时，每个节点有六个自由度，包 括沿节点X、Y、Z方向的平动及绕节点X、Y、Z轴的转 动；当KEYOPT（1）＝1时,则再加上一个翘曲自由度。