有限元软件及ANSYS的运用.ppt

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1、有限元法及ANSYS简介,退出,下一页,主讲：谢开仲,结构分析软件应用与开发研究生课程讲义,知识点：有限元法ANSYS的功能,下一页,1.1 有限元法简介,有限元法概念2.有限元法发展 基本思想的产生：1943年，Courant 首次提出有限元名词：1960年，Clough 高速发展：最近30多年，有SAP、ADINA、ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、LS-DYNA、MARC等等3.常用术语 单元 节点 节点力和节点荷载 边界条件 位移函数 收敛准则,1.2 有限元法分析过程,1.结构离散化2.选择位移插值函数3.分析单元的力学特征4 集合所有单元的平衡方程5 由平衡方程求解未知节点

2、位移和计算单元应力6 整理并输出结果7 结合计算结果进行后续分析，得到问题的最终分析结果,1.3 有限元通用程序的特点和要求,特点：1.实现有限元理论2.可以选择单元以适应各种结构3.能处理不同本构方程的材料4 能合成并解算大型方程组5 能控制计算的误差6 具备图像显示功能7 用户可自行插入或修改程序8 有培训和维护的能力要求：1 结构化 2 模块化,1.4 结构分析特点,1 结构分析目的 结构的变形状态 结构内部的受力（应力）状态2 求解的方法 精确方法 近似方法,1.5 ANSYS简介,1 ANSYS发展过程 ANSYS公司创立1970年，John Swanson博士(美国匹茨堡大学教授)

3、通过ISO90001质量体系认证1995年 美国机械工程协会(ASME)、美国核安全局(NQA)及近二十种专业技术协会认证 首个在我国压力容器标准化技术委员会认证的分析软件2 使用环境硬件：PC机 NT工作站 UNIX工作站 大型计算机软件：各种操作系统接口：多种CAD软件,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.6 ANSYS的主要模块,一般前处理器（General Preprocessor，Prep7

4、）求解处理器（Solution Processor，SOLU）一般后处理器（General Processor，POST1）优化处理器（Optimization Processor，OPT）时域后处理器（Time Domain Postprocessor,POST26）,1.7 ANSYS运行环境,模块选择,1.7 ANSYS运行环境,文件管理,1.7 ANSYS运行环境,用户管理/个人设置程序初始化等,1.8 ANSYS界面,下拉式菜单（应用命令菜单）Utility Menu主菜单 Main Menu工具条 Toolbar输入窗口 Input Window图形窗口 Graphic Windo

5、w输出窗口 Output Window,1.9 ANSYS的分析过程,可分为三个步骤：建立模型加载求解查看结果,1.9.1 建立模型,1 指定工作文件名和分析标题指定工作文件名定义分析标题2 定义单位3 定义单元类型4 定义单元实常熟5 定义材料特性6 建立有限元模型几何建模直接建模,1.9.2 加载求解,1 选择分析选项静态/稳态求解模态求解谐响应求解瞬态求解谱求解特征屈曲求解子结构求解,1.9.2 加载求解,2 设置分析选项非线性选项Large deform effectsNewtou-Raphson optionAdaptive descent线性选项：Linear Options求解器

6、设置Equation SolverTolerance/LevelSingle PrecisionMemory Save,1.9.2 加载求解,3 设置荷载步选项Analysis OptionSmall Displacement StaticLarge Displacement StaticSmall Displacement TransientLarge Displacement TransientRestart Current TransientTime ControlTime at end of loadstepAutomatic time steppingNumber of substepsWrite Items to Results FilesALL solution itemsBasic quantitiesUser selectedFrequency,1.9.2 加载求解,4 加载DOF(自由度)约束力表面分布载荷体积载荷惯性载荷耦合场载荷5 初始化求解,1.9.3 查看计算结果,1 通用后处理器2 时间历程后处理器,1.10 算例,