ANSYS_培训教程

ANSYS5.7入门培训手册INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-2ANSYS5.7入门目录1.概述2.FEA与ANSYS3.ANSYS基础4.应力分析5.初步决定6.热分析7.热-应力分析8.几何模型的输入9.实体模型10.网格划分INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-3ANSYS5.7入门…目录11.选择逻辑12.APDL基础13.加载和求解14.后处理15.专题16.MechanicalToolbar17.耦合和约束方程18.新的梁单元19.模态分析20.非线性分析初步入门第1章INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-5欢迎！•欢迎参加ANSYS入门培训!•这部分培训课程包含了如何利用ANSYS进行静力分析。•这部分内容针对新用户和不常使用ANSYS的用户，没有考虑ANSYS实际应用.•此外，ANSYS还提供针对不同专题的高级培训。请查阅ANSYS主页:的“Services”.INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-6入门培训目标教会学员下述基本能力:•ANSYS功能，ANSYS基本术语和ANSYS图形用户界面•如何进行一个完整的ANSYS分析…其中包含基本步骤•建立或输入一个实体模型并进行单元划分•加载,求解和观察结果•利用一些高级工具—逻辑运算,APDL语言,批处理模式,滚动工具条等。INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-7入门培训材料•您手中的培训手册是这一幻灯片的原样拷贝本。•练习题的一些描述和说明包含在练习附录中.•可以从教师那里拷贝练习文件（如果需要）.有限元分析与ANSYS第2章INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-9有限元分析与ANSYS概述•在这一节，我们将在介绍有限单元分析同时给出ANSYS功能的概述。•标题:A.什么是有限元分析？B.关于ANSYSC.关于ANSYS公司INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-10有限元分析与ANSYSA.什么是有限元分析?•有限元分析是一种模拟设计荷载条件，并且确定在荷载条件下的设计响应的方法。•它是用被称之为“单元”的离散的块体来模拟设计。–每一个单元都有确定的方程来描述在一定荷载下的响应。–模型中所有单元响应的“和”给出了设计的总体响应。–单元中未知量的个数是有限的，因此称为“有限单元”。HistoricalNote•Thefiniteelementmethodofstructuralanalysiswascreatedbyacademicandindustrialresearchersduringthe1950sand1960s.•Theunderlyingtheoryisover100yearsold,andwasthebasisforpen-and-papercalculationsintheevaluationofsuspensionbridgesandsteamboilers.INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-11有限元分析与ANSYS...什么是有限元分析?•这种包含有限个未知量的有限单元模型，只能近似具有无限未知量的实际系统的响应。–所以问题是：怎样才能达到最好的“近似”？实际系统有限元模型–然而，对该问题还没有一个容易的解决方案。这完全依赖于你所模拟的对象和模拟所采用的方式。但是，我们将尽力通过这次培训为你提供指南。INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-12有限元分析与ANSYS...什么是有限元分析?为什么需要有限元分析？•减少模型试验的数量–计算机模拟容许对大量的假设情况进行快速有效的试验。•模拟不适合在原型上试验的设计。–例如：器官移植，比如人造膝盖。•概要:–节省费用–节省时间…缩短产品开发时间!–创造出更可靠、高品质的设计INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-13有限元分析与ANSYSB.关于ANSYS•ANSYS是一个完整的FEA软件包，它适合世界范围各个工程领域的工程师们使用:–结构分析–热分析–流体分析，包括CFD（计算流体动力学）–电/静电场分析–电磁场分析•ANSYS在部分工业领域中的应用如下：–航空航天–汽车工业–生物医学–桥梁、建筑–电子产品–重型机械–微机电系统–运动器械INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-14有限元分析与ANSYS…关于ANSYS•ANSYS/Multiphysics是ANSYS产品的“旗舰”，它包括所有工程学科的所有性能•ANSYS/Multiphysics有三个主要的组成产品–ANSYS/Mechanical-ANSYS/机械-结构及热–ANSYS/Emag-ANSYS电磁学–ANSYS/FLOTRAN-ANSYS计算流体动力学•其它产品:–ANSYS/LS-DYNA-高度非线性结构问题–DesignSpace–CAD环境下，适合快速分析容易使用的设计和分析工具–ANSYS/ProFEA–Pro/ENGINEER的ANSYS分析接口。INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-15ANSYS/StructuralANSYS/ProfessionalANSYS/ProFEADesignSpace有限元分析与ANSYS…关于ANSYSANSYS/EDANSYS/UniversityANSYS/PrepPostANSYS/MultiphysicsANSYS/FLOTRANANSYS/EmagANSYS/LS-DYNAANSYS/MechanicalINTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-16超弹密封有限元分析与ANSYS-关于ANSYS结构分析•结构分析用于确定变形、应变、应力及反力。•静力分析–用于静态荷载.–可以考虑结构的线性及非线性行为，例如：大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等.INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-17有限元分析与ANSYS-关于ANSYS…结构分析•动力分析–包括质量和阻尼效应。–模态分析，用于计算固有频率和振型。–谐响应分析，用于确定结构对正弦变化的已知幅值和频率载荷的响应。–瞬态动力学分析，用于确定结构对随时间任意变化载荷的响应，可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为。•其它结构功能–谱分析–随机振动–特征值屈曲–子区模型INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-18有限元分析与ANSYS-关于ANSYS…结构分析•用ANSYS/LS-DYNA进行显示动力分析–模拟以惯性力为主的大变形分析。–用于模拟冲击、碰撞、快速成形等。INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-19有限元分析与ANSYS-关于ANSYS热分析•热分析用于确定物体中的温度分布。热分析考虑的物理量是：热量的获取和损失、热梯度、热通量。•可模拟三种热传递方式：热传导、热对流、热辐射。•稳态分析–忽略时间效应•瞬态分析–确定以时间为函数的温度值等。–可模拟相变（熔化及凝固）INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-20有限元分析与ANSYS-关于ANSYS电磁分析•电磁分析用于计算电磁装置中的磁场•静态磁场及低频电磁场分析–模拟由直流电源，低频交流电或低频瞬时信号引起的磁场。–例如：螺线管制动器、电动机、变压器–磁场分析中考虑的物理量是：磁通量密度、磁场密度、磁力和磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄漏等。INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-21有限元分析与ANSYS-关于ANSYS电磁分析•高频电磁场分析–模拟电磁波的传播装置–例如：微波及RF无源组件、波导、同轴连接器。–电磁场分析中考虑的物理量是：S-参数、Q-因子、反射波损耗、电介质及传导损耗同轴电缆中的电场(EFSUM)INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-22有限元分析与ANSYS-关于ANSYS…电磁分析•静电学–计算由电压或电荷激发引起的电场。–例如：高压装置，微机电系统（MEMS），传输线。–典型的物理量是：电场强度和电容。•电流传导–计算在一定电压下的导体的电流•电路耦合–电磁装置与电路的耦合INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-23有限元分析与ANSYS-关于ANSYS…电磁分析•电磁分析类型:–静态磁场分析用于计算由直流电(DC)或永磁体产生的磁场。–交变磁场分析用于计算由交流电(AC)产生的磁场–瞬态磁场分析用于计算随时间变化的磁场。INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-24有限元分析与ANSYS-关于ANSYS流体分析•计算流体动力学(CFD)–用于确定流体中的流动状态和温度。–ANSYS/FLOTRAN能模拟层流和湍流，可压缩和不可压缩流体，以及多组份流。–应用：航空航天，电子元件封装，汽车设计。–典型的物理量是：速度，压力，温度，对流换热系数。INTRODUCTIONTOANSYS5.7-Part1TrainingManualJanuary30,2001Inventory#001441TOC-25有限元分析与ANSYS-关于ANSYS…流体分析•声学分析–用于模拟流体介质和周围固体的相互作用。–例如：扬声器，汽车内部，声纳–典型的物理量是：压力分布、位移和自振频率。•容器内流体分析–模拟容器内的非流动流体的影响，确定由于晃动引起的静水压力。–例如：油罐，其它液体容器•热和质量的传输–在两点之间质量传输（如在一个管子中）产生的热量计算由一个一