ANSYS有限元分析软件介绍.ppt

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2、id ICEM CFD ICEM CFD Cart3D,流体分析产品,FLUENT CFX FLUENT V5,电磁分析产品,EMAG ANSOFT,行业专用,AAutoReaGas AUTODYN POLYFLOW Icepak Airpak DTM,ANSYS有限元分析软件介绍,结构分析：确定结构的变形、应变、应力及反作用力等。热 分 析：计算物体的稳态或瞬态温度分布，以及热量的获取或损失、热梯度、热通量等。电磁分析:用于计算磁场，包括静磁场、交变磁场、瞬态磁场、交变电磁场等。流体分析：用于确定流体的流动及热行为，包括不可压缩或可压缩流体、层流及湍流，以及多组份流等。耦合场分析：考虑两个或

3、多个物理场之间的相互作用。,ANSYS软件常用命令,ANSYS软件常用命令,ANSYS软件常用命令,ANSYS软件界面及菜单,输出窗口,Contact Manager Icon,主菜单,显示/隐藏图标,模型控制工具条,命令窗口图标,Reset picking,典型的ANSYS分析过程 典型的ANSYS分析过程包含三个主要的步骤：,1、创建有限元模型（前处理器）1）创建或读入有限元模型；2）定义材料属性；3）划分网格。2、施加载荷并求解（求解器）1）施加载荷及设定约束条件；2）求解。3、查看结果（后处理器）1）查看分析结果；2）检查结果是否正确。,ANSYS软件界面及菜单,1.建立有限元模型,3

4、.查看结果,2.施加载荷求解,主菜单（Main Menu）,实用菜单（Utility Menu）,文件 选择 列表 显示 显示控制 工作平面 参数 宏 菜单控制 帮助,ANSYS所有的单位是自己统一的。常用单位如下表：,ANSYS的单位制,ANSYS在分析过程中需要读写文件.文件格式为 jobname.ext,其中 jobname 是设定的工作文件名,ext 是由ANSYS定义的扩展名，用于区分文件的用途和类型.默认的工作文件名是 file.,ANSYS的文件管理,一些特殊的文件 数据库文件jobname.db二进制Log 文件jobname.log文本结果文件jobname.rxx二进制(例

5、如：结构)jobname.rst图形文件jobname.grph二进制(特殊格式),有限元模型的建立方法可分为：,直接法 直接根据机械结构的几何外型建立节点和单元，因此直接法只适应于简单的机械结构系统。间接法 适用于具有复杂几何外型、节点及单元数目较多的机械结构系统。该方法通过点、线、面、体，先建立实体模型，再进行网格划分，以完成有限元模型的建立。下面介绍间接法即实体建模。,ANSYS软件建模及网格划分,Main Menu:Preprocessor-Modeling-Create,选择以“”结尾的菜单，将弹出拾取菜单(见下页），提示通过拾取方式创建体素.,选择By Dimensions.将弹出

6、对话框，提示输入体素的坐标.,对话框示例,建模,二维体素包括矩形、圆、三角形和其它多边形,三维体素包括块、圆柱、棱柱、球和锥,坐标系统及工作平面,总体坐标系 总体笛卡尔坐标系 总体柱坐标系 总体球坐标系 局部坐标系 局部笛卡尔坐标系 局部柱坐标系 局部球坐标系 工作平面坐标系,ANSYS中的坐标系有：,工作平面设置,工作平面控制,移动工作平面的选项,有关坐标系统的选项,Utility Menu:WorkPlane,坐标系统与工作平面关系：工作平面,工作平面 是一个可以移动的二维参考平面，用于定位和确定体素的方向。缺省时，工作平面的原点与总体坐标系的原点重合，但可以将它移动或旋转到任意想要的位置

7、通过显示栅格，可以将工作平面作为绘图板,WX,WY,X2,X1,Y2,Y1,WP(X,Y),width,height,选择图形类型.将弹出 选取菜单,提示选择图形进行布尔操作.,要使用布尔操作:Main Menu:Preprocessor-Modeling-Operate,选择一种布尔操作(例如：Add),布尔操作,WZ,WY,WX,这个看起来复杂的模型，实际上是一个方块与一个空心的球进行求交（intersect）布尔操作的结果.,ANSYS软件建模及网格划分,网格划分主要包括以下四个步骤:1.定义单元属性(材料属性、单元类型、实常数).2.设定网格尺寸控制(控制网格密度).3.网格划分以前保

8、存数据库.4.执行网格划分.,打开网格划分工具:Main Menu:Preprocessor MeshTool,网格划分工具是网格控制的一种快捷方式,单元属性控制智能网格划分控制尺寸控制指定单元形状自由网格划分或映射网格划分执行网格划分清除网格局部细划,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,8,6,7,ANSYS软件建模及网格划分,1、定义单元类型,ANSYS软件分析步骤,2、定义单元实常数,单元实常数是依赖单元类型的特性，如梁单元的横截面特性。例如2D梁单元BEAM3的实常数是面积（AREA）、惯性矩（IZZ）、高度（HEIGHT）、剪切变形常数（SHEARZ）、初始应变（IS

9、TRN）和附加的单位长度质量（ADDMAS）。并不是所有的单元类型都需要实常数，同类型的不同单元可以有不同的实常数值。,ANSYS软件分析步骤,3、定义材料属性,绝大多数单元类型需要材料特性。根据应用的不同，材料特性可以是线性或非线性的。与单元类型、实常数一样，每一组材料特性有一个材料参考号。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，可能有多个材料特性组（对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。定义材料属性时应当注意以下几点：一般情况下杨氏模量（EX）必须定义；若加惯性载荷，必须定义能求出质量的参数，如密度；若模型中存在热载荷，需定义膨胀系数（A

10、LPX）。,ANSYS软件分析步骤,4、创建几何模型,1.建立模型的方法ANSYS程序为用户提供了下列生成几何模型以及有限元模型的方法：在ANSYS中创建几何模型，即实体建模；导入在其它CAD系统创建的模型，直接生成。对于实体建模，需要描述模型的几何边界，以便生成有限元模型前建立对单元大小和形状的控制，然后让ANSYS自动生成所有的节点和单元。与之对比，直接生成方法必须直接确定每个节点的位置，以及每个单元的大小、形状和连接关系。采用命令流方式往往更便于实现有限元模型的直接生成。2.坐标系1）整体与局部坐标系2）坐标系的激活3）节点和单元坐标系4）显示和结果坐标系,ANSYS软件分析步骤,5、对

11、实体模型划分网格,用户建模工作完成后，得到分析目标的几何模型。接下来，就需要对几何模型划分网格，形成有限元单元、节点，从而得到有限元分析模型。有限元网格的划分过程包括四个步骤：定义有限元模型中的单元属性；目标网格选项控制；对几何模型划分网格；修改与优化有限元网格。,ANSYS软件分析步骤,6、施加负载,对于不同的分析类型，所施加的载荷形式有所不同，可以归结为6类：DOF约束（DOF constraint）：用于对模型自由度做出限定，用于确定边界条件；力（Force）：施加在有限元模型节点上的集中载荷；表面载荷（Surface load）：施加在单元上的分布载荷，包括线分布和面分布；体载荷（Body load）：包括体积载荷和场载荷；惯性载荷（Inertia loads）：由模型惯性而引起的载荷，主要应用在结构分析中；其他类型载荷：包括耦合场载荷（Coupled-field loads）、初应力载荷等。,ANSYS软件分析步骤,7、求解ANSYS程序中有几种解联立方程系统的方法,ANSYS软件分析步骤,8.结果后处理,在进入通用后处理阶段后，想画出分析的结果，选择：Plot Results.想用列表的形式列出分析的结果，选择：List Results.想要查询某些结点或者单元处的应力值以及其它分析选项，选择：Query Results.,ANSYS软件分析步骤,