M_有限元分析与ANSYS.ppt

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July 30, 1999 有限元分析与ANSYS 第 2 章 有限元分析与ANSYS 概述 在这一节,我们将在介绍有限单元分析同时给出ANSYS功能的概述。 标题: A. 什么是有限元分析? B. 关于ANSYS C. 关于ANSYS公司 有限元分析与ANSYS A.什么是有限元分析? 有限元分析是一种模拟设计荷载条件,并且确定在荷载条件下的设计响应的方法。 它是用被称之为“单元”的离散的块体来模拟设计。 每一个单元都有确定的方程来描述在一定荷载下的响应。 模型中所有单元响应的“和”给出了设计的总体响应。 单元中未知量的个数是有限的,因此称为“有限单元”。 有限元分析与ANSYS ... 什么是有限元分析? 这种包含有限个未知量的有限单元模型,只能近似具有无限未知量的实际系统的响应。 所以问题是:怎样才能达到最好的“近似”? 然而,对该问题还没有一个容易的解决方案。这完全依赖于你所模拟的对象和模拟所采用的方式。但是,我们将尽力通过这次培训为你提供指南。 有限元分析与ANSYS ... 什么是有限元分析? 为什么需要有限元分析? 减少模型试验的数量 计算机模拟容许对大量的假设情况进行快速有效的试验。 模拟不适合在原型上试验的设计。 例如:器官移植,比如人造膝盖。 概要: 节省费用 节省时间… 缩短产品开发时间! 创造出更可靠、高品质的设计 有限元分析与ANSYS B. 关于 ANSYS ANSYS是一个完整的FEA软件包,它适合世界范围各个工程领域的工程师们使用: 结构分析 热分析 流体分析,包括CFD(计算流体动力学) 电 / 静电场分析 电磁场分析 ANSYS在部分工业领域中的应用如下: 航空航天 汽车工业 生物医学 桥梁、建筑 电子产品 重型机械 微机电系统 运动器械 有限元分析与ANSYS …关于ANSYS ANSYS/Multiphysics 是ANSYS产品的“旗舰”,它包括所有工程学科的所有性能 ANSYS/Multiphysics有三个主要的组成产品 ANSYS/Mechanical - ANSYS/机械-结构及热 ANSYS/Emag -ANSYS电磁学 ANSYS/FLOTRAN - ANSYS计算流体动力学 其它产品: ANSYS/LS-DYNA -高度非线性结构问题 DesignSpace –CAD环境下,适合快速分析容易使用的设计和分析工具 ANSYS/ProFEA –Pro/ENGINEER的ANSYS 分析接口。 有限元分析与ANSYS …关于ANSYS 有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS 结构分析 结构分析用于确定变形、应变、应力及反力。 有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS …结构分析 动力分析 包括质量和阻尼效应。 模态分析,用于计算固有频率和振型。 谐响应分析,用于确定结构对正弦变化的已知幅值和频率载荷的响应。 瞬态动力学分析,用于确定结构对随时间任意变化载荷的响应,可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为。 其它结构功能 谱分析 随机振动 特征值屈曲 子区模型 有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS …结构分析 用ANSYS/LS-DYNA进行显示动力分析 模拟以惯性力为主的大变形分析。 用于模拟冲击、碰撞、快速成形等。 有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS 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。 稳态分析 忽略时间效应 瞬态分析 确定以时间为函数的温度值等。 可模拟相变(熔化及凝固) 有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS 电磁分析 电磁分析用于计算电磁装置中的磁场 静态磁场及低频电磁场分析 模拟由直流电源,低频交流电或低频瞬时信号引起的磁场。 例如:螺线管制动器、电动机、变压器 磁场分析中考虑的物理量是:磁通量密度、磁场密度、磁力和磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄漏等。 有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS 电磁分析 高频电磁场分析 模拟电磁波的传播装置 例如:微波及RF无源组件、波导、同轴连接器。 电磁场分析中考虑的物理量是:S-参数、Q-因子、反射波损耗、电介质及传导损耗 有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS …电磁分析 静电学 计算由电压或电荷激发引起的电场。 例如:高压装置,微机电系统(MEMS),传输线。 典型的物理量是:电场强度和电容。 电流传导 计算在一定电压下的导体的电流 电路耦合 电磁装置与电路的耦合 有限元分析与ANSYS - 关于ANSYS …电磁分析 电磁分析类型: 静态磁场分析用于计算由直流电(DC)或永磁体产生的磁场。 交变磁场分析用于计算由交流电(AC)产生

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