初学者ansys入门教程

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学习ANSYS分析软件必备。
ANSYS教程 73时间历程后处理器 74 ANSYS中需要说明的问题 27 第八章土木工程中常月单元介绍 8 IANSYS单元介绍 日面国着画面国由画 8.2开单元… 国量国 83梁单元… 国( 画道面 8.4板壳单元…… 8.5实体单元和质量单元……111111111111 第九章实例分析 31 9.1结构静力分析 92非绽性结构分析 921非线性分析的基本过程 922儿何非线性 923材料非线性 93 ANSYS动力学分析 93模态分析( modal analysis)… 932谌响应分析.0 → 93脚态动力学分析 94荷報步、∫步、时间步 95 ANSYS热分析 第十章 ANSYS的优化设计 10.1优化设计的其本概念 102优化设计的步骤 10.3优化分析实例 体 第十一章子结构与子模型. E国Ea 111子结构 1..1子结构的基本概念 1112如何使用子结构…1111111111111111111138 1113子结构的分析构架 112子模犁 112.1子模型的基本概念 “··:-*-4 39 1122如何使用子模型分析 第十二章单元的生和死 4 12.1单元生和列的概会……40 122如何使用单元牛死… 40 12.3单元生和死的控制 41 124单元生死应用实例 41 第十三章高级分析技巧 3.1 ANSYS非交互式简介… .42 132 ANSYS参数化设计语言(APD)) 133移动载荷的施加 134模型的合并 -- -- 44 135复杂面载荷的施加 13.6查看某一截面洁果… 45 137杆梁壳单元内力的输出….. ANSYS教程 第一章绪论 1有限元法的应用 有限元法的起源 有限单元法的基本思想出现于20世纪40年代初期 1960年,美国 Clough. R.W首次使用“有限元法”这个名词。 20世纪60年代末70年代初,FEM在理论上基本成熟,开始出现商业化的有 限元分析软件 2.有限单元法的基本思想 连续的结构离散成有限个单元,每个单元中设定有限个节点,将连续体看作 是只在节点处和连的一组单元的集合体; 同时选定场函数的节点值作为基本未知量,并在每个单元中假设一个近似插 值函数来表示单元中场函数的分布规律; 利用变分原理建立用来求解节点未知量的有限元法方程 利用解得到的节点值和设定的插值函数确定单元上的和整个集合体上的场函 数 3.有限单元法程序图 结构离散化,输入或生成有限元网格 计算单元刚度矩阵,形成总刚度矩阵 形成节点载荷向量 引入约束条件 解线性代数方程组 输出节点位移 计算并输出单元的应力 4.有限元法的特点 整个系统离散为有限个元素 利用能量最低原理( Minimum Potential Energy Theory)与泛函数值定理 Stationary Functional Theory)转换成一组线性联立方程组; 处理过程简明 ANSYS教程 整个区域做离散处理,需庞大的资料输出空问和计算机内存,解题耗 时 线性、非线性均适用; 无限区域的问题较难仿真 5.有限元常用术语 · element(单元)单元是组成有限元模型的基础,因此单元类犁对于有限 元分析至关重要。一个有限元程序所提供的单元种类越多,这个程序的 功能越强大。 ANSYS有100多种单元类型。 You choose an element type. which characterizes, among other things, the degree-of freedom set displacements and/or rotations, temperatures, etc. the characteristic shape if the element (line, quadrilateral, brick, etc. ), whether the element lies in 2-D space, the response of your system, and the accuracy level you re interested in node(节点) 点坐标位置,是构成限元系统的最基木对象。 Degree ol freedom(自由度) force(载荷)集中力、分布力、电场或磁场的作用、温度等,均是载 荷 边界条件外加约束 12基本求解过程 线弹性分析有限单元法的基本步骤 有限元分析包括6步: 定义形函数N(x),进而通过单元节点变量a描述单元域内连续的变量 l(x)。 u(x)=N(x)a ●定义单元材料的响应,如应力、应变和热流等。 L[(x)]=B o=o(6=DE(x) 形成单元矩阵,建立单元与外界环境的平衡关系 K'a +f=0 其中: k=「BDBV为单元刚度矩阵: f=∫w(xv+∫N(xnS+F为单元节点上的等效外力; a为单元节点位移 ANSYS教程 集成。将覆盖结构全域的所有单元的刚度矩阵和节点外力对平衡的贡献 集成,建立整体结构的平衡方程: K Ka+f=0 求解平衡方稈,指定一些节点位移后,可将平衡方稈按已知节点位移和 未知的场变量分解为两部分: KK KK K+ka f=-(Ka,+K a. 回代。根据计算出的节点变量,代入2步的表达式,获得单元应变、应 力或热流等量。 2.非线性的分类及有限单元法的基本流程 关于非线性有限元问题与线形有限元问题有很大的不同,主要有以下方 Ⅲ: 作线性问趣的方程是非线性的,囚此一般需要进行迭代求解。 非线性问题不能采用叠加原理。 ●非线性问题不总有一致解。有时甚至没有解,尽管问题的定义都是正确 的 按照引起非线性问题的原因,多种非线性问题大致可分为以下类 几何非线性 材料非线性 非线性边界条件或载荷 13 ANSYS简介 1. ANSYS发展过程 ANSYS公司成立于1970年,总部在美国宾夕法尼亚的匹兹堡,是目前世界 CAE( Computer- aided Engineering,即计算机辅助工程)行业最大的公司。 ANSYS公司自1996年2月开始在中国推广其有限元分析软件。 创始人为 John swanson博士。 2. ANSYS软件的分析步骤 +创建有限元模型 +施加荷载进行求解 4寮看分析结果 3. ANSYS模块化结构 ANSYS教程 Begin leyel(起始层) Processor level(处理器层) PREP7前处理器 SOLUTION求解器 POST1通月后处理器 POSI26时间历程后处理 OPT优化设计模块 RUNSTAT古迹分析模块 OTHER其它功能 ·前处理嫫块:PREP7 实体建模和网格划分的工具,建立工程有限元模型。 分析求解模块: SOLUTION 对已经建立好的模型在一定的荷载和边界条件下进行有限元计算,求解 平衡徵分方程 后处理模块:POST1和POST26 对计算结果进行处理,可将结果以等值线、梯度等图形方式显示出来 4. ANSYS安装要求(70的最低要求 Pentium mmx500以上的PC机,安装 Windows2000或 Windows Xp 操作系统; 内存为256MB: 可用硬盘空间为500MB 支持1024*768分辨率的显示器; 两倍速的光盘驱动器 An educational program that can be used as a personal training tool in industry, at universities and other academic institutions, and at home, The ANS YS/ED program similar to ANSYS/Multiphysics in that it contains virtually all of the features of ANS YS/Multiphysics and uses the same gul, but it contain limits for the size of the model that can be created and solved. as shown below. ANSYS/ED Limits ANSYS FEA Limits Maximum doe 2.0000ORAN ANSYS教程 Maximum Node number 1,000(2,000for FLOTRAN Maximum element number 500(2,000 for FLOTRAN) Maximum Master DOF Number50 ANSYS Solid Modeling I imits Maximum Keypoint Number100 Maximum Line number 100 Maximum Area number 50 Maximum volume number 10 ANSYSED No coInposite elemenTs SoSOLID46, ShELL91, AND SHELL99 The ANSYS/ED Student Edition and ANSYS/ED Test Drive programes, which were available in earlier releases of ANSYS, are no longer available 14学习 ANSYS需注意的问题 1.需要有持之以恒的学习态度 学习 ANSYS程序不能够速成。由于 ANSYS程序每个模块的学习都需 要使用者结合各自行业的具体算例进行反复摸索,要得出符合实际的分析结 果,往往需要使用者反复多次使用。同时,由于程序编制是从最基本的数学 和力学为着眼点来解释行业的特殊问题,因此,使用者在学习过程中还需要 熟悉 ANSYS程序的基本原理。所以,这是个边摸索边学习的过程,需要 学习者有持之以恒的学习态度。 2.需要具各较好的有限元理论功底 3.需要有宏观的专业概念 15参考书目 有限元分析— ANSYS理论与应用。 Saeed moaveni。电子工业出版社。 2, ANSYS5.7有限元实例分析教程。嘉木工作室。机械工业出版社。 3.精通 ANSYS。刘涛、杨凤鹏。清华大学出版社。 4. ANSYS教学范例。洪庆章、刘清吉、郭嘉源。中国铁道出版社。 5. ANSYS工程应用教程——机械篇。刘国庆、杨庆东。中国铁道出版社。 6. ANSYS7.0分析实例与工程应用。邢静忠、王永岗、陈晓霞等。机械工业 出版社。 7. ANSYS70实例精解。姜勇、张波。清华大学出版社 8. ANSYS高级工程有限元分析范例精选。祝效华、余志祥。电子工业出版 社 9.基于有限元软件 ANSYS70的结构分析。张胜民。清华大学出版社。 10. ANSYS工程应用范例入门与提高。张朝晖。清华大学出版社 11. ANSYS7.0工程分析实例详解。任辉启。人民邮电出版社。 12. ANSYS工程分析进阶实例。工呼佳、陈洪军。中国水利水电出版社 ANSYS教程 13. ANSYS高级工程应用实例分析与二次开发。阚前华等。电子工业出版社。 ANSYS教程 第二章 ANSYS入门 21 ANSYS启动 1. ANSYS的使用简述 两种方式操作 ·GUI交互式图形用户界面 The easiest way to communicate with the ANsYS program is by using the ANSYS menu system, called the Graphical User Interface (GUI). Both beginners and experienced ANS YS users use the gui users use the gui for virtually all interactive ANSYS work · Batch批处理 后台工作方式,实现整个分析过程一次性完成。 对于程序源程序少量修改,即可用于其它程序。 2. ANSYS的启动 启动 Interacti ·选择合适的 ANSYS产品( product selection) ANSYS/Mechanical能够进行所有的结构和热力学分析,但个能 进行电磁学分析、 CFD FLOTRAN和显式动力学分析。 ANS YS/Multiphysics应用于工业和各个工程领域中一个强大的 多用途有限元程序。能够进行结构、热力学、电磁学和流体动力 学分析,但不能进行显式动力学分析。 ANSYS/ Structural能够进行各种结构分析,不能进行热力学、电 磁学、流体动力学和显式动力学分析。 选择 ANSYS的工作目录( working directory) 对每一个问题都要建一个文件夹。 ·选择 ANSYS的 graphics device hame win32:提供9种颜色的等值线 win32c:提供最多128种颜色(可调)的等值线 3-D:更好地显示三维图形。 ·设置初始工作文件名( Initial jobname) 默认名为file。 设置 ANSYS工作空间和数据库的大小( memory requested) 推荐使用工作空间128MB,数据库大小64MB。

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