大型通用有限元程序ANSYS概述PPT学习教案

1、会计学1大型通用有限元程序大型通用有限元程序ANSYS概述概述9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-2ANSYS软件是融结构、流体、热、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国软件是融结构、流体、热、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。开发。 第1页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-3第2页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-4第3页/共19页9 Nov

2、ember 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-5有限元分析有限元分析是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。利用在每一个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数。从数学角度来讲，有限元方法依赖于这样的有限维子空间，它的基函数是具有微小支集的函数系，与大范围分析相结合，反映了场内任何两个局部地点场变量的相互依

3、赖关系。一个问题的有限元分析中，未知场函数及其导数在各个结点上的数值就成为新的未知量（也即自由度），从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。第4页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-6常见的结构分析通用有限元程序常见的结构分析通用有限元程序ANSYSADINAMARCNASTRANABAQUS历史典故历史典故：ANSYSANSYS是随计算机硬件而发展壮大的。是随计算机硬件而发展壮大的。ANSYSANSYS最早是在最早是在19701970年年发布的，运行在价格为发布的，运行在价格为1 1，000000，000000的由的由UnivacUn

4、ivac和和IBMIBM生产的计算机生产的计算机上，它们的处理能力远远落后于今天的上，它们的处理能力远远落后于今天的PCPC机。一台奔腾机。一台奔腾PCPC机在几分钟机在几分钟内可求解内可求解5000500050005000的矩阵系统，而过去则需要几天时间。的矩阵系统，而过去则需要几天时间。ANSYS是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场、耦合场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场、耦合场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域： 航空航天、汽车工业、能源机械、生物医学、公路桥梁

5、、建筑、水利工程、电子产品、微机电系统、运动器械等。航空航天、汽车工业、能源机械、生物医学、公路桥梁、建筑、水利工程、电子产品、微机电系统、运动器械等。 第5页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-7第6页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-8第7页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-9 结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等.第8页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-

6、10第9页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-11ANSYS除了提供标准的隐式动力学分析以外，除了提供标准的隐式动力学分析以外， 还提供了显式动力学分析模块还提供了显式动力学分析模块ANSYS/LS-DYNA.第10页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-12ANSYS 热分析计算物体的稳态或瞬态温度分布热分析计算物体的稳态或瞬态温度分布，以及热量的获取或损失、热梯度、热通量等以及热量的获取或损失、热梯度、热通量等.第11页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-13磁场分析

7、磁场分析 用于计算磁场用于计算磁场.第12页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-14第13页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-15容器内流体容器内流体 分析分析 - 考虑容器内的非流动流体的影响考虑容器内的非流动流体的影响. 可以确定由于晃动引起的静水压力可以确定由于晃动引起的静水压力.流体动力学耦合流体动力学耦合分析分析 - 考虑流体约束质量的动力响应基础上，考虑流体约束质量的动力响应基础上，在结构动力学分析中使用流体耦合单元在结构动力学分析中使用流体耦合单元.流体分析流体分析 用于确定流体的流动及热行为用

8、于确定流体的流动及热行为. 第14页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-16 其他需要耦合场分析的典型情况有：其他需要耦合场分析的典型情况有：热热应力分析应力分析 流体流体结构相互作用结构相互作用声场声场结构耦合振动结构耦合振动第15页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-17建模是数值仿真分析有效与否的关键。建模是数值仿真分析有效与否的关键。一般考虑下列问题：一般考虑下列问题： 分析领域分析领域. 分析目标分析目标. 线性线性/ /非线性问题非线性问题. 静力静力/ /动力问题动力问题. 分析细节的考虑分析细节

9、的考虑. 几何模型对称性几何模型对称性 奇异奇异 单元类型单元类型 网格密度网格密度 单位制单位制 材料特性材料特性 载荷载荷 求解器求解器所建模型的好坏直接影响分析的精度和成本（人耗工时，计算机资源等），但通常情况下精度和成本是相互冲突。所建模型的好坏直接影响分析的精度和成本（人耗工时，计算机资源等），但通常情况下精度和成本是相互冲突。第16页/共19页9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-18.实体运动，承受压力，或实体间存在接触实体运动，承受压力，或实体间存在接触.施加热、高温或存在温度变化施加热、高温或存在温度变化.恒定的磁场或磁场恒定的磁场或磁场.电流（直流或交流）电流（直流或交流）.气（液）体的运动，或受限制的气体气（液）体的运动，或受限制的气体/ /液体液体.以上各种情况的耦合以上各种情况的耦合结构结构热热磁磁流体流体电电耦合场耦合场准则准则分析目的直接决定分析近似模型的确定。分析目的，就是这