ANSYS14.0培训PPT【经典】.ppt
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1、培训手册January 30, 2006ANSYS 入门入门 目录目录1.概述概述1-12.有限元分析有限元分析(FEA) 与与 ANSYS2-1A.什么是什么是 FEA?2-3B.关于关于 ANSYS2-6C.关于关于ANSYS公司公司2-203.ANSYS 基础基础3-1A.进入进入 ANSYS程序程序3-3B.图形用户界面图形用户界面( GUI)3-8C.图形与拾取图形与拾取3-17D.在线帮助在线帮助3-27E.数据库和文件数据库和文件3-33F.退出退出 ANSYS程序程序3-42G.专题专题3-434.应力分析应力分析4-1A.分析步骤分析步骤4-4B.实体建模实体建模4-7C.网
2、格划分网格划分4-15D.加载加载4-35E.求解求解4-47F.查看结果查看结果4-52G.检查结果的正确性检查结果的正确性4-60H.专题专题4-645.初步决定初步决定5-1A.何种分析类型何种分析类型?5-3B.为谁建模为谁建模?5-9C.何种单元类型何种单元类型?5-206.热分析热分析6-1A.概述概述6-3B.过程过程6-5C.专题专题6-167.热热-应力分析应力分析7-1A.概述概述7-3B.序列法序列法7-5C.直接法直接法7-9D.专题专题7-118.几何模型的输入几何模型的输入8-1A.IGES 输入输入8-3B.相关产品相关产品8-9C.有限元模型输入有限元模型输入8
3、-14D.专题专题8-159.实体建模实体建模9-1A.定义定义9-4B.自上而下建模自上而下建模9-7C.专题专题9-29D.自下而上建模自下而上建模9-30E.专题专题9-50培训手册January 30, 2006ANSYS 入门入门 目录目录10.网格划分网格划分10-1A.多种单元属性多种单元属性10-3B.控制网格密度控制网格密度10-10C.改变网格改变网格10-20D.影射网格影射网格10-23E.六面体到四面体网格六面体到四面体网格10-40F.网格的拉伸网格的拉伸10-48G.延伸网格延伸网格10-53H.专题专题10-5911.选择逻辑选择逻辑11-1A.如何使用选择逻辑
4、如何使用选择逻辑 11-4B.部件与集合部件与集合11-10C.专题专题11-1512.APDL基础基础12-1A.定义参数定义参数12-4B.使用参数使用参数12-8C.获取数据库信息获取数据库信息 12-11D.专题专题12-1613.加载和求解加载和求解13-1A.力荷载力荷载13-4B.结点坐标系结点坐标系13-9C.求解器求解器13-14D.多荷载步求解多荷载步求解13-22E.专题专题13-3014.后处理后处理14-1A.查询拾取查询拾取14-3B.结果坐标系结果坐标系14-6C.路径操作路径操作14-9D.误差估计误差估计14-16E.荷载工况组合荷载工况组合14-25F.结果
5、查阅器结果查阅器14-31G.数据报告生成器数据报告生成器14-39H.专题专题14-4715.专题专题15-1A.工具条与缩写工具条与缩写15-3B.开始文件开始文件15-9C.输入文件输入文件15-10D.批处理模式批处理模式15-16E.专题专题15-18入入 门门第第 1 章章培训手册January 30, 2006入门入门目录目录2. 有限元分析和有限元分析和 ANSYS 3. ANSYS 基础基础4. 应力分析应力分析5. 预先的考虑预先的考虑6. 热分析热分析7.热应力分析热应力分析8. 输入模型输入模型9.实体建模实体建模10. 网格划分网格划分11. 选择选择逻辑逻辑12.
6、APDL 基础基础13. 加载和求解加载和求解14. 后处理后处理15. 专题专题有限元分析与有限元分析与 ANSYS第第 2 章章培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS概述概述 在这一节,我们将在介绍有限单元分析同时给出在这一节,我们将在介绍有限单元分析同时给出 ANSYS 功能的概述。功能的概述。 标题标题:A. 什么是有限元分析什么是有限元分析?B. 关于关于 ANSYS培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS A.什么是有限元分析什么是有限元分析?有限元分析有限元分析是一种模拟设计荷载条件,并且确定在荷载条是一种
7、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。件下的设计响应的方法。它是用被称之为它是用被称之为“单元单元”的离散的块体来模拟设计。的离散的块体来模拟设计。 每一个单元都有确定的每一个单元都有确定的方程来描述在一定荷载方程来描述在一定荷载下的响应。下的响应。 模型中所有单元响应的模型中所有单元响应的“和和”给出了设计的总给出了设计的总体响应。体响应。 单元中未知量的个数是单元中未知量的个数是有限的,因此称为有限的,因此称为“有有限单元限单元”。Historical Note 结果分析有限元方法是上个世纪结果分析有限元方法是上个世纪 5060 年代年代 有高等院校和工业有高等院校和工业
8、研究部门创建的。研究部门创建的。 有限元依据的基本理论已经有有限元依据的基本理论已经有 100 年以上的历史,它也是手工年以上的历史,它也是手工计算桥梁和蒸汽锅炉的强度的基计算桥梁和蒸汽锅炉的强度的基础。础。培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS . 什么是有限元分析什么是有限元分析?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。限未知量的实际系统的响应。 所以问题是:所以问题是:怎样才能达到最好的怎样才能达到最好的“近似近似”?实际系统实际系统有限元模型有限元模型 然而,对该
9、问题还没有一个然而,对该问题还没有一个容易的解决方案。这完全依容易的解决方案。这完全依赖于你所模拟的对象和模拟赖于你所模拟的对象和模拟所采用的方式。但是,我们所采用的方式。但是,我们将尽力通过这次培训为你提将尽力通过这次培训为你提供指南。供指南。培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS . 什么是有限元分析什么是有限元分析?为什么需要有限元分析为什么需要有限元分析?减少模型试验的数量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。模拟不适合在原型上试验的设计。
10、 例如:器官移植,比如人造膝盖。例如:器官移植,比如人造膝盖。概要概要: 节省费用节省费用 节省时间节省时间 缩短产品开发时间缩短产品开发时间! 创造出更可靠、高品质的设计创造出更可靠、高品质的设计培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS B. 关于关于 ANSYSANSYS 是一个完整的是一个完整的 FEA 软件包,它适合世界范围各个软件包,它适合世界范围各个工程领域的工程师们使用工程领域的工程师们使用: 结构分析结构分析 热分析热分析 流体分析,包括流体分析,包括 CFD(计算流体动力学)计算流体动力学) 电电 / 静电场分析静电场分析 电磁场分析电磁场
11、分析ANSYS 在部分工业领域中的应用如下:在部分工业领域中的应用如下: 航空航天航空航天 汽车工业汽车工业 生物医学生物医学 桥梁、建筑桥梁、建筑 电子产品电子产品 重型机械重型机械 微机电系统微机电系统 运动器械运动器械培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS 关于关于 ANSYS ANSYS/Multiphysics 是是 ANSYS 产品的产品的“旗舰旗舰”,它包,它包括所有工程学科的所有性能括所有工程学科的所有性能 ANSYS/Multiphysics 有三个主要的组成产品有三个主要的组成产品 ANSYS/Mechanical ANSYS 机械机械
12、-结构及热结构及热 ANSYS/Emag ANSYS 电磁学电磁学 ANSYS/FLOTRAN ANSYS 计算流体动力学计算流体动力学 其它产品其它产品: ANSYS/LS-DYNA -高度非线性结构问题高度非线性结构问题 DesignSpace CAD 环境下,适合快速分析容易使用环境下,适合快速分析容易使用的设计和分析工具的设计和分析工具 ANSYS/ProFEA Pro/E 的的 ANSYS 分析接口。分析接口。培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS 关于关于 ANSYS培训手册January 30, 2006超弹密封超弹密封有限元分析与有限元分析
13、与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 结构分析结构分析 结构分析用于确定变形、应变、应力及反力。结构分析用于确定变形、应变、应力及反力。 静力分析静力分析 用于静态荷载用于静态荷载. 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、超弹及蠕变等变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等.培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 结构分析结构分析动力分析动力分析 包括质量和阻尼效应。包括质量和阻尼效应。 模态分析,用于计算固有频率和振型。模态分析,用于计算固
14、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。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。的响应,可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为。其它结构功能其它结构功能 谱分析谱分析 随机振动随机振动 特征值屈曲特征值屈曲 子模型子模型培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 结构分析结构分析用用 ANSYS/LS-DYNA 进行显示动力分析进行
15、显示动力分析 模拟以惯性力为主的大变形分析。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。用于模拟冲击、碰撞、快速成形等。培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 热分析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。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。可模拟三种热传递方式:热传导、热对流、热辐射。稳态分析稳态分析 忽略时间效应忽略时间效应瞬态分析瞬态分析 确定以时间为函数
16、的温度值等。确定以时间为函数的温度值等。 可模拟相变(熔化及凝固)可模拟相变(熔化及凝固)培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 电磁分析电磁分析电磁分析用于计算电磁装置中的磁场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静态磁场及低频电磁场分析 模拟由直流电源,低频交流电模拟由直流电源,低频交流电 或低频瞬时信号引起的磁场。或低频瞬时信号引起的磁场。 例如:螺线管制动器、电动例如:螺线管制动器、电动 机、变压器机、变压器 磁场分析中考虑的物理量是:磁场分析中考虑的物理量是: 磁通量密度、磁场密度、磁磁通量密度、磁场密
17、度、磁 力和磁力矩、阻抗、电感、力和磁力矩、阻抗、电感、 涡流、能耗及磁通量泄漏等。涡流、能耗及磁通量泄漏等。培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 电磁分析电磁分析高频电磁场分析高频电磁场分析 模拟电磁波的传播装置模拟电磁波的传播装置 例如:微波及例如:微波及RF无源组件、波导、同轴连接器。无源组件、波导、同轴连接器。 电磁场分析中考虑的物理量是:电磁场分析中考虑的物理量是:S-参数、参数、Q-因子、反射因子、反射波损耗、电介质及传导损耗。波损耗、电介质及传导损耗。同轴电缆中的电场同轴电缆中的电场 (EFSUM) 培训手册Jan
18、uary 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 电磁分析电磁分析静电学静电学 计算由电压或电荷激发引起的电场。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(例如:高压装置,微机电系统(MEMS),),传输线。传输线。 典型的物理量是:电场强度和电容。典型的物理量是:电场强度和电容。电流传导电流传导 计算在一定电压下的导体的电流计算在一定电压下的导体的电流电路耦合电路耦合 电磁装置与电路的耦合电磁装置与电路的耦合培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 电磁分析电磁分析电磁分析
19、类型电磁分析类型: 静态磁场分析用于计算由直流电静态磁场分析用于计算由直流电 (DC) 或永磁体产生的或永磁体产生的磁场。磁场。 交变磁场分析用于计算由交流电交变磁场分析用于计算由交流电 (AC) 产生的磁场产生的磁场 瞬态磁场分析用于计算随时间变化的磁场。瞬态磁场分析用于计算随时间变化的磁场。培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 流体分析流体分析计算流体动力学计算流体动力学 (CFD) 用于确定流体中的流动状态和温度。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,可压缩和不可压能模拟层流和湍流
20、,可压缩和不可压缩流体,以及多组份流。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。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。典型的物理量是:速度,压力,温度,对流换热系数。培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 流体分析流体分析声学分析声学分析 用于模拟流体介质和周围固体的相互作用。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。典型的物理量是:压力分布、位移和自振频率。容
21、器内流体分析容器内流体分析 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。水压力。 例如:油罐,其它液体容器例如:油罐,其它液体容器热和质量的传输热和质量的传输 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维单元完成由一个一维单元完成培训手册January 30, 2006双金属片受热变形双金属片受热变形有限元分析与有限元分析与 ANSYS - 关于关于 ANSYS 耦合场分析耦合场分析耦合场分析考虑两个或多个物理场之间的相互作用。因为耦合场分析考虑两个或多个物理场之间
22、的相互作用。因为两个物理场之间相互影响,所以单独求解一个物理场是不两个物理场之间相互影响,所以单独求解一个物理场是不可能的。因此你需要一个能够将两个物理场组合到一起求可能的。因此你需要一个能够将两个物理场组合到一起求解的分析软件。解的分析软件。例如:例如: 热热-应力分析应力分析 压电分析(电场和结构)压电分析(电场和结构) 声学分析(流体和结构)声学分析(流体和结构) 热热-电分析电分析 感应加热(磁场和热)感应加热(磁场和热) 静电静电-结构分析结构分析培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与 ANSYS C. 关于关于 ANSYS 公司公司ANSYS 公司公司.
23、ANSYS 产品家族的开发者产品家族的开发者总部位于总部位于 Canonsburg, PA - USA (匹兹堡南部)匹兹堡南部)培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与ANSYS 关于关于ANSYS公司公司 ANSYS支持销售商支持销售商(ASDs) ANSYS销售及支持网络销售及支持网络全世界超过全世界超过75家办事处家办事处 地区级专家咨询及培训地区级专家咨询及培训培训手册January 30, 2006有限元分析与有限元分析与ANSYS 关于关于ANSYS公司公司ANSYS 支持管理支持管理 (ASC)在您公司站点与在您公司站点与ANSYS联系联系ANSYS通信
24、的焦点;软件更新、错误提示、时事通讯和其通信的焦点;软件更新、错误提示、时事通讯和其它邮件形式。它邮件形式。如果您需要更多有关如果您需要更多有关ANSYS及其公司的信息,请查看:及其公司的信息,请查看: 在线文档资料在线文档资料其它其它ANSYS培训手册培训手册ANSYS 入门入门第第 3 章章培训手册January 30, 2006ANSYS 入门入门在本章中在本章中,我们将讨论怎样进入和退出我们将讨论怎样进入和退出 ANSYS,怎样运用怎样运用 GUI方式和在线帮助方式和在线帮助,如何用如何用 ANSYS生成数据库和文件。生成数据库和文件。主题主题:A. 启动启动 ANSYSB. GUI方
25、式方式C. 显示图形拾取功能显示图形拾取功能D. 在线帮助在线帮助E. 数据库和文件数据库和文件F. 退出退出 ANSYSG. 练习练习培训手册January 30, 2006ANSYS 入门入门A. 启动启动 ANSYS有两种方式启动有两种方式启动 ANSYS: 通过交互方式通过交互方式 通过命令通过命令 在本学习过程中,我们将主要讲解交互式操作。在本学习过程中,我们将主要讲解交互式操作。 交互方式交互方式通过菜单上的相应按钮启动通过菜单上的相应按钮启动 ANSYS 在在Windows 系统中系统中, 按按 Start Programs ANSYS 。培训手册January 30, 2006
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