71ANSYS14.0培训教程

ANSYS入门培训手册培训手册January30,2006ANSYS入门目录1.概述1-12.有限元分析(FEA)与ANSYS2-1A.什么是FEA?2-3B.关于ANSYS2-6C.关于ANSYS公司2-203.ANSYS基础3-1A.进入ANSYS程序3-3B.图形用户界面(GUI)3-8C.图形与拾取3-17D.在线帮助3-27E.数据库和文件3-33F.退出ANSYS程序3-42G.专题3-434.应力分析4-1A.分析步骤4-4B.实体建模4-7C.网格划分4-15D.加载4-35E.求解4-47F.查看结果4-52G.检查结果的正确性4-60H.专题4-645.初步决定5-1A.何种分析类型?5-3B.为谁建模?5-9C.何种单元类型?5-206.热分析6-1A.概述6-3B.过程6-5C.专题6-167.热-应力分析7-1A.概述7-3B.序列法7-5C.直接法7-9D.专题7-118.几何模型的输入8-1A.IGES输入8-3B.相关产品8-9C.有限元模型输入8-14D.专题8-159.实体建模9-1A.定义9-4B.自上而下建模9-7C.专题9-29D.自下而上建模9-30E.专题9-50培训手册January30,2006ANSYS入门…目录10.网格划分10-1A.多种单元属性10-3B.控制网格密度10-10C.改变网格10-20D.影射网格10-23E.六面体到四面体网格10-40F.网格的拉伸10-48G.延伸网格10-53H.专题10-5911.选择逻辑11-1A.如何使用选择逻辑11-4B.部件与集合11-10C.专题11-1512.APDL基础12-1A.定义参数12-4B.使用参数12-8C.获取数据库信息12-11D.专题12-1613.加载和求解13-1A.力荷载13-4B.结点坐标系13-9C.求解器13-14D.多荷载步求解13-22E.专题13-3014.后处理14-1A.查询拾取14-3B.结果坐标系14-6C.路径操作14-9D.误差估计14-16E.荷载工况组合14-25F.结果查阅器14-31G.数据报告生成器14-39H.专题14-4715.专题15-1A.工具条与缩写15-3B.开始文件15-9C.输入文件15-10D.批处理模式15-16E.专题15-18入门第1章培训手册January30,2006入门目录2.有限元分析和ANSYS3.ANSYS基础4.应力分析5.预先的考虑6.热分析7.热应力分析8.输入模型9.实体建模10.网格划分11.选择逻辑12.APDL基础13.加载和求解14.后处理15.专题有限元分析与ANSYS第2章培训手册January30,2006有限元分析与ANSYS概述•在这一节，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ANSYS培训手册January30,2006有限元分析与ANSYSA.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”。HistoricalNote•结果分析有限元方法是上个世纪50～60年代有高等院校和工业研究部门创建的。•有限元依据的基本理论已经有100年以上的历史，它也是手工计算桥梁和蒸汽锅炉的强度的基础。培训手册January30,2006有限元分析与ANSYS...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。但是，我们将尽力通过这次培训为你提供指南。培训手册January30,2006有限元分析与ANSYS...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、高品质的设计培训手册January30,2006有限元分析与ANSYSB.关于ANSYS•ANSYS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–运动器械培训手册January30,2006有限元分析与ANSYS…关于ANSYS•ANSYS/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/E的ANSYS分析接口。培训手册January30,2006ANSYS/StructuralANSYS/ProfessionalANSYS/ProFEADesignSpace有限元分析与ANSYS…关于ANSYSANSYS/EDANSYS/UniversityANSYS/PrepPostANSYS/MultiphysicsANSYS/FLOTRANANSYS/EmagANSYS/LS-DYNAANSYS/Mechanical培训手册January30,2006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.培训手册January30,2006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–子模型培训手册January30,2006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。培训手册January30,2006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）培训手册January30,2006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。培训手册January30,2006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)培训手册January30,2006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培训手册January30,2006有限元分析与ANSYS-关于ANSYS…电磁分析•电磁分析类型:–静态磁场分析用于计算由直流电(DC)或永磁体产生的磁场。–交变磁场分析用于计算由交流电(AC)产生的磁场–瞬态磁场分析用于计算随时间变化的磁场。培训手册January30,2006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。培训手册January30,2006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培训手册January30,2006双金属片受热变形有限元分析与ANSYS-关于ANSYS耦合场分析•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-结构分析培训手册January30,2006有限元分析与ANSYSC.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）培训手册January30,2006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培训手册January30,2006有限元分析与ANSYS…关于ANSYS公司ANSYS支持管理(ASC)•在您公司站点与ANSYS联系•ANSYS通信的焦点；软件更新、错误提示、时事通讯和其它邮件形式。•如果您需要更多有关ANSYS及其公司的信息，请查看：••在线文档资料•其它ANSYS培训手册ANSYS入门第3章培训手册January30,2006ANSYS入门•在本章中,我们将讨论怎样进入和退出ANSYS,怎样运用GUI方式和在线帮助,如何用ANSYS生成数据库和文件。•主题:A.启动ANSYSB.GUI方式C.显示图形拾取功能D.在线帮助E.数据库和文件F.退出ANSYSG.练习培训手册January30,2006ANSYS入门A.启动ANSYS•有两种方式启动ANSYS:–通过交互方式–通过命令–在本学习过程中，我们将主要讲解交互式操作。交互方式•通过菜单上的相应按钮启动ANSYS•在Windows系统中,按StartProgramsANSYS。培训手册January30,2006ANSYS入门A.启动ANSYS•以交互方式启动ANSYS后，自动显示用户图形界面(GUI)：培训手册January30,2006ANSYS入门…启动ANSYS启动(续)•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