第1章 ANSYS概述OK

1、 ANSYS可以安装于多种操作系统(co zu x tn)平台，例如Windows Me、Windows NT4.0(推荐使用Service Pack5.0)、Windows 2000(推荐使用Service Pack3.0)、Windows XP等操作系统(co zu x tn)。ANSYS的基本硬件环境内存512M500MB的可用硬盘空间虚拟内存能够支持1024768（色深16位）分辨率的显示器和显卡光盘驱动器鼠标1.1 ANSYS的运行(ynxng)环境要求 ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型CAE通用有限元分析软件，可广泛用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械

2、制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等一般工业及科学研究。共三十页1.2 ANSYS的发展(fzhn)历史起步(qb)：1970年,在美国宾夕法尼亚洲的匹兹堡建立ANSYS公司；发展：最近版ANSYS5.7、6.1、7.0、8.0、8.2、9.0、10.0； ANSYS软件必须通过7000道标准考题测试才发行，ANSYS公司于1995年在设计分析类软件中第一个通过了ISO9001的质量体系认证。 ANSYS公司1996年在北京开设了第一个驻华办事机构，目前在上海、成都、广州也有办事处 典型集团用户：铁路机车车辆工业总公司。在机车提速研制中，

3、ANSYS起了重要的作用1.3 ANSYS软件的组成及特点ANSYS软件的组成ANSYS软件主要包括3个部分：前处理模块、分析计算模块和后处理模块。前处理模块 它为用户提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型，软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。共三十页实体(sht)建模 参数化建模 ； 体素库及布尔运算； 拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、导角等。多种自动网格划分工具 自由/映射网格划分工具、智能网格划分、自适用网格划分； 复杂几何体Sweep映射网格生成； 拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、导角等。 边界层网格划分在几何模型或FE模型上加载： 点载荷

4、分布载荷 体载荷 函数载荷可扩展的标准梁截面形状库（2）分析计算模块 包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析、高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析的能力。共三十页（3）后处理模块 可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出ANSYS软件的特点（1）建模能力强 能自由灵活的建立实体模型、定义材料(cilio)特性、各种载荷、边界条件、建立约束方程；能根据问题的特殊

5、要求划分网格；具有子结构、子模型等高级功能。几何建模 自底向上：点线面体 自顶向下：几何体素（二维：矩形、圆、圆环、扇形、扇环、正多边形；三维：六面体、圆柱、环柱、扇柱、扇环柱、正棱柱、实/空心球、尖锥、台锥.）通过多种布尔运算（加、减、交、粘、叠、分、离）、拷贝、映射、旋转、拖拉等数十种操作来形成所需的实体。几何模型转换 专用接口传递： UG 、Pro/Engineer(PTC)、Parasolid、Solidwork、AutoCAD. 几何图形标准传递： SAT、STEP、IGES共三十页网格划分 自由网格划分 映射网格划分：划分方式可以对任意多边形、任意多面体进行 复杂几何体自由拖拉生成

6、规整网格 局部细化功能 强大的线单元功能 自适用网格划分 P单元：用于结构和电磁分析 层网格划分：用于流体边界层和电磁集肤效应边界求解能力强 具有(jyu)多种方程求解器，能求解各种大型矩阵，精度高。求解器包括：波前求解器（FRONTAL）、预条件共轭梯度（PCG）求解器、雅可比共轭梯度（JCG）求解器、不完全乔列斯基共轭梯度（ICCG）求解器，以及其它一些特殊的求解器。后处理能力强 可获得任何节点、单元的数据。具有列表输出、图形显示、动画模拟等多种结果处理方式，具有时间历程分析功能，可叠加不同载荷工况以及进行各种数学计算功能。开放性好 允许用户在ANSYS系统上进行二次开发和扩展新的用户功能

7、。包括在共三十页用户程序中调用ANSYS系统、开发新的用户单元、在ANSYS系统中调用用户子程序、建立用户蠕变准则等等。对用户开放 用户可选余地大：功能、规模、平台 用户子程序功能：用C语言、FORTRAN语言自定义单元、材料、算法或操作命令； 方便的开发环境：用户可借助APDL进行二次开发对其它软件开放 支持通用图形标准：IGES、SAT、STEP、 直接几何接口：即ANSYS可以(ky)直接调入Pro/E、UG、SAT(ACIS)、Parasolid、Solidwork、AutoCAD.等几何模型。1.2 ANSYS的分析(fnx)功能共三十页说明：这些要求是ANSYS进行有限元分析的绝对

8、最低要求。求解大型有限元为难题对于(duy)内存的需求和处理器速度的需求是没有止境的。因此，尽量选用配置更高、速度更快的机器是必要的。为了获得较好的视觉效果，建议使用17英寸的显示器。1.2 ANSYS的安装(nzhung) ANSYS5.710.0不同版本的安装是一样的。在安装之前需要做好如下两项工作：TCP/IP网络协议已经配置：ANSYS的许可证服务器(License Server)需要已经配置好的TCP/IP网络协议。此外用户还必须有管理员权限。关于TCP/IP的配置请参考相关书籍，下文的叙述假定TCP/IP已经正确配置License文件已经具备：License文件原则上由软件商提供。

9、当用户没有正确的License文件时，可以利用ANSYS软件提供的相关执行文件查询相关数据，来修改不正确的License文件，进而生成正确的Licese.dat文件。共三十页1.2.1 License.dat文件(wnjin)的生成在ANSYS软件中Crack目录下，提供了下面(xi mian)3个重要的文件：ANSYS.DATANSYS.EXEKEYGEN.BATLicense胎本文件（文本文件）将License胎本文件转换成正式License.DAT文件的执行文件。将License胎本文件转换成正式License.DAT文件的批处理文件。它的内容是： ansys.exe -i ansys.

10、dat -o license.datLicense.DAT共三十页（1）修改ANSYS.DAT文件ANSYS.DAT是一个文本文件，具体结构(jigu)如下：SERVER HOSTNAME FLEXID PortNumberDAEMON ansyslmd C:Program FilesAnsys IncShared FilesLicensingintelansyslmd.exeINCREMENT INCREMENT 说明:第一行：HOSTNAME(主机名)、FLEXID(许可证文件识别号)可通过运行ANSYS软件目录中WinHostID.exe文件直接获得，运行界面如下图所示。PortNumb

11、er(许可证服务器端口号(kuho)，默认为1055。第二行：指出ansyslmd.exe文件的路径共三十页（2）分别复制对应结果替换ANSYS.DAT中第一行HOSTNAME和FLEXID位置上原有的数据。（3）缺省默认路径安装即：C：Program Files时，第二行则不需要做任何修改，否则需要将 盘符：一级子目录替换成安装目录，例如C:ansys80。建议使用(shyng)默认路径安装，避免不必要的麻烦。（4）运行KEYGEN.BAT，则生成新的License.dat共三十页 下面介绍Windows 2000系统下ANSYS的安装。在启动安装程序前，最好先关闭其他的Windows应用程

12、序。（1）双击ANSYS安装程序（setup.exe）。安装程序启动后，显示欢迎界面和向导安装进程；（2）安装向导完成以后，会出现一个询问TCP/IP协议配置的对话框。如果TCP/IP已经正确配置，单击【是】按钮。弹出显示安装ANSYS所需的操作系统和硬件要求对话框，单击NEXT按钮，弹出ANSYS安装类型（ANSYS Installation Type)对话框；（3）选择ANSYS products and license server（ANSYS产品和许可证服务器）单选项，单击NEXT按钮，弹出ANSYS Installation Options（安装选项）对话框；（4）用户(yngh)可

13、选择 Typical installation（典型安装）或者Custom installation（自定义安装）。这里选择典型安装，单击Next按钮，1.2.2 安装(nzhung)ANSYS软件共三十页弹出Choose Destination Location（选择安装目录）对话框；（5）选择ANSYS的安装目录。一般采用默认的安装目录，也可以通过单击Browse按钮来指定安装位置，但是许可证部分（license）仍然要被安装在其默认的位置。确定后单击NEXT按钮，打开Select Program Folder（选择程序组）对话框，采用默认的程序组名或给定新名之后，单击NEXT按钮，打开S

14、tart Copying Files（开始拷贝文件(wnjin)）对话框；（6）此时要求用户确认ANSYS的安装选项设置。如果要更改，可单击BACK按钮，返回到设定有误的步骤重新设定。如果确定安装设置正确无误，则单击NEXT按钮，将会弹出一个询问对话框，询问是否有许可证文件。（7）如果有许可证文件，单击【是】按钮；如果没有许可证文件，单击【否】按钮退出许可证的安装，此时可以继续其它安装过程，而在安装完成后，可用ANSLIC_ADMIN.EXE文件安装许可证文件。一般情况下单击【是】按钮，开始拷贝，进度条显示文件复制速度；共三十页（8）如果(rgu)在第7步中单击了【否】按钮，则可以跳过本步及以

15、后的步骤；如果(rgu)在第7步中单击了【是】按钮，则在ANSYS安装文件复制完后，会弹出一个ANSYS FLEXlm License file（许可证文件）对话框；（9）选择Browse for the location of an existing license file（指定许可证文件位置）选项，然后单击NEXT按钮，打开Select the license file（选择许可证文件）对话框，在该对话框中找到许可证文件后单击【打开】按钮后，弹出警告对话框；（10）不要理会弹出的警告对话框，单击【确定】按钮后，又会跳到第9步打开Select the license file（选择许可证文

16、件）对话框，此时单击【取消】按钮；（11）在Setup Complete（安装完成）对话框，单击【Finish】按钮，完成ANSYS的安装，然后重新启动计算机。共三十页1.3 ANSYS许可证服务器的启动(qdng) ANSYS安装完成后，需要继续完成两项工作：（1）指定许可证服务器；（2）启动(qdng)许可证服务器，ANSYS才能正常启动(qdng)。1.3.1 指定许可证服务器 指定许可证服务器才能使ANSYS找到许可证文件所在的位置。用ANSYS安装程序组的许可证管理工具指定许可证服务器。（1）选择【开始】|【程序】|ANSYS FLEXlm license manager| ANSL

17、IC_ADMIN Utility命令。启动ANSLIC_ADMIN（许可证管理）对话框，选择Licensing Configuration单选项后，单击【OK】按钮，出现如图所示Licensing Configuration（许可证配置）对话框；（2）选取Specify the license Server（指定许可证服务器）选项，然后单击【OK】按钮，出现如图所示的List Server共三十页Speccificatin许可证服务器列表(li bio)）对话框。单击【Add Server Specification】按钮，弹出Add License Server（添加许可证服务器）对话框，如

18、图所示(3)在Port Number(端口号)文本框输入(shr)对应的许可证服务器的端口共三十页（默认为1055），在Hostname 1（主机名）文本框中输入对应的许可证服务器的主机名（根据本章所介绍的安装模式(msh)，许可证服务器安装在本地，在此文本框中输入读者的机器名即可。如果不知道具体的设置，可以参看许可证文件的第一行。1.3.2 ANSYS许可证服务器的启动(qdng) ANSYS只有在许可证服务器启动的情况下才能运行，许可证服务器默认情况下是作为Windows的系统服务在开机时自动运行。许可证服务器的启动有两种途径：方法1：利用ANSYS自带的许可证管理工具（1）选择【开始】|

19、【程序】| ANSYS FLEXlm License Manger| FLEMlm LMTOOLS Utility命令。在打开的对话框中（如图所示），选中Server List（服务列表框）中Configuration Using Services单选项，这项选中后列表框左上方提示：Services allow FLEXLM Servers to run in the background，意思是该选项允许许可证服务器在后台运行，点击Start/Stop/Reread（启动/停止/重读）选项卡；共三十页（2）弹出如下图所示的对话框，在列表框中选择(xunz)ANSYS FLEXlm licen

20、se manager，然后单击【Start Server】按钮，如果对话框状态栏显示“Server Start Successful”，则启动ANSYS许可证服务器共三十页成功。否则(fuz)先单击【Stop Server】，然后再单击【Start Server】按钮即可。共三十页1.4 ANSYS运行(ynxng)环境的配置 运行环境的配置主要是设定求解器类型，工作目录和初始工作文件名。从【开始】|【程序】|ANSYS组名|Configure ANSYS Products进入。(1)仿真环境：即求解器类型。默认为ANSYS/Multiphysics，本书将选择ANSYS/Mechanical

21、。ANSYS包括如下几种产品：ANSYS/Mechanical：该产品能够进行所有(suyu)的结构和热力学分析，但是不能进行电磁学、CFD FLORTRAN和显示动力学分析。ANSYS/Multiphysics：该产品是应用于各个工程领域中的一个强大的多用途有限元程序。它能够进行结构、热力学、电磁学和流体动力学分析，但是不能进行显示动力学分析。ANSYS/Structural：该产品能够进行各种结构分析，但是不能进行热力学、电磁学、流体动力学和显示动力学分析。此外，ANSYS还包括一系列其它能够进行特殊情况分析的产品，可 共三十页查阅ANSYS在线手册。（2）Workiong directo

22、ry（工作(gngzu)目录）：ANSYS所有运行生成的文件都会写在该目录下。（3）Job Name(工作文件名）：1.5 ANSYS的启动(qdng) ANSYS启动后，出现如图所示的ANSYS主操作窗口和隐藏的信息输出窗口。隐藏的信息输出窗口用来以文本格式显示软件对已输入命令或已使用功能的响应信息，通常在主窗口的后面，可以随时提到前面来访问该窗口，另外在计算过程中还可以利用该窗口强制中断或强制退出程序。共三十页 共三十页1.6 ANSYS基本(jbn)构架 ANSYS软件分为两层，一层是起始层（Begin level）,二是处理层（Processor Level）。当输入操作命令时，通过起

23、始层过滤和分流，进入到处理层中不同的程序求解器（或称为求解模块）。 软件的处理层主要包括三个模块：前处理模块、求解模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以(ky)方便地构造有限元模型；求解模块包括结构线性分析、结构非线性分析、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场耦合分析，具有灵敏度分析、结构随机有限元分析及优化分析能力；后处理模块可将计算分析结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到内部结构）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100多种单元类型，用

24、来模拟工程中的各种结构和材料。 启动ANSYS后，从开始平台（主菜单）可以进入各种模块：PREP7（通用前处理模块），SOLUTION（求解模块），POST（通用后处理模块），POST26（时间历程后处理模块）。用户的指令可以通过鼠标点击菜单选取执行，也可以在命令输入窗口通过键盘输入。命令一经执行，改命令就会在.log文件中列出。共三十页1.7 ANSYS界面(jimin)介绍状态栏ANSYS主菜单(ci dn)ANSYS工具栏标准工具栏ANSYS实用菜单ANSYS命令输入窗口ANSYS图标按钮共三十页ANSYS实用菜单：包括文件操作、选择、图形控制以及参数设置等命令和选项，在分析过程的任意时

25、刻都可以执行这些命令；ANSYS主菜单：主菜单中包括ANSYS主要的功能，例如(lr)预处理、求解和后处理等，如图所示。ANSYS主菜单(ci dn)主菜单按树形结构分类组织，可以展开、折叠。菜单前面带有“ ”符号的项目，表示该命令将弹出参数设置的对话框或仅仅执行了一条相关的ANSYS命令。菜单命令前面带有“ ”符号的项目，表示在使用该命令的时候，需要进行图形显示区的屏幕鼠标拾取。共三十页Preference (过滤参数设置)：可以设置图形界面的过滤类型使之符合某一种选定的分析类型，这些类型有Structural （结构分析）、Thermal还（热分析）、ANSYS Fluid（流体分析）。如

26、选取Structural ，则ANSYS的主菜单只出现适合结构分析的单元类型和菜单选项等。Preprocessor（预处理）：对应ANSYS命令：/PREP7，进入预处理器。建立模型、网格划分以及施加载荷均在预处理中完成。Solution（求解）：对应ANSYS命令：/SOLU。在求解器菜单中可以设定求解类型（Analysis type）选项、载荷（Loads）、载荷步（load step）以及具体执行求解命令。General Postproc（通用后处理）:对应ANSYS命令：/POST 1，进入通用后处理器。可以以不同形式（比喻云图、数据表）查看整个模型或选定的部分模型，在某一时间（或频率

27、）上针对特定(tdng)载荷组合时的结果数据。共三十页1.8 ANSYS输出(shch)文件 ANSYS广泛采用文件来存储和恢复数据，这些文件被命名为filename.ext，这里的文件名为默认的作业名，ext表示文件的内容。默认的作业名是在进入ANSYS软件时设定的，也可以在进入ANSYS后指定（在命令输入窗口中输入/FILENAME命令或实用菜单中选择File|Change Jobname命令）1.8.1 ANSYS数据库ANSYS运行时在内存中维护着一个数据库，这个数据库包括模型数据、有限元网格数据、载荷数据、结果(ji gu)数据等所有的ANSYS支持的对象的数据信息。在任意的处理器中，ANSYS使用和维护着同样一个数据库，用户所作的一切工作，其结果(ji gu)都会被存入数据库中。因为这个数据库包括了所有的输入数据，因此有必要经常保存以备出错时恢复。由于保存与恢复数据时，作业名并不改变，建议如下操作：共三十页（1）针对每一个问题设置不同的作业名和工作文件夹；（2）分析求解过程中，每隔一段时间存储一次数据库文件（3）存储数据库文件时从实用菜单中选择File|Save as，换个文件名保存，选择File|Resume from命令可从当前备份的某个数据库文件恢复。清除内存中ANSYS正在使用的数据库，从