ANSYS结构分析指南 (1).doc

ANSYS是一款强大的有限元分析软件，广泛应用于结构、流体、热传递和电磁学等多个工程领域。这篇文档，"ANSYS结构分析指南 (1)"，主要介绍了如何使用ANSYS进行结构分析，特别是线性和非线性静力分析的基本概念和步骤。 1. **结构分析概述** 结构分析是通过数学模型来预测结构在各种载荷下的响应，如位移、应力、应变和力等。它的目标是确保设计的安全性和性能。结构分析分为线性和非线性两种，根据问题的复杂程度和物理特性选择合适的方法。 2. **结构分析的类型** - **线性分析**：假设材料性质和几何形状在分析过程中保持不变，适用于小变形和弹性范围内的问题。 - **非线性分析**：考虑了大变形、材料非线性（如塑性、蠕变）和接触非线性等因素，更适用于真实情况下的复杂结构问题。 3. **结构分析所应用的单元** ANSYS支持多种类型的单元，如杆件单元、梁单元、壳单元、实体单元等，这些单元可以模拟不同几何形状和物理行为的结构部件。 4. **材料模式界面** 在ANSYS中，用户可以通过材料模式界面定义材料属性，包括弹性模量、泊松比、密度等，并可以设置随温度、应变或时间变化的材料行为。 5. **求解方法** ANSYS使用迭代求解器处理方程组，以找到结构响应的解。对于线性问题，通常使用直接或迭代方法；对于非线性问题，可能需要多次迭代以收敛到稳定解。 6. **结构线性静力分析** - **定义**：线性静力分析研究的是结构在静态载荷下的线性响应，适用于小变形、小应变的情况。 - **与非线性分析的区别**：线性分析假设材料的应力-应变关系是线性的，而非线性分析则考虑了这种关系的非线性。 - **分析步骤**： - **建模**：创建结构的几何模型，分配材料属性，定义边界条件和载荷。 - **设置求解控制**：配置求解器参数，如迭代次数、收敛准则等。 - **网格划分**：将几何模型划分为有限元网格，以便于数值计算。 - **求解**：运行求解器，计算结构的响应。 - **后处理**：查看和解释结果，如应力、位移云图，评估结构的性能。 7. **静力分析例子** 实际应用中，静力分析常用于桥梁、建筑、航空航天结构等的设计验证，例如计算飞机机翼在重力和气动载荷下的变形。 8. **非线性静力分析** 非线性分析处理大变形、屈曲、材料非线性等问题，如橡胶密封圈的压缩、金属塑性变形等。其步骤与线性分析相似，但需要更精细的迭代过程和更复杂的材料模型。 通过这份指南，工程师们可以更好地理解和运用ANSYS进行结构分析，从而优化设计，提高工程项目的可靠性和效率。