【ANSYS仿真赛三等奖获奖帖】-70天里大家跟我一起从零学会ANSYS入门操作

1、ANSYS中国电源仿真设计大赛 【仿真赛】70天里大家跟我一起从零学会ANSYS入门操作一、ANSYS简介：ANSYS，Inc. (NASDAQ: ANSS)成立于1970年，致力于工程仿真软件和技术的研发，在全球众多行业中，被工程师和设计师广泛采用。ANSYS公司重点开发开放、灵活的，对设计直接进行仿真的解决方案，提供从概念设计到最终测试产品研发全过程的统一平台，同时追求快速、高效和和成本意识的产品开发。ANSYS公司和其全球网络的渠道合作伙伴为客户提供销售、培训和技术支持一体化服务。ANSYS公司总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡，全球拥有60多个代理。ANSYS全球有1700多名员工，在4

2、0多个国家销售产品。ANSYS公司于2006年收购了在流体仿真领域处于领导地位的美国Fluent公司，于 2008年收购了在电路和电磁仿真领域处于领导地位的美国Ansoft公司。通过整合，ANSYS公司成为全球最大的仿真软件公司。目前，ANSYS整个产品线包括 结构分析(ANSYS Mechanical)系列， 流体动力学(ANSYS CFD(FLUENT/CFX）)系列，电子设计（ANSYS ANSOFT）系列以及ANSYS Workbench和 EKM等。产品广泛应用于航空、航天、电子、车辆、船舶、交通、通信、建筑、电子、医疗、国防、石油、化工等众多行业。ANSYS中国是ANSYS, In

3、c.在中国的全资子公司，在上海，北京，成都和深圳设有分公司，负责ANSYS在整个中国的业务发展和市场推广。目前在中国，ANSYS电子设计系列产品(原ANSOFT公司产品)由ANSYS中国直接负责市场、销售与技术服务等。ANSYS 机械和流体仿真设计产品以及ANSYS Workbench和ANSYS EKM产品由渠道合作伙伴安世亚太科技有限公司（Pera Global）负责销售与技术支持。二、ANSYS工程软件的应用领域：ANSYS是一个完整的FEA软件包，它适合世界范围的各个工程领域的工程师们使用：1、结构分析2、热分析3、流体分析，包括CFD（计算流体动力学）4、电/静电场分析5、电磁场分析

4、ANSYS在部分工业领域中的应用如下：1、航空航天2、汽车工业3、生物医学4、桥梁、建筑5、电子产品6、重型机械7、微机电系统9、运动器械三、ANSYS12.0安装步骤： 安装注意事项：之前一直安装不行，会出现下图对话框，我以为这个装不上就跳过了，但是装好以后老是打不开出现错误，所以如果有出现这个对话框一定要装上这个VC+ 2005  Redistributable这个软件，具体安装方法见附件ANSYS_12.0安装方法.doc，还有VC+ 2005  Redistributable这个软件见附件vcredist_x86(1).zip 装好ANSYS12.0以后会出现以下界

5、面，界面是全英文的，我网上找了好像这个软件没有中文的；所以英文的将就下了下图是Mechanical APDL Product Launchar的界面；装了ANSYS软件后，初次感觉有点难，我想学下跟电源有关的仿真吧，里面有好几个软件，不知道该学哪个，百度找资料的时候发现还有个ansoft公司的软件，原来ansoft公司被ANSYS收购了；百度了下ansoft软件跟ansys的优缺点：ANSYS 比较难上手，有限元功能强大，而且在耦合场方面也很行，电磁场在ANSYS只是一个部分，还可以分析热、结构等，精度比较高，而ANSOFT是经典WINDOWS操作界面，非常人性化，是主要用于电磁场分析功能，有

6、现成的模板，其学习上容易上手；四、ANSYS各个模块：1、 ANSYS Multiphysics是ANSYS产品的“旗舰”，它包括工程学科的所有功能。 ANSYS/Multiphysics由三个主要产品组成： ANSYS/Mechanical 结构及热。 ANSYS/Emag 电磁。 ANSYS/FLOTRAN 计算流体动力学。 其他产品: ANSYS Workbench 与CAD结合的开发环境 ANSYS LS-DYNA 用于高度非线性问题。 ANSYS Professional 用于线性结构和热分析, 是ANSYS Mechanical的子集。 ANSYS DesignSpace 用于线性

7、结构和稳态热分析，是Workbench环境下的ANSYS Mechanical 的子集。 ICEM CFD CFD和结构分析的三维网格预处理软件; ANSYS EMAX 高频电磁场分析产品.集成了ANSYS公司的ICEM CFD 前处理器和后处理器的功能、高频电磁求解器; CFX 流体动力学分析专用软件;2、 Workbench 模块: DesignModeler 建模工具，采用流行的CAD建模方式：直观迅速地画2D 草图,在此基础上创建3D模型。还可以修补和组装各种CAD文件，建立CAD和CAE之间的传递通道。 DesignXplorer 设计和理解局部分析响应并用响应面组装的强有力工具.

8、设计与开发模块以实验方案(DOE)优化方法为基础，并以参数作为其基本语言. DesignXplorer VT 使用多种技术提供比(DOE) 更多更有效的方法生成一个仅仅基于有限元的响应面, 该有限元方案和网格有关,也和泰勒级数展开式的近似值有关. Fatigue Module 增加模拟在预循环荷载下预测产品寿命的功能.等值线显示疲劳寿命,损坏,安全系数,二轴应力和疲劳敏感性. FE Modeler 和ANSYS工作台上使用的标准有限元表示法共同起作用. FE 模块支持从NASTRAN 或Design Simulation 向ANSYS 大量传递数据.3、 ANSYS Emag磁场分析特征 2D

9、 & 3D分析 静磁场、低频磁场（时谐和瞬态） 电磁-电路耦合分析 磁矢位法、磁标位法、棱边单元法 导体类型：绞线圈、块导体 线性材料、BH曲线、永磁体定义 集肤效应、涡流、损耗计算 电感参数、电磁力/力矩自动计算 远场单元处理2D/3D开域问题 各类线性电路元器件 交互式电路建模 电磁力结果可应用于结构分析 电阻损耗和涡流损耗结果可应用于热分析4、磁场分析ANSYS Emag磁场分析包括静磁场、低频磁场（时谐和瞬态）以及电磁场-电路耦合分析功能，用于分析由永磁体、交直流或任意时变电流、电压以及外部电路所产生的恒定或时变磁场特性，主要应用于电机、变压器、永磁设备、感应装置等电磁设备的稳

10、态和动态磁场特性分析和参数计算。ANSYS Emag的场路耦合分析功能方便直观地将有限元场分析模型和离散电路分析模型直接相连，用于分析设备在外部控制电路或外接负载电路下的系统性能，主要应用于发电机、变压器、级联线圈（多绕组）等装置的输入和输出特性分析。五、基本操作1.安装好ANSYS12.0后，点开始/程序/ANSYS12.0/Mechanical APDL Product Launchar;2.然后可以看到如下界面：然后选ANSYS/Emag可以看到这里面很多软件，我们大概了解下软件用途；multiphysics 指的是多物理场耦合分析，是ansys软件中最强大，也是最昂贵的。后面的emag

11、、lsdyna、mechanical都是它的子模块，DYNAPrepPost是ansys中为dyna进行前后处理的，LS-DYNA    显式动力学软件，ansys集成了它，可以用ansys/prepost为它进行前后处理FLOTRAN   流体分析EMAG  HF   高频电磁分析Mechanical  机械分析3.选好后，然后点上面对话框底部的RUN按钮，就进入了ANSYS12.0软件的界面，如下图: 5、布局：用户可以设置界面布局：界面布局的系统字体和颜色也可由用户设定：6、图形

12、窗口：显示实体模型位置，后处理轮廓和后处理图形：7、主菜单： 树形结构特性预置下级分支使用滚动条可以浏览长树形结构。 树形结构特性预置下级分支 展开所有选项8、过滤分支：9、缩写工具条菜单： 缩写-使用常用命令和功能的捷径。 只有少许预先定义好的缩写可直接使用，但用户可在缩写工具条内添加自己的缩写。这需要用户了解ANSYS命令。 强大的功能允许用户建立自己的“按钮菜单”体系！10、工具栏菜单图标 包含常用的工具图标。 用户可以设置工具图标内容(如： 添加项目, 辅助工具条)11、显现/隐藏图标: 显现/隐藏图标可用来把任何隐藏在其它窗口之后的ANSYS对话框（输出窗口除外）显现到最前面。12、

13、输入窗口: 允许用户输入命令。(大多数GUI功能都能通过输入命令来实现. 如果用户知道这些命令,可以通过输入窗口键入。) 命令格式动态显示 重复执行命令：13、公共菜单： 包含ANSYS运行过程中通常使用的功能，如：图形,在线帮助,选择, 文件管理等. 使用公共菜单的约定:- “”表示产生一个对话框- “ +”表示图形拾取- “ >”表示将产生下一个子菜单- “ ”(空缺)表示运行一个ANSYS命令14、当前设置：图形用户界面的底部显示当前单元属性设置和当前激活坐标系15、用户提示信息： 图形用户界面左下角区域向用户显示指导信息，如在拾取操作中向用户显示提示信息。16、输出窗口： 输出窗

14、口反馈信息给用户，该信息表明ANSYS怎样解释用户的输入。 输出窗口独立于ANSYS菜单。警告:关闭输出窗口会关闭整个ANSYS !17、输出窗口： 输出窗口反馈信息给用户，该信息表明ANSYS怎样解释用户的输入。 输出窗口独立于ANSYS菜单。警告: 关闭输出窗口会关闭整个ANSYS !18、选择： 选择对话框(Main Menu > Preferences)允许用户过滤菜单，从而删除当前分析不需要的功能,方便使用； magentic-nodal：节点法 magnetic-edge：棱边单元法 Hmethod则通过减小单元尺寸来提高精度。 Pmethod是通过提高形函数阶次来提高计算精

15、度的，17、数据库与文件: ANSYS 数据库包括了建模，求解，后处理所产生的保存在内存中的数据。 数据库存贮了用户输入的数据以及ANSYS的结果数据: 输入数据 用户必须输入的信息,诸如模型尺寸,材料特性以及荷载数据。 结果数据- ANSYS 的计算结果， 存储和恢复 不时地把数据库存储在计算机的内存(RAM)是一个很好的习惯，这样可以在计算机损坏或断电的情况下重新恢复数据库内的有关信息. SAVE 操作把数据库从内存拷贝到名为database file 的文件(or db file forshort). 最简单的存储操作的点击Toolbar > SAVE_DB 或使用: Utilit

16、y Menu > File > Save as Jobname.db Utility Menu > File > Save as SAVE 命令 将数据库恢复到内存，使用RESUME操作。Toolbar > RESUME_DB 或使用: Utility Menu > File > Resume Jobname.db Utility Menu > File > Resume from RESUME 命令  18、清除数据库: 清除数据库允许对数据库清零，并重新开始。相当于退出ANSYS。 Utility Menu > File

17、 > Clear & Start New 或使用/CLEAR 命令。19、退出ANSYS: 三种退出ANSYS的途径: Toolbar > QUIT Utility Menu > File > Exit 在输入窗口使用/EXIT 命令 20、ANSYS分析步骤可在主菜单中明确体现：、创建有限元模型：     创建或者读入几何模型     定义材料属性     划分单元（节点及单元） 、施加约束、载荷进行求解   &

18、#160; 施加约束、载荷及载荷选项     求解 、查看结果    查看分析结果    检验结果ANSYS如何完成电磁场分析计算ANSYS 以Maxwell 方程组作为电磁场分析的出发点。有限元方法计算的未知量（自由度）主要是磁位或通量，其他关心的物理量可以由这些自由度导出。根据用户所选择的单元类型和单元选项的不同，ANSYS计算的自由度可以是标量磁位、矢量磁位或边界通量。 静态、谐波、瞬态磁场分析 ·2-D 静态磁场分析，分析直流电(DC)或永磁体所产生的磁场，用矢量位方程。 ·2-D 谐波磁场分析，分析低频交流电流(AC)或交流电压所产生的磁场，用矢量位方程 ·2-D 瞬态磁场分析，分析随时间任意变化的电流或外场所产生的磁场，包含永磁体的效应，用矢量位方程。参见本书“二维瞬态磁场分析”·3-D 静态磁场分析，分析直流电或永磁体所产生的磁场，用标量位方法。 ·3-D 静态磁场分析，分析直流电或永磁体所产生的磁场，用棱边单元法。