ansys土木工程应用课件

土木工程通用软件应用土木工程通用软件应用第一章ANSYS通用有限元软件简介在这一章，我们将在介绍有限单元分析同时给出ANSYS功能的概述。标题:A：什么是有限元分析？

B：关于ANSYSC：关于ANSYS公司第一章ANSYS通用有限元软件简介在这一章，我们将在介绍有有限元分析与ANSYS

A.什么是有限元分析?有限元分析是一种模拟设计荷载条件，并且确定在荷载条件下的设计响应的方法。它是用被称之为“单元”的离散的块体来模拟设计。每一个单元都有确定的方程来描述在一定荷载下的响应。模型中所有单元响应的“和”给出了设计的总体响应。单元中未知量的个数是有限的，因此称为“有限单元”。HistoricalNoteThefiniteelementmethodofstructuralanalysiswascreatedbyacademicandindustrialresearchersduringthe1950sand1960s.Theunderlyingtheoryisover100yearsold,andwasthebasisforpen-and-papercalculationsintheevaluationofsuspensionbridgesandsteamboilers.有限元分析与ANSYS

A.什么是有限元分析?有限元分析是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。所以问题是：怎样才能达到最好的“近似”？实际系统有限元模型然而，对该问题还没有一个容易的解决方案。这完全依赖于你所模拟的对象和模拟所采用的方式。有限元分析与ANSYS

A.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，只能近似具有无限未知量的有限元分析与ANSYS

A.什么是有限元分析?为什么需要有限元分析？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。模拟不适合在原型上试验的设计。例如：器官移植，比如人造膝盖。概要:节省费用节省时间…

缩短产品开发时间!创造出更可靠、高品质的设计有限元分析与ANSYS

A.什么是有限元分析?为什么需要有有限元分析与ANSYS

B.关于

ANSYSANSYS是一个完整的FEA软件包，它适合世界范围各个工程领域的工程师们使用:

结构分析热分析流体分析，包括CFD（计算流体动力学）电/静电场分析电磁场分析ANSYS在部分工业领域中的应用如下：航空航天汽车工业生物医学桥梁、建筑电子产品重型机械微机电系统运动器械有限元分析与ANSYS

B.关于ANSYSANSYS有限元分析与ANSYS

B.关于

ANSYSANSYS/Multiphysics是ANSYS产品的“旗舰”，它包括所有工程学科的所有性能ANSYS/Multiphysics有三个主要的组成产品ANSYS/Mechanical-ANSYS/机械-结构及热ANSYS/Emag-ANSYS电磁学ANSYS/FLOTRAN-ANSYS计算流体动力学其它产品:ANSYS/LS-DYNA-高度非线性结构问题DesignSpace–CAD环境下，适合快速分析容易使用的设计和分析工具ANSYS/ProFEA–Pro/ENGINEER的ANSYS分析接口。有限元分析与ANSYS

B.关于ANSYSANSYS有限元分析与ANSYS

B.关于

ANSYSANSYS/StructuralANSYS/ProfessionalANSYS/ProFEADesignSpaceANSYS/EDANSYS/UniversityANSYS/PrepPostANSYS/

MultiphysicsANSYS/FLOTRANANSYS/EmagANSYS/LS-DYNAANSYS/Mechanical有限元分析与ANSYS

B.关于ANSYSANSYS超弹密封有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

结构分析结构分析用于确定变形、应变、应力及反力。

静力分析用于静态荷载.可以考虑结构的线性及非线性行为，例如：大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等.超弹密封有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

结构有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

结构分析动力分析包括质量和阻尼效应。模态分析，用于计算固有频率和振型。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。其它结构功能谱分析随机振动特征值屈曲子区模型有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

结构分析动力有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

结构分析用ANSYS/LS-DYNA进行显示动力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。有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

结构分析用A有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

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。稳态分析忽略时间效应瞬态分析确定以时间为函数的温度值等。可模拟相变（熔化及凝固）有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

热分析热分析有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

电磁分析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模拟由直流电源，低频交流电或低频瞬时信号引起的磁场。例如：螺线管制动器、电动机、变压器磁场分析中考虑的物理量是：磁通量密度、磁场密度、磁力和磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄漏等。有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

电磁分析电磁有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

电磁分析高频电磁场分析模拟电磁波的传播装置例如：微波及RF无源组件、波导、同轴连接器。电磁场分析中考虑的物理量是：S-参数、Q-因子、反射波损耗、电介质及传导损耗同轴电缆中的电场(EFSUM)有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

电磁分析高频有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

电磁分析静电学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（MEMS），传输线。典型的物理量是：电场强度和电容。电流传导计算在一定电压下的导体的电流电路耦合电磁装置与电路的耦合有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

电磁分析静电有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

流体分析计算流体动力学(CFD)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。典型的物理量是：速度，压力，温度，对流换热系数。有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

流体分析计算有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

流体分析声学分析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，声纳典型的物理量是：压力分布、位移和自振频率。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水压力。例如：油罐，其它液体容器热和质量的传输在两点之间质量传输（如在一个管子中）产生的热量计算由一个一维单元完成有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

流体分析声学有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

耦合场分析双金属片受热变形耦合场分析考虑两个或多个物理场之间的相互作用。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。例如：热-应力分析压电分析（电场和结构）声学分析（流体和结构）热-电分析感应加热（磁场和热）静电-结构分析有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

耦合场分析双有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

土木工程中的应用ANSYS在建筑工程中的应用

高层设计复杂建筑设计张拉膜结构设计塔楼设计砌体房屋结构维护建筑物基础设计建筑物内热舒适环境优化设计与火灾热影响分析有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

土木工程中的应用有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

土木工程中的应用ANSYS在桥梁工程中的应用

全桥仿真分析桥梁局部分析车桥风载耦合分析桥梁施工过程模拟有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

土木工程中的应用ANSYS在水工中的应用

大坝设计蜗壳设计海洋平台设计渡槽设计及施工孔闸工程加固有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

土木工程中的应用ANSYS在岩土和地下工程中的应用

岩土开挖过程应用隧道设计土体与结构相互作用流体动力学应用有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的CivilFEMANSYS/CivilFEM西班牙公司在ANSYS软件上附加的功能自模块，是基于ANSYS的土木工程专用软件包，用于对土木工程领域的各种结构进行数值模拟、验算设计。集成了多个国外规范和中国规范，包括《混凝土结构设计规范GB50010-2002》、《建筑抗震设计规范GB50011-2001》、《钢结构设计规范GB50017-2003》在ANSYS的基础上，CivilFEM为土木工程界提供了专用的前后处理、分析、设计、校验工具。通用功能桥梁－土木非线性模块岩土工程模块预应力混凝土模块大坝模块（即将发布）返回CivilFEM返回通用功能CivilFEM材料接近200种土木材料特性库：混凝土、钢筋、结构钢、土壤、岩石材料库按照规范分类，参数遵循规范用户定义材料时间相关和非线性材料参数岩土材料参数关联库CivilFEM截面热轧型材库：超过4000种的型材截面用户定义热轧型材库自定义钢截面和混凝土截面：典型或一般抓取ANSYS模型定义截面截面编辑梁截面和板壳配筋返回通用功能返回方便的后处理工具直接列表或绘制梁、壳内力（弯矩、轴力、剪力等）梁、壳截面结果分布（应力、应变等）方便地计算和显示实体单元模型的截面内力（弯矩、轴力、剪力等）及应力、应变等智能载荷组合自动计算最不利载荷分布和载荷系数易用、快速，不需要依赖于很多的经验返回方便的后处理工具返回规范验算与设计钢结构规范验算混凝土结构规范验算与设计返回规范验算与设计返回自动验算安全系数、“通过（OK）”和“未通过（NOOK）”单元等返回ElementsNoOkElements

OKElements

notchecked自动验算安全系数、“通过（OK）”和“未通过（NOOK）”地震分析提供了更方便的地震谱分析工具自动按照规范定义地震谱自动按照规范进行模态合并土压力计算定义土层分布以及地下水位自动计算主动土压力或自重土压力土压力可施加于梁、壳或实体返回地震分析返回桥梁－土木非线性模块返回桥梁－土木非线性模块返回岩土工程模块返回岩土工程模块返回预应力混凝土模块返回预应力混凝土模块返回大坝模块ViewfromDownstreamViewfromUpstreamPlanViewViewofDam:UpstreamViewofDam:Upstream返回大坝模块ViewfromDownstreamViewf返回返回有限元分析与ANSYS

C.关于ANSYS公司ANSYS公司.ANSYS产品家族的开发者总部位于Canonsburg,PA-USA（匹兹堡南部）有限元分析与ANSYS

C.关于ANSYS公司ANSYS有限元分析与ANSYS

关于ANSYS公司ANSYS支持销售商(ASDs)ANSYS销售及支持网络全世界超过75家办事处地区级专家咨询及培训有限元分析与ANSYS

关于ANSYS公司ANSYS支持销有限元分析与ANSYS

关于ANSYS公司有限元分析与ANSYS

关于ANSYS公司有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS有两种方式启动

ANSYS:通过交互方式通过命令交互方式通过菜单上的相应按钮启动

ANSYS在Unix系统中,进入

xansys9.0&导出操作平台。在Windows系统中,按

Start>Programs>ANSYS9.0。Unix平台Windows平台有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS有两种方式启动A有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS启动(cont’d)当ANSYS以交互方式启动后，用户图形界面（GUI）将自动显示。交互方式与批处理模式的比较:交互方式允许您与ANSYS面对面的“交流”,检查您的每一步操作批处理方式

以输入命令文件的方式工作，允许您在后台运行

ANSYS。如果不采用交互方式,输入文件的错误将导致批处理终止。例如求解，最好的操作方式是不需要用户干预的。在本学习过程中，我们将主要讲解交互式操作。有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS启动(cont’有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS启动(续)在弹出的

启动对话框中按Interactive按钮:ANSYS产品工作目录

–所有文件将要存贮的目录。图形设置

–

如果您配置了3-D显示卡请您选择3-D。否则,在Unix系统上请您选择X11,在Windows系统上请您选择win32.作业名

–作业名,不超过32个字符,该作业名将作为所有生成文件的前缀。缺省为

file或为上一次定义的作业文件名。内存空间

–缺省值将满足大多数情况有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS启动(续)图形用户界面（GUI）简介ANSYS10.0图形用户界面的八个分区■UtilityMenu—

通用菜单■快捷工具栏■显示隐藏对话框■MainMenu—

主菜单■ToolBar—

工具条■

InputWindow—

输入窗口■GraphicsWindow—

图形窗口■状态栏其中，1、4、6是最常用的。通常，主菜单是需要顺序操作的；而通用菜单则为非顺序操作，即：可以在任意时刻、任意状态下实施其中的某些命令。另有一输出窗口—OutputWindow隐于图形用户界面背后图形用户界面（GUI）简介ANSYS10.0图形用户界面2022/12/1642启动ANSYS后出现以下窗口当显示出如下窗口后，就可以使用ANSYS了.2022/12/1442启动ANSYS后出现以下窗口当显2022/12/1643ANSYSGUI中各窗口的总体功能输入窗口显示提示信息，输入ANSYS命令，所有输入的命令将在此窗口显示。主菜单包含ANSYS的主要功能，分为前处理、求解、后处理等。输出窗口显示软件文本输出。通常在其他窗口后面，需要查看时可提到前面。通用菜单包含例如文件管理、选择、显示控制、参数设置等功能.工具条将常用的命令制成工具条，方便调用.图形显示区显示ANSYS创建或传递到ANSYS的图形.快捷工具栏将常用的命令制成工具条，方便调用.状态栏显示ANSYS的一些当前信息.输出显示软件的文本输出。通常在其他窗口后面，需要查看时可提到前面。2022/12/1443ANSYSGUI中各窗口的总体功能2022/12/1644主菜单交互操作要在主菜单中选择子菜单，将鼠标移到带有“

“符号的项目上，点击鼠标左键，即将其展开。子菜单中出现带“

“符号的项目，表示点击后将弹出一个图形选取对话框；而出现带“

“符号的项目，表示点击后将弹出一输入对话框。2022/12/1444主菜单交互操作要在主菜单中选择子菜单2022/12/1645主菜单交互操作(续)带有“”符号的项目表示将产生图形选取对话框.基本的主菜单交互操作带有“”符号的项目表示将产生子菜单.带“

“符号的项目，表示将产生输入对话框2022/12/1445主菜单交互操作(续)带有“2022/12/1646通用菜单为下拉式结构，由十个菜单组成，可用于直接完成某一程序功能或引出一个对话框，在ANSYS运行的任何时刻均可以访问此菜单。通用菜单交互操作（之一）2022/12/1446通用菜单为下拉式结构，由十个菜单组成有限元分析与ANSYS

BANSYS图形用户界面ANSYS常用模块组成通用前处理模块(Pre7)求解模块(Solu)通用后处理模块(Post1)时程后处理模块(Post26)优化模块(Optim)有限元分析与ANSYS

BANSYS图形用户界面ANSY有限元分析与ANSYS

GUI方式其它

GUI注意事项一些对话框中有

Apply和OK两种按钮。Apply完成对话框的设置,不退出对话框(不关闭)。OK完成对话框的设置,

退出对话框。ANSYS菜单输出窗口是独立的.

注意:在关闭输出窗口时将关闭ANSYS操作！不要局限于用GUI方式，如果您熟悉命令，在输入窗口键入命令会更方便！有限元分析与ANSYS

GUI方式其它GUI注意事项有限元分析与ANSYS

GUI方式演示:启动

ANSYS显示

GUI界面弹出在“激活的坐标系下建立关键点”对话框，演示

OK和Apply的区别显示优选对话框显示输出窗口的内容有限元分析与ANSYS

GUI方式演示:有限元分析与ANSYS

GUI方式在GUI方式中大量使用图形拾取。图形用于建模，加载，显示结果及输入、输出数据。拾取对建模，划分网格，加载等是很有用的在应用菜单中可用

Plot来显示图形及执行命令后的显示。/replotkplotlplotaplotvplotnploteplotgplot有限元分析与ANSYS

GUI方式在GUI方式中大量使用图有限元分析与ANSYS

C图形拾取

PlotCtrls菜单是用来控制图形显示的：绘图方位缩放颜色符号注释动画等

改变观察方位、图形缩放是最常用的功能有限元分析与ANSYS

C图形拾取PlotCtrls菜有限元分析与ANSYS

C图形拾取缺省的视图方位是主视图方向：是从+Z轴观察模型。用动态模式（拖动模式）—拖动模式是一种用

Control键和鼠标键调整观察方向的途径Ctrl+Left(鼠标左键)可以平移模型。Ctrl+Middle(鼠标中键）:缩放模型旋转模型(绕屏幕

Z轴方向)Ctrl+Right（鼠标右键）旋转模型:绕屏幕X轴方向绕屏幕Y轴方向P

ZR

Ctrl有限元分析与ANSYS

C图形拾取缺省的视图方位是主视图方有限元分析与ANSYS

C图形拾取如果您不想按住

Control键,可以用Pan-Zoom-Rotat

对话框中提供的热键。您同样可以用鼠标键来操作。在3-D图形设置中,您同样可以自动控制光源。产生不同角度的光照效果。有限元分析与ANSYS

C图形拾取如果您不想按住Cont有限元分析与ANSYS

C图形拾取

Pan-Zoom-Rotate对话框的其它功能:预先设置的观察方向对模型选定的区域进行缩放对模型进行增量式的平移拖动，缩放以及旋转(根据滚动条上设定的比例)分别绕屏幕的

X,Y,Z轴旋转。缩放模型至适合窗口大小返回模型到默认的取向Front +Zview,from(0,0,1)Back -Zview(0,0,-1)Top +Yview(0,1,0)Bot -Yview(0,-1,0)Right +Xview(1,0,0)Left -Xview(-1,0,0)Iso Isometric(1,1,1)Obliq Oblique(1,2,3)WP WorkingplaneviewZoom BypickingcenterofasquareBoxZoom BypickingtwocornersofaboxWinZoom SameasBoxZoom,butboxisproportionaltowindow.BackUp “Unzoom”topreviouszoom.有限元分析与ANSYS

C图形拾取Pan-Zoom-Ro有限元分析与ANSYS

C图形拾取拾取通过点击图形窗口允许您选择整体或局部模型。一典型的拾取操作可用鼠标或拾取菜单来完成。在菜单中它的标志是一个“+”号.例如,您可以在图形窗口中关键点的位置处拾取，然后按

OK键。有限元分析与ANSYS

C图形拾取拾取有限元分析与ANSYS

C图形拾取两种拾取方式:恢复拾取拾取已经存在的模型元素。允许您在输入窗口键人元素的号码可以用

PickAll热键来拾取所有元素位置拾取查找一点的坐标如关键点或节点。允许您在输入窗口输入坐标。恢复拾取的例子位置拾取的例子有限元分析与ANSYS

C图形拾取两种拾取方式:恢复拾取的有限元分析与ANSYS

C图形拾取鼠标键拾取功能的分配:左键

拾取(或取消)距离鼠标光点最近的图元或坐标。按住此键进行拖拉，可以预览被拾取（或取消）的图元或坐标。中键

相当于拾取图形菜单中的Apply。用中键可以节省时间。对于两键鼠标可以用Shift加鼠标右键代替。右键

在拾取和取消之间切换。拾取应用拾取和取消的切换取消拾取光标显示:有限元分析与ANSYS

C图形拾取鼠标键拾取功能的分配:拾有限元分析与ANSYS

C图形拾取热点的拾取位置:面和体

有一个热点在图形的中心附近。

线

有三个热点

–一个在中间另两个在两端。

为什麽这个很重要:

当您需要拾取图元时，您必须拾取热点。有限元分析与ANSYS

C图形拾取热点的拾取位置:有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助ANSYS提供了基于HTML格式的帮助系统，作为现有帮助系统的补充。您可以获得如下的帮助:ANSYS命令单元类型分析过程特别的

GUI工具诸如

Pan-Zoom-Rotate您也可以进入:指南验证手册

ANSYS的网站有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助ANSYS提供有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助下列几种方式可以进入帮助系统:Launcher>HelpSystemUtilityMenu>Help>HelpTopicsAnydialogbox>Help在输入窗口键入

HELP,name。

Name

是一个命令或一个单元的名称有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助下列几种方式可以有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助按HelpSystem按钮弹出帮助浏览器：导航窗口包括目录,索引,搜索引擎和标签一个文件窗口列出了帮助信息。有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助按HelpS有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助用

Contents键可以浏览感兴趣的内容。用

Index键可以快速查找具体的命令,术语,概念等。用

Search键可以从帮助系统中查找指定的单词或短语。用

Favorites键可以添加需要经常帮助的部分。有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助用Conten有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助ANSYS也提供基于

HTML在线指导。这种指导包括了在ANSYS中求解一系列问题的详细说明。如果想进入指导部分请单击

UtilityMenu>Help>ANSYSTutorials.有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助ANSYS也提有限元分析与ANSYS

E网络资源有限元分析与ANSYS

E网络资源有限元分析与ANSYS

E网络资源有限元分析与ANSYS

E网络资源有限元分析与ANSYS

E网络资源有限元分析与ANSYS

E网络资源有限元分析与ANSYS

E网络资源有限元分析与ANSYS

E网络资源预处理器的主要功能包括单元定义、建模、分网■单元定义用于定义、编辑或删除单元。如果单元需要设置选项，用该方法比用命令方法更直观方便

■实体建模用于创建模型（可以创建实体模型，也可直接创建有限元模型）

ANSYS中有两种基本的实体建模方法：

●

自底向上建模：首先创建关键点，然后把关键点连接成线、面和体。但也可不依顺序创建。如，可出直接连接关键点为面。

●

自顶向下建摸：利用ANSYS提供的几何原型创建模型，这些原型是完全定义好了的面或体。创建原型时，程序自动创建较低级的实体。使用自底向上还是自顶向下的建模方法取决于用户的习惯和问题的复杂程度，通常情况是同时使用两种方式，才能高效建模。预处理器预处理器的主要功能包括单元定义、建模、分网预处理器求解器包含了与求解相关的命令，包括分析选项、加载、载荷步设置、求解控制和求解

■分析类型和分析选项

在此用户需要决定分析类型。ANSYS提供了如下几种类型的分析：静态分析、模态分析、谐分析、瞬态分析、功率谱分析、屈曲分析和子结构分析一旦选定分析类型后，应当设置分析选项■载荷和载荷步选项在ANSYS中，有下列六种载荷：●DOF约束（Constraints）●集中载荷（Forces）●表面载荷（SurfaceLoads）●体载荷（BodyLoads）●惯性载荷（InertiaLoads）●耦合场载荷（Coupled-fieldLoads）■求解求解器求解器包含了与求解相关的命令，包括分析选项、加载、载荷步设置用于查看某载荷步和子步的结果。也就是说，它是在某—时间点或频率点上，对整个模型显示或列表■结果读取用于定义从哪个结果文件中读入数据和读入哪些数据。如果不指定，则从当前分析结果文件中读入所有数据

■结果显示在通用后处理器中，有三种结果显示：图形显示、列表显示和查询显示

■结果计算用于计算选定单元的合力、总的惯性力矩或者对其他一些变量做选定单元的表面积分。可以指定力矩的主轴，如果不指定，则默认的以结果坐标系（RSYS）轴为主轴通用后处理器

用于查看某载荷步和子步的结果。也就是说，它是在某—时间点或频用来观察某点结果随时间或频率的变化，包含图形显示、列表、微积分操作、响应频谱等功能。一个典型的应用是在瞬态分析中绘制结果项与时间的关系，或者在非线性结构分析中画出力与变形的关系■所有的操作都是基于变量的，此时，变量代表了与时间（频率）相对应的结果项数据。■每个变量都被赋予一个参考号，该参考号大于等于2，参考号1赋给了时间（或频率）。■显示、列表或者数学运算都是通过变量参考号进行的

时间历程后处理器

用来观察某点结果随时间或频率的变化，包含图形显示、列表、微积直接生成法建模过程方案规划创建属性列表定义节点及单元直接生成法建模过程方案规划■建立有限元计算模型的实质就是选定被研究对象的某些特定点（节点）作为计算结果的考察点，用某种有限元单元体表征被研究对象的受力与变形。■方案规划就是根据被研究对象的受力与变形特点，确定用哪种有限元单元体来替代实际研究对象，并确定合适的单元数量以保证计算结果具有足够的精准度。方案规划3.2创建属性列表■由于实际工程问题计算模型的建立过程中，可能会涉及多种材料、多种截面尺寸，也可能需要选用多种单元体，为了建模过程中的清楚、方便起见，事先将实际构件与有限元单元类型、材料类别、截面参数之间的对应关系建立一个数据表——属性列表定义节点及单元■建立有限元计算模型的过程就是根据方案规划、对照属性列表生成节点、单元的过程3.2创建属性列表演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！土木工程通用软件应用土木工程通用软件应用第一章ANSYS通用有限元软件简介在这一章，我们将在介绍有限单元分析同时给出ANSYS功能的概述。标题:A：什么是有限元分析？

B：关于ANSYSC：关于ANSYS公司第一章ANSYS通用有限元软件简介在这一章，我们将在介绍有有限元分析与ANSYS

A.什么是有限元分析?有限元分析是一种模拟设计荷载条件，并且确定在荷载条件下的设计响应的方法。它是用被称之为“单元”的离散的块体来模拟设计。每一个单元都有确定的方程来描述在一定荷载下的响应。模型中所有单元响应的“和”给出了设计的总体响应。单元中未知量的个数是有限的，因此称为“有限单元”。HistoricalNoteThefiniteelementmethodofstructuralanalysiswascreatedbyacademicandindustrialresearchersduringthe1950sand1960s.Theunderlyingtheoryisover100yearsold,andwasthebasisforpen-and-papercalculationsintheevaluationofsuspensionbridgesandsteamboilers.有限元分析与ANSYS

A.什么是有限元分析?有限元分析是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。所以问题是：怎样才能达到最好的“近似”？实际系统有限元模型然而，对该问题还没有一个容易的解决方案。这完全依赖于你所模拟的对象和模拟所采用的方式。有限元分析与ANSYS

A.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，只能近似具有无限未知量的有限元分析与ANSYS

A.什么是有限元分析?为什么需要有限元分析？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。模拟不适合在原型上试验的设计。例如：器官移植，比如人造膝盖。概要:节省费用节省时间…

缩短产品开发时间!创造出更可靠、高品质的设计有限元分析与ANSYS

A.什么是有限元分析?为什么需要有有限元分析与ANSYS

B.关于

ANSYSANSYS是一个完整的FEA软件包，它适合世界范围各个工程领域的工程师们使用:

结构分析热分析流体分析，包括CFD（计算流体动力学）电/静电场分析电磁场分析ANSYS在部分工业领域中的应用如下：航空航天汽车工业生物医学桥梁、建筑电子产品重型机械微机电系统运动器械有限元分析与ANSYS

B.关于ANSYSANSYS有限元分析与ANSYS

B.关于

ANSYSANSYS/Multiphysics是ANSYS产品的“旗舰”，它包括所有工程学科的所有性能ANSYS/Multiphysics有三个主要的组成产品ANSYS/Mechanical-ANSYS/机械-结构及热ANSYS/Emag-ANSYS电磁学ANSYS/FLOTRAN-ANSYS计算流体动力学其它产品:ANSYS/LS-DYNA-高度非线性结构问题DesignSpace–CAD环境下，适合快速分析容易使用的设计和分析工具ANSYS/ProFEA–Pro/ENGINEER的ANSYS分析接口。有限元分析与ANSYS

B.关于ANSYSANSYS有限元分析与ANSYS

B.关于

ANSYSANSYS/StructuralANSYS/ProfessionalANSYS/ProFEADesignSpaceANSYS/EDANSYS/UniversityANSYS/PrepPostANSYS/

MultiphysicsANSYS/FLOTRANANSYS/EmagANSYS/LS-DYNAANSYS/Mechanical有限元分析与ANSYS

B.关于ANSYSANSYS超弹密封有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

结构分析结构分析用于确定变形、应变、应力及反力。

静力分析用于静态荷载.可以考虑结构的线性及非线性行为，例如：大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等.超弹密封有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

结构有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

结构分析动力分析包括质量和阻尼效应。模态分析，用于计算固有频率和振型。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。其它结构功能谱分析随机振动特征值屈曲子区模型有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

结构分析动力有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

结构分析用ANSYS/LS-DYNA进行显示动力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。有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

结构分析用A有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

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。稳态分析忽略时间效应瞬态分析确定以时间为函数的温度值等。可模拟相变（熔化及凝固）有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

热分析热分析有限元分析与ANSYS

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电磁分析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模拟由直流电源，低频交流电或低频瞬时信号引起的磁场。例如：螺线管制动器、电动机、变压器磁场分析中考虑的物理量是：磁通量密度、磁场密度、磁力和磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄漏等。有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

电磁分析电磁有限元分析与ANSYS

-关于ANSYS

电磁分析高频电磁场分析模拟电磁波的传播装置例如：微波及RF无源组件、波导、同轴连接器。电磁场分析中考虑的物理量是：S-参数、Q-因子、反射波损耗、电介质及传导损耗同轴电缆中的电场(EFSUM)有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

电磁分析高频有限元分析与ANSYS

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电磁分析静电学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（MEMS），传输线。典型的物理量是：电场强度和电容。电流传导计算在一定电压下的导体的电流电路耦合电磁装置与电路的耦合有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

电磁分析静电有限元分析与ANSYS

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流体分析计算流体动力学(CFD)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。典型的物理量是：速度，压力，温度，对流换热系数。有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

流体分析计算有限元分析与ANSYS

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流体分析声学分析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，声纳典型的物理量是：压力分布、位移和自振频率。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水压力。例如：油罐，其它液体容器热和质量的传输在两点之间质量传输（如在一个管子中）产生的热量计算由一个一维单元完成有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

流体分析声学有限元分析与ANSYS

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耦合场分析双金属片受热变形耦合场分析考虑两个或多个物理场之间的相互作用。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。例如：热-应力分析压电分析（电场和结构）声学分析（流体和结构）热-电分析感应加热（磁场和热）静电-结构分析有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

耦合场分析双有限元分析与ANSYS

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土木工程中的应用ANSYS在建筑工程中的应用

高层设计复杂建筑设计张拉膜结构设计塔楼设计砌体房屋结构维护建筑物基础设计建筑物内热舒适环境优化设计与火灾热影响分析有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的有限元分析与ANSYS

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土木工程中的应用有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的有限元分析与ANSYS

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土木工程中的应用ANSYS在桥梁工程中的应用

全桥仿真分析桥梁局部分析车桥风载耦合分析桥梁施工过程模拟有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的有限元分析与ANSYS

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土木工程中的应用ANSYS在水工中的应用

大坝设计蜗壳设计海洋平台设计渡槽设计及施工孔闸工程加固有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的有限元分析与ANSYS

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土木工程中的应用ANSYS在岩土和地下工程中的应用

岩土开挖过程应用隧道设计土体与结构相互作用流体动力学应用有限元分析与ANSYS-关于ANSYS

土木工程中的CivilFEMANSYS/CivilFEM西班牙公司在ANSYS软件上附加的功能自模块，是基于ANSYS的土木工程专用软件包，用于对土木工程领域的各种结构进行数值模拟、验算设计。集成了多个国外规范和中国规范，包括《混凝土结构设计规范GB50010-2002》、《建筑抗震设计规范GB50011-2001》、《钢结构设计规范GB50017-2003》在ANSYS的基础上，CivilFEM为土木工程界提供了专用的前后处理、分析、设计、校验工具。通用功能桥梁－土木非线性模块岩土工程模块预应力混凝土模块大坝模块（即将发布）返回CivilFEM返回通用功能CivilFEM材料接近200种土木材料特性库：混凝土、钢筋、结构钢、土壤、岩石材料库按照规范分类，参数遵循规范用户定义材料时间相关和非线性材料参数岩土材料参数关联库CivilFEM截面热轧型材库：超过4000种的型材截面用户定义热轧型材库自定义钢截面和混凝土截面：典型或一般抓取ANSYS模型定义截面截面编辑梁截面和板壳配筋返回通用功能返回方便的后处理工具直接列表或绘制梁、壳内力（弯矩、轴力、剪力等）梁、壳截面结果分布（应力、应变等）方便地计算和显示实体单元模型的截面内力（弯矩、轴力、剪力等）及应力、应变等智能载荷组合自动计算最不利载荷分布和载荷系数易用、快速，不需要依赖于很多的经验返回方便的后处理工具返回规范验算与设计钢结构规范验算混凝土结构规范验算与设计返回规范验算与设计返回自动验算安全系数、“通过（OK）”和“未通过（NOOK）”单元等返回ElementsNoOkElements

OKElements

notchecked自动验算安全系数、“通过（OK）”和“未通过（NOOK）”地震分析提供了更方便的地震谱分析工具自动按照规范定义地震谱自动按照规范进行模态合并土压力计算定义土层分布以及地下水位自动计算主动土压力或自重土压力土压力可施加于梁、壳或实体返回地震分析返回桥梁－土木非线性模块返回桥梁－土木非线性模块返回岩土工程模块返回岩土工程模块返回预应力混凝土模块返回预应力混凝土模块返回大坝模块ViewfromDownstreamViewfromUpstreamPlanViewViewofDam:UpstreamViewofDam:Upstream返回大坝模块ViewfromDownstreamViewf返回返回有限元分析与ANSYS

C.关于ANSYS公司ANSYS公司.ANSYS产品家族的开发者总部位于Canonsburg,PA-USA（匹兹堡南部）有限元分析与ANSYS

C.关于ANSYS公司ANSYS有限元分析与ANSYS

关于ANSYS公司ANSYS支持销售商(ASDs)ANSYS销售及支持网络全世界超过75家办事处地区级专家咨询及培训有限元分析与ANSYS

关于ANSYS公司ANSYS支持销有限元分析与ANSYS

关于ANSYS公司有限元分析与ANSYS

关于ANSYS公司有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS有两种方式启动

ANSYS:通过交互方式通过命令交互方式通过菜单上的相应按钮启动

ANSYS在Unix系统中,进入

xansys9.0&导出操作平台。在Windows系统中,按

Start>Programs>ANSYS9.0。Unix平台Windows平台有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS有两种方式启动A有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS启动(cont’d)当ANSYS以交互方式启动后，用户图形界面（GUI）将自动显示。交互方式与批处理模式的比较:交互方式允许您与ANSYS面对面的“交流”,检查您的每一步操作批处理方式

以输入命令文件的方式工作，允许您在后台运行

ANSYS。如果不采用交互方式,输入文件的错误将导致批处理终止。例如求解，最好的操作方式是不需要用户干预的。在本学习过程中，我们将主要讲解交互式操作。有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS启动(cont’有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS启动(续)在弹出的

启动对话框中按Interactive按钮:ANSYS产品工作目录

–所有文件将要存贮的目录。图形设置

–

如果您配置了3-D显示卡请您选择3-D。否则,在Unix系统上请您选择X11,在Windows系统上请您选择win32.作业名

–作业名,不超过32个字符,该作业名将作为所有生成文件的前缀。缺省为

file或为上一次定义的作业文件名。内存空间

–缺省值将满足大多数情况有限元分析与ANSYS

A启动ANSYS启动(续)图形用户界面（GUI）简介ANSYS10.0图形用户界面的八个分区■UtilityMenu—

通用菜单■快捷工具栏■显示隐藏对话框■MainMenu—

主菜单■ToolBar—

工具条■

InputWindow—

输入窗口■GraphicsWindow—

图形窗口■状态栏其中，1、4、6是最常用的。通常，主菜单是需要顺序操作的；而通用菜单则为非顺序操作，即：可以在任意时刻、任意状态下实施其中的某些命令。另有一输出窗口—OutputWindow隐于图形用户界面背后图形用户界面（GUI）简介ANSYS10.0图形用户界面2022/12/16117启动ANSYS后出现以下窗口当显示出如下窗口后，就可以使用ANSYS了.2022/12/1442启动ANSYS后出现以下窗口当显2022/12/16118ANSYSGUI中各窗口的总体功能输入窗口显示提示信息，输入ANSYS命令，所有输入的命令将在此窗口显示。主菜单包含ANSYS的主要功能，分为前处理、求解、后处理等。输出窗口显示软件文本输出。通常在其他窗口后面，需要查看时可提到前面。通用菜单包含例如文件管理、选择、显示控制、参数设置等功能.工具条将常用的命令制成工具条，方便调用.图形显示区显示ANSYS创建或传递到ANSYS的图形.快捷工具栏将常用的命令制成工具条，方便调用.状态栏显示ANSYS的一些当前信息.输出显示软件的文本输出。通常在其他窗口后面，需要查看时可提到前面。2022/12/1443ANSYSGUI中各窗口的总体功能2022/12/16119主菜单交互操作要在主菜单中选择子菜单，将鼠标移到带有“

“符号的项目上，点击鼠标左键，即将其展开。子菜单中出现带“

“符号的项目，表示点击后将弹出一个图形选取对话框；而出现带“

“符号的项目，表示点击后将弹出一输入对话框。2022/12/1444主菜单交互操作要在主菜单中选择子菜单2022/12/16120主菜单交互操作(续)带有“”符号的项目表示将产生图形选取对话框.基本的主菜单交互操作带有“”符号的项目表示将产生子菜单.带“

“符号的项目，表示将产生输入对话框2022/12/1445主菜单交互操作(续)带有“2022/12/16121通用菜单为下拉式结构，由十个菜单组成，可用于直接完成某一程序功能或引出一个对话框，在ANSYS运行的任何时刻均可以访问此菜单。通用菜单交互操作（之一）2022/12/1446通用菜单为下拉式结构，由十个菜单组成有限元分析与ANSYS

BANSYS图形用户界面ANSYS常用模块组成通用前处理模块(Pre7)求解模块(Solu)通用后处理模块(Post1)时程后处理模块(Post26)优化模块(Optim)有限元分析与ANSYS

BANSYS图形用户界面ANSY有限元分析与ANSYS

GUI方式其它

GUI注意事项一些对话框中有

Apply和OK两种按钮。Apply完成对话框的设置,不退出对话框(不关闭)。OK完成对话框的设置,

退出对话框。ANSYS菜单输出窗口是独立的.

注意:在关闭输出窗口时将关闭ANSYS操作！不要局限于用GUI方式，如果您熟悉命令，在输入窗口键入命令会更方便！有限元分析与ANSYS

GUI方式其它GUI注意事项有限元分析与ANSYS

GUI方式演示:启动

ANSYS显示

GUI界面弹出在“激活的坐标系下建立关键点”对话框，演示

OK和Apply的区别显示优选对话框显示输出窗口的内容有限元分析与ANSYS

GUI方式演示:有限元分析与ANSYS

GUI方式在GUI方式中大量使用图形拾取。图形用于建模，加载，显示结果及输入、输出数据。拾取对建模，划分网格，加载等是很有用的在应用菜单中可用

Plot来显示图形及执行命令后的显示。/replotkplotlplotaplotvplotnploteplotgplot有限元分析与ANSYS

GUI方式在GUI方式中大量使用图有限元分析与ANSYS

C图形拾取

PlotCtrls菜单是用来控制图形显示的：绘图方位缩放颜色符号注释动画等

改变观察方位、图形缩放是最常用的功能有限元分析与ANSYS

C图形拾取PlotCtrls菜有限元分析与ANSYS

C图形拾取缺省的视图方位是主视图方向：是从+Z轴观察模型。用动态模式（拖动模式）—拖动模式是一种用

Control键和鼠标键调整观察方向的途径Ctrl+Left(鼠标左键)可以平移模型。Ctrl+Middle(鼠标中键）:缩放模型旋转模型(绕屏幕

Z轴方向)Ctrl+Right（鼠标右键）旋转模型:绕屏幕X轴方向绕屏幕Y轴方向P

ZR

Ctrl有限元分析与ANSYS

C图形拾取缺省的视图方位是主视图方有限元分析与ANSYS

C图形拾取如果您不想按住

Control键,可以用Pan-Zoom-Rotat

对话框中提供的热键。您同样可以用鼠标键来操作。在3-D图形设置中,您同样可以自动控制光源。产生不同角度的光照效果。有限元分析与ANSYS

C图形拾取如果您不想按住Cont有限元分析与ANSYS

C图形拾取

Pan-Zoom-Rotate对话框的其它功能:预先设置的观察方向对模型选定的区域进行缩放对模型进行增量式的平移拖动，缩放以及旋转(根据滚动条上设定的比例)分别绕屏幕的

X,Y,Z轴旋转。缩放模型至适合窗口大小返回模型到默认的取向Front +Zview,from(0,0,1)Back -Zview(0,0,-1)Top +Yview(0,1,0)Bot -Yview(0,-1,0)Right +Xview(1,0,0)Left -Xview(-1,0,0)Iso Isometric(1,1,1)Obliq Oblique(1,2,3)WP WorkingplaneviewZoom BypickingcenterofasquareBoxZoom BypickingtwocornersofaboxWinZoom SameasBoxZoom,butboxisproportionaltowindow.BackUp “Unzoom”topreviouszoom.有限元分析与ANSYS

C图形拾取Pan-Zoom-Ro有限元分析与ANSYS

C图形拾取拾取通过点击图形窗口允许您选择整体或局部模型。一典型的拾取操作可用鼠标或拾取菜单来完成。在菜单中它的标志是一个“+”号.例如,您可以在图形窗口中关键点的位置处拾取，然后按

OK键。有限元分析与ANSYS

C图形拾取拾取有限元分析与ANSYS

C图形拾取两种拾取方式:恢复拾取拾取已经存在的模型元素。允许您在输入窗口键人元素的号码可以用

PickAll热键来拾取所有元素位置拾取查找一点的坐标如关键点或节点。允许您在输入窗口输入坐标。恢复拾取的例子位置拾取的例子有限元分析与ANSYS

C图形拾取两种拾取方式:恢复拾取的有限元分析与ANSYS

C图形拾取鼠标键拾取功能的分配:左键

拾取(或取消)距离鼠标光点最近的图元或坐标。按住此键进行拖拉，可以预览被拾取（或取消）的图元或坐标。中键

相当于拾取图形菜单中的Apply。用中键可以节省时间。对于两键鼠标可以用Shift加鼠标右键代替。右键

在拾取和取消之间切换。拾取应用拾取和取消的切换取消拾取光标显示:有限元分析与ANSYS

C图形拾取鼠标键拾取功能的分配:拾有限元分析与ANSYS

C图形拾取热点的拾取位置:面和体

有一个热点在图形的中心附近。

线

有三个热点

–一个在中间另两个在两端。

为什麽这个很重要:

当您需要拾取图元时，您必须拾取热点。有限元分析与ANSYS

C图形拾取热点的拾取位置:有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助ANSYS提供了基于HTML格式的帮助系统，作为现有帮助系统的补充。您可以获得如下的帮助:ANSYS命令单元类型分析过程特别的

GUI工具诸如

Pan-Zoom-Rotate您也可以进入:指南验证手册

ANSYS的网站有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助ANSYS提供有限元分析与ANSYS

DANSYS帮助下列几种方式可以进入帮助系统:Launcher>HelpSystemUtilityMenu>Help>Hel