第01篇 ANSYS基本介绍.pdf

第 1 章 ANSYS 基本介绍 有限元法是20 世纪50 年代在连续体力学领域——飞机结构的静力和动力特性分析中 应用的一种有效的数值分析方法。同时，有限元法的通用计算程序作为有限元研究的一个 重要组成部分，也随着电子计算机的飞速发展而迅速发展起来。在20 世纪70 年代初期， 大型通用的有限元分析软件出现了，这些大型、通用的有限元软件功能强大，计算可靠， 工作效率高，因而逐步成为结构分析中的强有力的工具。近20 多年来，各国相继开发了很 多通用程序系统，应用领域也从结构分析领域扩展到各种物理场的分析，从线性分析扩展 到非线性分析，从单一场的分析扩展到若干个场耦合的分析。在目前应用广泛的通用有限 元分析程序中，美国ANSYS 公司研制开发的大型通用有限元程序ANSYS 是一个适用于微 机平台的大型有限元分析系统，功能强大，适用领域非常广泛。 ANSYS 是在20 世纪70 年代由ANSYS 公司开发的工程分析软件。开发初期是为了应 用于电力工业，现在已经广泛应用于航空、航天、电子、汽车、土木工程等各种领域，能 够满足各行业有限元分析的需要。 初期版本的ANSYS 软件功能单一，使用不便，但随着几十年的发展到现在，ANSYS 的必威体育精装版版本已经达到6.1 （估计截稿时，必威体育精装版版本有可能达到7.0 ），功能更加强大和完善， 操作和使用也更加的方便。图形用户界面（GUI ）给用户学习和使用ANSYS 提供了更加直 观的途径。而命令流方式给高级用户提供了更为灵活和高效的分析手段。同时，ANSYS 提 供的强大和完整的联机说明和系统详尽的联机帮助系统，使用户能够不断深入学习并完成 一些深入的课题。 ANSYS 软件主要包括三个模块：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模 块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计 算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分 析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的 相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、 矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形 方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了 100 种以上的 单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。 在结构分析方面，ANSYS 6.1 有以下的新特征： 周期对称结构模型的建立和分析更加灵活。 增加了垫圈的模拟。 增加了ANSYS －ADAMS 的接口。 增加了铸铁材料模型。 改进了粘弹性分析功能。 可以根据面积的大小决定网格划分的先后顺序。 改进了接触分析的界面。 引入了广义平面应变的单元和选项。 本章主要介绍关于ANSYS 软件的一些基本概念以及ANSYS6.1 的安装过程。 1.1 ANSYS 6.1 的安装 ANSYS 6.1 的安装具有标准的Windows 程序的安装过程，对于初学者，按照屏幕上的 提示一步一步安装即可。 ANSYS 6.1 可以安装于多种操作系统平台：Windows Me 、WindowsNT4.0 （推荐 Server Pack 5 ）、Windows2000 （推荐Server Pack 3 ）、Windows XP 以及UNIX 操作系统，建议 以Windos2000 （Professional 、Server 均可）作为平台。本书以后的叙述默认的操作系统为 Windows2000 。 1.1.1 ANSYS 6.1 的硬件环境 ANSYS 6.1 对硬件的最小要求如下： 内存为128M。 500M 的可用硬盘空间。 倍速的光盘驱动器。 能够支持1024×768 （色深为16 位）分辨率的显示器和显卡。 鼠标等定点设备。 网络连接设备。 应该说明的是：这些要求是ANSYS 6.1 进行有限元计算的绝对最低要求。求解大型有 限元问题对于内存的需求和处理器速度的需求是没有止境的。因此，尽量选用配置更高、 速度更快的机器是很有必要的。为了获得较好的视觉效果，建议使用 17 英寸以上的显