### ANSYS基本过程分析知识点概览
#### 一、启动与模型建立：开启ANSYS分析之旅
**1.1 完成典型的ANSYS分析**
在ANSYS中进行一次完整的分析通常涉及模型建立、加载、求解和后处理四个主要阶段。用户首先需要设定分析类型，如静态分析、动态分析或热分析，然后导入或创建几何模型，接着定义材料属性、边界条件和载荷，随后执行求解，并最终通过后处理模块查看和分析结果。
**1.2 建立模型**
模型建立是ANSYS分析的基础，它包括导入CAD模型、划分网格、定义材料属性以及设置边界条件等步骤。这一阶段的准确性直接影响后续分析的精确性和可靠性。
#### 二、加载：赋予模型生命
**2.1 载荷概述**
载荷在ANSYS中指的是施加于模型上的力、压力、温度等外部作用。理解载荷的概念对于正确设定分析场景至关重要。
**2.2 什么是载荷**
载荷可以是静力的，也可以是动力的；可以是恒定的，也可以是随时间变化的。它们是驱动模型响应的主要因素。
**2.3 载荷步、子步和平衡迭代**
载荷步是ANSYS中分析的一个完整阶段，其中包含一个或多个子步，每个子步代表了载荷变化的一部分。平衡迭代则是指求解过程中为了达到平衡状态而进行的计算循环。
**2.5 阶跃载荷与坡道载荷**
阶跃载荷是指载荷突然增加到某一值并保持不变，而坡道载荷则是在一定时间内逐渐增加至最大值，模拟更真实的物理现象。
**2.6 如何加载**
在ANSYS中，加载可以通过图形界面或脚本语言实现，用户可以根据具体需求选择合适的方式。
#### 三、求解：探索未知的答案
**3.1 什么是求解**
求解是ANSYS分析的核心环节，通过求解器计算模型在设定条件下产生的响应。
**3.2 选择求解器**
ANSYS提供了多种求解器，包括波前求解器、稀疏阵直接解法求解器、雅可比共轭梯度法求解器等，每种求解器都有其适用范围和优缺点。
**3.3 使用波前求解器**
波前求解器适用于大型模型的分析，通过优化内存使用和计算速度，提高求解效率。
**3.4 使用稀疏阵直接解法求解器**
该求解器适合于求解具有稀疏矩阵方程的模型，能够快速找到准确解。
**3.5 使用雅可比共轭梯度法求解器（JCG）**
JCG求解器适用于非线性问题，尤其在处理大规模有限元模型时表现出色。
**3.6 使用不完全乔列斯基共轭梯度法求解器（ICCG）**
ICCG求解器在处理对称正定矩阵时效果显著，常用于解决结构力学问题。
**3.7 使用预条件共轭梯度法求解器（PCG）**
PCG求解器通过预条件化技术提高收敛速度，适用于各种类型的线性和非线性问题。
**3.8 使用代数多栅求解器（AMG）**
AMG求解器特别适合于大规模复杂系统的求解，通过多级迭代降低计算复杂度。
**3.9 使用分布式求解器(DDS)**
DDS求解器通过分布计算资源，大幅缩短大型模型的求解时间。
**3.10 自动迭代（快速）求解器选项**
自动迭代求解器能够在保证精度的同时，自动调整迭代次数，提高求解效率。
#### 四、后处理：解析数据的宝藏
**4.1 什么是后处理**
后处理是分析过程的最后一步，用于解读求解结果，生成报告或可视化图表，帮助工程师理解模型的行为。
**4.2 结果文件**
ANSYS的后处理依赖于保存的结果文件，这些文件包含了求解过程中生成的所有数据，可供用户进一步分析和展示。
**4.3 后处理可用的数据类型**
包括应力、应变、位移、温度、压力等各种物理量，以及模型的形状和颜色等视觉信息。
#### 五、通用后处理器(POST1)
**5.1 概述**
POST1是ANSYS中最常用的后处理模块之一，主要用于观察和分析静态或瞬态分析的结果。
**5.2 将数据结果读入数据库**
用户可以将之前保存的结果文件读入POST1，以便进行进一步的分析和可视化操作。
**5.3 在POST1中观察结果**
通过POST1，用户可以查看模型在不同载荷下的位移、应力分布等，同时还可以进行截面分析、等值面绘制等操作。
**5.4 在POST1中使用PGR文件**
PGR文件是一种特定格式的结果文件，可以在POST1中直接读取，便于快速访问和分析大量数据。
**5.5 POST1的其他后处理内容**
除了基本的观察功能外，POST1还提供了路径提取、历史曲线绘制、数据导出等多种高级后处理工具。
#### 六、时间历程后处理器（POST26）
**6.1 时间历程变量观察器**
POST26专门用于处理时间历程数据，如动态分析中的位移、速度、加速度等随时间变化的数据。
**6.2 进入时间历程处理器**
用户可以通过特定的菜单或命令行进入POST26，开始分析时间历程数据。
**6.3 定义变量**
在POST26中，用户需要定义感兴趣的变量，如某点的位移或某个面上的压力，以便进行后续分析。
**6.4 处理变量并进行计算**
POST26支持对时间历程数据进行数学运算，如求平均值、最大值、最小值等，帮助用户深入理解数据特征。
**6.5 数据的输入**
用户可以将外部数据导入POST26，与ANSYS求解结果结合分析。
**6.6 数据的输出**
分析结果可以以多种格式输出，方便与其他软件或工具共享。
**6.7 变量的评价**
POST26提供了一系列评价函数，用于评估变量随时间的变化趋势。
**6.8 POST26后处理器的其它功能**
包括数据过滤、频谱分析、傅里叶变换等高级分析工具，满足复杂工程问题的后处理需求。
#### 七、选择和组件
**7.1 什么是选择**
在ANSYS中，“选择”指的是用户指定要分析或操作的模型部分，例如节点、元素、面或体。
**7.2 选择实体**
用户可以通过图形界面或脚本方式选择实体，这是执行加载、求解和后处理等操作的基础。
**7.3 为有意义的后处理选择**
在后处理阶段，合理的选择可以帮助用户聚焦于关键区域或参数，提高分析效率。
**7.4 将几何项目组集成部件与组件**
通过将几何实体分组为部件或组件，可以简化复杂模型的管理，使分析更加有序。
#### 八、图形使用入门
**8.1 概述**
图形功能是ANSYS中不可或缺的部分，它不仅用于模型的可视化，也是数据分析和结果展示的重要手段。
**8.2 交互式图形与“外部”图形**
交互式图形允许用户实时修改视图角度、放大缩小模型，而“外部”图形则指的是将图形输出到其他软件或设备进行进一步处理。
**8.3 标识图形设备名(UNIX系统)**
在UNIX系统下，用户需要指定图形输出设备的名称，以确保图形正确显示或保存。
**8.4 指定图形显示设备的类型(WINDOWS系统)**
在WINDOWS系统中，图形显示设备的类型可以通过设置菜单进行选择，以适应不同的硬件配置。
#### 九、通用图形规范
**9.1 概述**
通用图形规范定义了ANSYS中图形显示的基本规则，包括颜色、线型、字体等，确保用户能够清晰地解读模型和结果。
**9.2 用GUI控制显示**
通过图形用户界面(GUI)，用户可以直观地调整模型的显示参数，如背景颜色、网格线的可见性等。
**9.3 多个ANSYS窗口，叠加显示**
在多窗口模式下，用户可以同时查看多个模型或结果，便于对比分析。
**9.4 改变观察角、缩放及平移**
通过改变观察角度、缩放比例和平移位置，用户可以从不同视角审视模型，发现潜在的设计问题。
**9.5 控制各种文本和符号**
在图形显示中，合理的文本和符号布局可以提高信息传递的效率，减少误解。
**9.6 图形规范杂项**
包括阴影效果、透明度设置、光线追踪等高级图形功能，使模型呈现更加真实。
**9.7 3D输入设备支持**
ANSYS支持3D鼠标或其他3D输入设备，提供更加自然和直观的模型操控体验。
#### 十、增强型图形
**10.1 图形显示的两种方法**
增强型图形提供了两种主要的显示方式：线框显示和表面渲染，前者侧重于结构的轮廓展示，后者则更注重真实感的表现。
**10.2 POWERGRAPHICS的特性**
POWERGRAPHICS是ANSYS中的一项高级图形功能，它能够生成高质量的三维图像，支持光照、纹理映射等特效。
**10.3 何时用POWERGRAPHICS**
当需要制作精美的演示文稿或出版物时，POWERGRAPHICS可以提供超出一般需求的图形质量。
#### 十一、创建几何显示
**11.1 用GUI显示几何体**
通过图形用户界面，用户可以轻松地展示模型的几何形状，无论是线框还是实心模型。
**11.2 创建实体模型实体的显示**
实体模型的显示通常涉及到颜色、材质和透明度等参数的设置，以突出模型的细节。
**11.3 改变几何显示的说明**
用户可以根据分析目的，调整几何显示的细节，如隐藏不必要的结构，突出重点区域。
#### 十二、创建几何模型结果显示
**12.1 利用GUI来显示几何模型结果**
利用图形用户界面，用户可以快速查看模型的分析结果，如应力分布、位移情况等。
**12.2 创建结果的几何显示**
在结果展示时，几何显示需要与分析结果相匹配，以便直观地反映模型的响应。
**12.3 改变POST1结果显示规范**
用户可以根据个人偏好或分析需求，调整POST1中结果的显示格式和样式。
**12.4 Q-SLICE技术**
Q-SLICE技术用于在三维模型中创建二维切片，以便观察内部结构或分析局部应力分布。
**12.5 等值面技术**
等值面技术在三维空间中描绘出具有相同数值的表面，如等压面、等温面等，有助于理解复杂的物理场分布。
**12.6 控制粒子流或带电粒子的轨迹显示**
在流体力学或电磁学分析中，轨迹显示是分析粒子运动路径的关键，对于理解流动特性或电磁效应具有重要意义。
#### 十三、生成图形
**13.1 使用GUI生成及控制图**
利用图形用户界面，用户可以轻松生成各种类型的图表，如曲线图、散点图、饼图等，用于展示分析结果或数据统计。
**13.2 图形显示动作**
图形显示动作包括旋转、平移、缩放等，这些操作可以帮助用户从不同角度观察模型，增强分析的直观性。
**13.3 改变图形显示指定**
用户可以自定义图形的显示参数，如色彩方案、线条宽度、标记样式等，以适应不同的分析需求。
#### 十四、注释
**14.1 注释概述**
注释是ANSYS图形显示中的一个重要组成部分，它可以用来解释模型的结构、材料、边界条件等，帮助其他用户更好地理解设计意图。
**14.2 二维注释**
在二维视图中，注释通常用于标注尺寸、添加文本说明等，有助于清晰表达设计细节。
**14.3 为ANSYS模型生成注释**
生成注释的过程包括选择注释类型、设定位置和内容等步骤，需要根据具体的分析目标进行定制。
**14.4 三维注释**
三维注释在立体模型中尤为重要，它不仅可以添加文字说明，还可以插入箭头、尺寸线等图形元素，增强模型的可读性。
**14.5 三维查询注释**
三维查询注释允许用户在模型上定位并标注特定的点或区域，对于复杂结构的分析尤为有用。
#### 十五、动画
**15.1 动画概述**
动画是ANSYS图形功能的一个高级应用，它通过连续的帧图像模拟模型的动态行为，使分析结果更加生动直观。
**15.2 在ANSYS中生成动画显示**
生成动画需要先设定时间序列，然后记录模型在每一时刻的状态，最后将这些图像序列合成动画。
**15.3 使用基本的动画命令**
ANSYS提供了多种动画命令，如播放、暂停、快进、倒退等，便于用户控制动画的播放流程。
**15.4 使用单步动画宏**
单步动画宏是一种高级工具，它允许用户自定义动画的每一个步骤，实现更加精细的控制。
**15.5 离线捕捉动画显示图形序列**
离线捕捉功能可以让用户在后台捕捉动画帧，避免占用过多的实时计算资源。
**15.6 独立的动画程序**
除了ANSYS内置的动画工具，用户还可以将动画帧导出，利用外部软件进行编辑和渲染，提升动画的质量和效果。
**15.7 WINDOWS环境中的动画**
在WINDOWS系统下，ANSYS动画的生成和播放通常更加流畅，用户界面也更为友好。
#### 十六、外部图形
**16.1 外部图形概述**
外部图形指的是将ANSYS模型或结果输出到其他图形软件中进行进一步处理或展示的技术。
**16.2 生成中性图**
中性图是一种通用的图形文件格式，它不受特定软件的限制，可以在多种平台上自由交换。
#### 总结
ANSYS作为一款强大的工程仿真软件，其基本分析过程涵盖了模型建立、加载、求解和后处理等多个方面，每个环节都充满了专业知识和技术细节。从简单的模型分析到复杂的工程问题求解，ANSYS提供了丰富的工具和功能，帮助用户深入探索和理解各种物理现象。掌握ANSYS的基本过程和技巧，将极大地提升工程设计和分析的效率，推动科技创新和产品优化。
