ANSYS基本应用简介（26清楚明了）

研究究内内容容一ANSYS软件件简简介介三小小结结二ANSYS基本本应应用用ANSYS软件简介ANSYS软件是融结构构、流体、电电场、磁场、、声场分析于于一体的大型型通用有限元元分析软件。。由世界上最最大的有限元元分析软件公公司之一的美美国ANSYS开发。该软件件采用APDL参数化设计语语言，能和AutoCAD,PRO/E,I-DEAS，SolidWorks,UG等多种CAD软件接口，实实现数据的共共享和交换，，是现代产产品设计中的的高级CAD工具之一。有限元分析问问题的组成：：对几何模型的的模拟（建立立几何模型））对物理模型的的模拟（建立立材料模型））对工艺过程的的模拟（建立立分析过程））结果的整理和和判断参数的调整ANSYS软件简介二基基本原理理解ANSYS中的有限元分分析基本思想将问题的求解解域划分为一一系列单元，，单元之间仅仅靠节点相连连，单元内部部的待求量可可由单元节点点量通过选定定的函数关系系插值得到。。由于单元形形状简单，易易于利用平衡衡关系和能量量关系建立节节点量的方程程式，将各单单元方程集组组成总体代数数方程组计入入边界条件后后即可对方程程求解。第一，以一一系列有限的的几何上简单单的子域（有有限元）表示示一个几何上上复杂的域第二，对每一一个子域运用用基本的概念念来推导近似似因数。基本特点ANSYS软件提供的分分析类型如下下：结构静力分析析结构动力学分分析结构非线性分分析动力学分析热分析电磁场分析流体动力学分分析声场分析压电分析ANSYS软件简介分析类型ANSYS软件简介ANSYS程序功能强大大，它友好的的图形用户界界面及优秀的的程序结构使使其更加方便便使用，图形形用户界面(GUI)由应用用菜单单、输输入、、工具具条、、主菜菜单、、图形形、输输出六六部分分组成成，都都有各各自的的窗口口和工工具条条，方方便使使用。。这些些窗口口可进进行移移动或或隐去去等操操作。。工具条图形窗口输入窗口主菜单应用菜单ANSYS软件简简介软件常常用模模块组组成：：前处理理模块块实体建建模网络划划分分析计计算模模块加载和和求解解后处理理模块块通用后后处理理模块块(POST1）时间历历程后后处理理模块块（POST26）优化模模块ANSYS软件简简介单元选选择材料定定义几何建建模网格划划分模型局局部调调整施加荷荷载通用前前处理理模块块ANSYS软件简简介建立模模型几何方方式建建模在ANSYS中按照照点、、线、、面、、体等等几何何组件件建立立分析析对象象的几几何模模型建模完完成后后再赋赋予相相应的的物理理属性性准备备网格格划分分通用前前处理理模块块ANSYS软件简简介网格划划分ANSYS主要提提供了了三种种网格格划分分方式式自由网网格划划分（（Free）映射网网格划划分（（Mapped）扫略网网格划划分（（Sweep）通用前前处理理模块块ANSYS软件简简介施加荷荷载ANSYS结构分分析里里面的的荷载载主要要有以以下一一些：位移集中力力（弯弯矩））分布力力加速度度激励谱谱（位位移、、速度度、加加速度度）温度通用前前处理理模块块ANSYS软件简简介分析问问题的的类型型设定分析析参数添加荷载载条件建立荷载载工况求解求解模块块ANSYS软件简介介分析问题题的类型型求解模块块ANSYS软件简介介单元生死死用户可以以通过杀杀死或激激活单元元来模拟拟材料的的消去或或添加一种特殊殊的状态态非线性性，模拟拟一些分分析模型型变化带带来的非非线性杀死：单单元刚度度趋于零零，单元元荷载、、压力和和热应变变等为零零激活：单单元刚度度恢复求解模块块ANSYS软件简介介结果的文文字输出出（ResultList）结果的云云图输出出（ResultContour）结果的矢矢量输出出（ResultVector）结果的路路径输出出（ResultMapping）ElementTable的提取LoadCase及其组合通用后处理理模块ANSYS可模拟采矿矿中的一系系列问题采场矿压规规律的有限限元分析开采后地表表的沉陷露天矿边坡坡的稳定性性开采引起地地表移动规规律的有限元分析析巷道问题的的有限元分分析巷道顶板的的稳定性巷道开挖对对围岩的扰扰动多场耦合问问题温度场与固固体应力场场的耦合作作用岩体与液体体的耦合作作用温度场、固固体和液体体三相耦合合作用采场风流的的有限元分分析煤层注水问问题的有限限元分析应用ANSYS软件简介实例一——隧道开挖挖图1模型边界图图二ANSYS的基本应用用图1为在地面有有建筑荷载载作用下的的隧道开挖挖剖面图。。由于建筑筑荷载已经经存在，所所以首先计计算在自重重作用下的的沉降值，，其次进行行外荷载的施施加，计算算出所有外外荷作用下下的沉降值值，再将隧隧洞范围内内的单元设设为死单元元再进行一一次计算，，得出总的的沉降值，，由此总沉沉降值减去去自重作用用下的沉降降值即为所所求的沉降降值。计算模型的的选择：（1）计算模型型边界的确确定本模型中隧隧洞以上由由工程限制制为拱顶至至地面，其其余三方向向均取以隧隧洞底板中中心向外延延伸50m。图2荷载和边界界约束图（2）模型的选选择根据工程情情况，将其其视为连续续体进行考考虑，考虑虑荷载对隧隧洞的影响响仅在一定定范围内，，故对隧洞洞左方、右右方、下方方进行约束束，左右限限制其X方向的位移移，下方限限制其Y方向的位移移，其边界界约束如图图2。（3）单元类型型的选择分析中采用用PLANE42单元。PLANE42单元可以用用于平面应应变，也可可以用于平平面应力分分析。此单单元在每一一个节点上上有两个自自由度。即即沿着坐标标X轴和Y轴方向的自自由度。单单元中包含含了塑性、、蠕变、应应力刚度、、大变形和和大应变分分析。其它它区域为非非细化区，，单元边长长取为2。实例一——隧道开挖二ANSYS的基本应用表1隧道开挖区域域及围岩材料料参数实例－隧道开开挖（4）材料类型的的确定根据岩石参数数及相关分析析，材料选择择情况为：在在各向同性线线弹性材料中中输入弹性模模量和泊松比比两个参数，，在非线性材材料中的D-P材料中输入粘粘聚力和磨擦擦角这两个参参数，再在密密度栏中输入入密度值。（5）单元的划分分分析采用四边边形四节点等等参单元。考考虑到单元划划分的疏密、、大小和形状状影响计算精精度，在实际际分析中在所所关注的区域域单元划分更更密，而其它它区域划分得得稀疏一些。。本分析中将将隧洞建筑荷荷载直接作用用范围内作为为细化区域，，单元边长取取为1；而其其它区区域为为非细细化区区，单单元边边长取取为2。材料名称弹性模量/GPA泊松比粘聚力/MPa内摩擦角/°

密度kg/m3Ⅰ类单元140.250.302401700Ⅱ类单元140.250.302402000二ANSYS的基本本应用用实例二二－边边坡稳稳定性性分析析边坡截截面形形式如如图所所示，，图中中所有有长度度单位位为米米，模模型为为公路路附近近边坡坡的整整体形形式。。D区域为为高速速公路路的路路面宽宽度，，C为支护护结构构的钢钢筋混混凝土土挡土土墙，，挡土土墙的的支护护厚度度为1米，采采用混混凝土土强度度等级级为C30。A部分区区域岩岩层为为Ⅰ类岩层层，E部分及及B部分D部分为为Ⅱ类岩层层。材料名称弹性模量GPA泊松比密度kg/m3Ⅰ类围岩10.41700Ⅱ类围岩20.352000C30混凝土300.22500表2岩层层及及混混凝凝土土属属性性二ANSYS的基基本本应应用用图3高速速公公路路边边坡坡截截面面形形式式及及岩岩层层分分布布实例例二二－－边边坡坡稳稳定定性性分分析析二ANSYS的基基本本应应用用公路路边边坡坡的修建建过过程程的仿仿真真模模拟拟包包括括加加载载与与初初始始地地应应力力模模拟拟、、上上台台边边坡坡开开挖挖求求解解和和路路基基开开挖挖与与挡挡墙墙支支护护求求解解分分析析等等步步骤骤。。本本例例采采用用弹塑塑性性力力学学中中的的平平面面应应变变理理论论以以及及ANSYS分析析中中的的单单元元生生死死功功能能对对高高速速公公路路边边坡坡的的修修建建过过程程中中的的第第一一步步，，加加载载与与初初始始地地应应力力进进行行模模拟拟分分析析。。边坡坡可可分分为为稳稳定定边边坡坡、、可可能能失失稳稳边边坡坡和和失失稳稳边边坡坡。。通通常常又又将将可可能能失失稳稳边边坡坡和和失失稳稳边边坡坡统统称称为为病病害害边边坡坡。。病病害害边边坡坡的的发发展展受受诸诸多多因因素素的的影影响响。。一一般般而而言言，，岩岩质质边边坡坡的的病病害害发发展展受受坡坡体体主主导导结结构构面面的的控控制制，，其其破破坏坏形形式式多多呈呈平平面面破破坏坏、、楔楔体体破破坏坏和和倾倾倒倒破破坏坏，，对对于于土土坡坡或或破破碎碎岩岩体体边边坡坡，，其其破破坏坏形形式式多多呈呈圆圆弧弧破破坏坏。。对对于于工工程程边边坡坡，，工工程程开开挖挖破破坏坏了了自自然然边边坡坡的的原原有有平平衡衡，，致致使使边边坡坡病病害害进进一一步步加加剧剧，，存存在在由由可可能能失失稳稳边边坡坡发发展展为为失失稳稳边边坡坡的的趋趋势势，，因因此此，，工工程程开开挖挖成成为为边边坡坡发发展展的的重重要要影影响响因因素素。。边边坡坡的的防防护护对对于于边边坡坡的的稳稳定定、、安安全全使使用用、、美美化化道道路路、、保保护护环环境境、、水水土土保保持持以以及及保保证证运运营营经经济济效效益益和和社社会会影影响响等等起起着着重重要要作作用用。。由由于于边边坡坡防防护护工工程程与与地地质质条条件件密密切切相相关关，，因因此此很很难难通通过过手手工工计计算算来来验验证证防防护护措措施施是是否否能能够够起起到到稳稳定定边边坡坡的的作作用用。。但但是是，，随随着着计计算算机机模模拟拟数数值值计计算算技技术术的的发发展展，，可可采采用用有有限限元元数数值值模模拟拟方方法法对对边边坡坡防防护护设设计计进进行行验验算算。。实例二－边坡坡稳定性分析析过程分析二ANSYS的基本应用用ANSYS使用经验总总结紧密结合自自身专业知知识复习有限元元的理论知知识，加深深对有限元元单元法及及其基本概概念的理解解结果分析需需要用到《材料力学》、《弹塑性力学学》等方面的知知识进行理理论上的判判断；熟悉悉《计算方法》、《数值分析》等，对具体体的问题选选择相应计计算方法做做出正确判判断并且对对计算过程程进行适当当控制实际的工程程问题分析析需要较高高的有限元元建模能力力，掌握好好的建模思思想和技巧巧，会使后后继分析工工作变得相相对简单三小小结ANSYS使用经验总总结审问之慎慎思之讨论交流是是学习的最最好方式。。在使用用ANSYS处理理问问题题时时，，可可能能会会遇遇到到大大量量ERROR提示示。。其其中中许许多多ERROR经过过自自己己的的思思考考是是能能够够解解决决的的简简单单的的问问题题。。遇到到问问题题要要有有耐耐心心，，调调整整好好心心态态，，坦坦然然面面对对，，并