ANSYS概述 在疲劳强度中的应用 文献综述.doc

ANSYS概述及其在疲劳分析中的应用 PAGE PAGE 4 ANSYS概述及其在结构疲劳分析中的应用 摘要 随着全球经济一体化脚步的加快，国内外的制造业面临着日益激烈的竞争，尤其是中国加入WTO后，中国参与世界竞争，国外制造业冲击中国市场，我国制造业面临着巨大的挑战。因此，实现全面信息化，提高技术创新能力是制造业提高核心竞争力的必然选择。 ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换， 是现代产品设计中的高级CAD工具之一。 企业的产品投放市场后，如果在耐久性方面出现问题将会造成许多新产品失去竞争力，给企业带来巨大的经济损失，同时又使企业形象蒙受巨大的负面影响。在中国，由于疲劳耐久性与可靠性不过关造成的产品问题更是普遍存在，是国产产品缺乏国际竞争力的最重要因素之一。国际上，每年因结构疲劳的原因，大量产品在其有效寿命期内报废，由于疲劳破坏而造成的恶性事故也时有出现。据统计，欧洲每年早期断裂造成的损失达800亿欧元，而美国每年早期断裂造成的损失达1190亿美元，其中95%是由于疲劳引起的断裂。而通过应用疲劳耐久性分析技术，其中的50%是可以避免的，因此许多企业将疲劳耐久性定为产品质量控制的重要指标。 关键词：ANSYS 疲劳分析 1.ANSYS概述 ANSYS公司成立于1970年，总部位于美国宾夕法尼亚洲的匹兹堡，目前是世界计算机辅助工程(CAE)行业中最大的公司。ANSYS公司一直致力于分析设计软件的开发、维护及售后服务，不断吸取当今世界必威体育精装版的计算方法和计算机技术，领导着有限元界的发展趋势，并为全球工业界所广泛接受，拥有全球最大的用户群。 ANSYS公司的ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等一般工业及科学研究。该软件提供了一个不断改进的功能清单，具体包括:结构高度非线性分析、电磁分析、计算流体动力分析设计优化、接触分析、自适应网格划分、大应变、有限转动功能以及利用ANSYS参数设计语言(APDL)的扩展宏命令功能。基于Motif的菜单系统使用户能够通过对话框、下拉式菜单和子菜单进行数据输入和功能选择，方便用户操作。在产品设计中，用户可以使用ANSYS有限元软件对产品性能进行仿真分析，发现产品问题，降低设计成本，缩短设计周期，提高设计的成功率。它是现代产品设计中高级的CAD/CAE软件之一。 ANSYS有限元分析软件具有强大的功能，其主要的技术特点为:唯一能实现多场及多场祸合分析的软件;唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型FEA分析软件;唯一具有多物理场优化功能的FEA软件;唯一具有中文界面的大型通用有限元分析软件;具有强大的非线性分析功能;具有使用于不同的问题和硬件配置的多种求解器;支持异种异构功能网络浮动，在异种、异构平台上支持界面统一，数据文件通用;强大的并行计算功能，支持分布式并行和共享内存式并行;多种用户网格划分技术;完善的用户开发环境同时，ANSYS软件拥有丰富和完善的单元库、材料模型库和求解器，保证了它能高效地求解各类结构的静力、动力、振动、线性和非有限元法、ANSYS及其二次开发技术辽宁工学院硕士论文线性问题，稳态和瞬态热分析及热一结构藕荷问题，压缩和不可压缩的流体问题。其友好的图形界面和程序结构，交互式的前后处理和图形软件，大大地减轻了用户在实际工程问题中创建模型、有限元求解以及结果分析和评价的工作量。它的统一集中式的数据库保证了各模块之间的有效可靠的集成，并实现了与多个CAD/CAF软件的友好连接。 ANSYS软件提供的分析类型如下： (1)结构静力分析 用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。 (2)结构动力学分析 结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。ANSYS可进行的结构动力学分析类型包括：瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。 (3)结构非线性分析 结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题，包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。 (4)动力学分析 ANSYS程序可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时，