[有限元分析软件的讲解.ppt

有限元分析软件-ansys ANSYS是世界上著名的大型通用有限元计算软件，它包括热、电、磁、流体和结构等诸多模块，具有强大的求解器和前、后处理功能，为我们解决复杂、庞大的工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个优良的工作环境，更使我们从繁琐、单调的常规有限元编程中解脱出来。ANSYS本身不仅具有较为完善的分析功能，同时也为用户自己进行二次开发提供了友好的开发环境。 ANSYS程序自身有着较为强大三维建模能力，仅靠ANSYS的GUI(图形界面)就可建立各种复杂的几何模型；此外，ANSYS还提供较为灵活的图形接口及数据接口。因而，利用这些功能，可以实现不同分析软件之间的模型转换。 一、主要功能简介 1. 结构分析 1） 静力分析 - 用于静态载荷. 可以考虑结构的线性及非线性行为。 ● 线性结构静力分析 ● 非线性结构静力分析 ? 几何非线性：大变形、大应变、应力强化、旋转软化 ? 材料非线性：塑性、粘弹性、粘塑性、超弹性、多线性弹性、蠕变、肿胀等 ? 接触非线性：面面/点面/点点接触、柔体/柔体刚体接触、热接触 ? 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）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). 3）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. 4）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. 5）谱分析 6）随机振动分析等 7）特征屈曲分析 - 用于计算线性屈曲载荷并确定屈曲模态形状. (结合瞬态动力学分析可以实现非线性屈曲分析.) 8）专项分析: 断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析 第二章 ANSYS基本使用方法 典型分析过程 1. 前处理——创建有限元模型 1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性） 2）创建或读入几何实体模型 3）有限元网格划分 4）施加约束条件、载荷条件 2. 施加载荷进行求解 1）定义分析选项和求解控制 2）定义载荷及载荷步选项 2）求解 solve 3. 后处理 1）查看分析结果 2）检验结果 一、前处理 实体建模 参数化建模 体素库及布尔运算 拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、倒角等 多种自动网格划分工具，自动进行单元形态、求解精度检查及修正 自由/映射网格划分、智能网格划分、自适应网格划分 ·· 复杂几何体Sweep映射网格生成 ·· 六面体向四面体自动过渡网格：金字塔形 边界层网格划分 在几何模型或FE模型上加载：点载荷、分布载荷、体载荷、函数载荷 可扩展的标准梁截面形状库 三、后处理 计算报告自动生成及定制工具：自动生成符合要求格式的计算报告 结果显示菜单：图形显示、抓图、结果列表 图形：云图、等值线、矢量显示、粒子流迹显示、切片、透明及半透明显示、纹理 各种结果动画显示，可独立保存及重放 3D图形注注释功能 直接生成BMP、JPG、VRML、WMF、EMF、PNG、PS、TIFF、HPGL等格式的图形 · 计算结果排序、检索、列表及再组合 · 钢筋混凝土单元可显示单元内的钢筋、开裂情况以及压碎部位 梁、管、板、复合材料单元及结果按实际形状显示，显示横截面结果；显示梁单元弯矩图 显示优化灵敏度及优化变量曲线 提供对计算结果的加、减、积分、微分等计算 显示沿任意路径的结果曲线，并可进行沿路径的数学计算 四、利用有限元软件进行工程分析 所有的通用有限元软件都包括：前处理、求解器、后处理三个有逻辑顺序的模块。在进行实际工程分析时，也该按照以上三个模块来进行。 一、典型分析过程 1. 前处理——创建有限元模型 1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性） 2）创建或读入几何实体模型 3）有限元网格划分 4）施加约束条件、载荷条件 2. 施加载荷进行求解 1）定义分析选项和求解控制 2）定义载荷及载荷步选项 2）求解 solve 3. 后处理 1）查看分析结果 2）检验结果 ANSYS的分析方法(续) 物理系统举例 有限元模型 自由度（DOFs） 节点和单元 节点和