ANSYS有限元分析——课程.ppt

《ANSYS有限元分析——课程.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、ANSYS中文基础与应用教程2009年9月第一章概述1.1有限元数值模拟技术在实际工程技术领域，存在许多力学问题和场问题，例如固体力学中的应力应变场、传热学中的温度场、电磁学中的电磁场、流体力学中的流场以及涉及多学科的耦合场等，这些问题的求解都可以看作是在一定的边界条件和初始条件下求解其基本微分方程和微分方程组的问题。但由于控制微分方程组的复杂性以及边界条件和初始条件的难以确定性，一般不能得到系统的精确解，因此，引入各种数值计算方法获得满足工程需要的近似数值解，这就是数值模拟技术。有限差分法（简单)有限元法（范围广）数值模拟方法1.1.1有限元法的基本思路是把连续的几何

2、结构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，从而将连续体看作仅在节点处相连接的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在每一单元中假设一个近似插值函数以表示单元中场函数的分布规律，再建立用于求解节点未知量的有限元方程组，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题，求解得到节点值后就可以通过设定的插值函数确定单元上以致整个集合体上的场函数。1.1.2有限元常用术语1.单元，有限元模型中每一个小的块体称为一个单元。一个有限元程序提供的单元种类越多，该程序功能就越强大。ANSYS提供一百余种单元类型。2.节点，用于确定单元形状

3、、表述单元特征及连接相邻单元的点。有限元模型中的最小构成元素。3.载荷，工程结构所受到的外在施加的力或力矩，包括集中力、力矩及分布力等。不同的学科中，载荷含义有所差别。4.边界条件，是指结构在边界上所受到的外加约束。5.初始条件，是结构响应前所施加的初始速度、初始温度及预应力等。1.1.3有限元分析基本步骤有限元分析的基本步骤如下：建立求解域并将其离散化有限单元，即将连续问题分解成节点和单元等个体问题；假设代表单元物理行为的形函数，即假设代表单元解的近似连续函数；建立单元方程；构造单元整体刚度矩阵；施加边界条件、初始条件和载荷；求解线性或非线性的微分方程组，得到节点求解

4、结果；如位移量、应力应变量、温度量得到其他重要信息1.2ANSYS10.0简介1.2.1ANSYS10.0发展过程ANSYS公司成立于1970年,是美国匹兹堡大学JohnSwanson博士创建，是目前世界CAE行业最大公司。1.2.2ANSYS10.0创新之处1.2.3ANSYS10.0使用环境ANSYS及ANSYS/LS-DYNA程序可运行与PC机、NT工作站、UNIX工作站及巨型计算机等各类计算机及操作系统中，其数据文件在其所有的产品系列和工作平台上均兼容。并与多种CAD软件共享数据。1.2.4ANSYS的三个基本功能模块1、前处理模块（1）实体建模：自顶向下和自低

5、向上两种建模方法（2）网格划分：延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。2、求解模块3、后处理模块POST1和POST21.2.5ANSYS10.0程序功能（下一章节叙述）第二章ANSYS主要功能与模块ANSYS是世界上著名的大型通用有限元计算软件，它包括热、电、磁、流体和结构等诸多模块，具有强大的求解器和前、后处理功能，为我们解决复杂、庞大的工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个优良的工作环境，更使我们从繁琐、单调的常规有限元编程中解脱出来。ANSYS本身不仅具有较为完善的分析功能，同时也为用户自己进行二次开发提供了友好的开发环境。ANSYS程序自身有着较为强大

6、三维建模能力，仅靠ANSYS的GUI(图形界面)就可建立各种复杂的几何模型；此外，ANSYS还提供较为灵活的图形接口及数据接口。因而，利用这些功能，可以实现不同分析软件之间的模型转换。一、主要功能简介1.结构分析1）静力分析-用于静态载荷.可以考虑结构的线性及非线性行为。●线性结构静力分析●非线性结构静力分析♦几何非线性：大变形、大应变、应力强化、旋转软化♦材料非线性：塑性、粘弹性、粘塑性、超弹性、多线性弹性、蠕变、肿胀等♦接触非线性：面面/点面/点点接触、柔体/柔体刚体接触、热接触♦单元非线性：死/活单元、钢筋混凝土单元、非线性阻尼/弹簧元、预紧力单元等2）模态分析-

7、计算线性结构的自振频率及振形.谱分析是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引起的结构应力和应变(也叫作响应谱或PSD).3）谐响应分析-确定线性结构对随时间按正弦曲线变化的载荷的响应.4）瞬态动力学分析-确定结构对随时间任意变化的载荷的响应.可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为.5）谱分析6）随机振动分析等7）特征屈曲分析-用于计算线性屈曲载荷并确定屈曲模态形状.(结合瞬态动力学分析可以实现非线性屈曲分析.)8）专项分析:断裂分析,复合材料分析，疲劳分析2.高度非线性瞬态动力分析（ANSYS/LS-DYNA）●全自动接触分析，四十多种接