ANSYSWorkbench14.0超级学习手册(第1章).doc

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1、第1章ANSYSWorkbench14.0概述本章从总体上对ANSYSWorkbench14.0自带软件包括结构力学模块、流体力学模块等进行概述，同时对ANSYSWorkbench14.0最新整合的其他模块进行简单介绍，其中包括低频电磁场分析模块AnsoftMaxwell、多领域机电系统设计与仿真分析模块AnsoftSimplorer、疲劳分析模块nCode及复合材料建模与后处理模块ACP等。同时，本章还以SolidWorks软件为例，介绍Workbench14.0与常见的CAD软件进行集成的步骤及方法。学习目标：（1）了解ANSYSWorkbench软件各模块的功能；（2）掌握ANSY

2、SWorkbench软件与SolidWorks软件的集成设置；（3）掌握ANSYSWorkbench平台的常规设置，包括单位设置、外观颜色设置等。1.1ANSYS软件简介ANSYS提供广泛的工程仿真解决方案，这些方案可以对设计过程要求的任何场进行工程虚拟仿真。全球的诸多组织都相信ANSYS为它们的工程仿真软件投资带来最好的价值。ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一、美国ANSYS公司开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换。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。（1）前处理

3、模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型。（2）分析计算模块包括结构分析（线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、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的耦合分析，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能力。（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的特色功能如下。（1）前后处理。①双向参数互动的CAD接口；②智能网格生成器；③各种结果的数据处理；④各种结果的图形及

4、动画显示；⑤全自动生成计算报告。（2）结构静力分析（线性/非线性）。（3）迭层复合材料（非线性迭层壳单元、高阶迭层实体单元、Tsai—Wu失效准则、图形化）。①非线性分析能力；②几何非线性（大变形、大应变、应力强化、旋转软化、压力载荷强化）；③材料非线性（近70种非线性材料本构模型，含弹塑性、蠕变、黏塑性、黏弹性、超弹性、非线性弹性、岩土和混凝土、膨胀材料、垫片材料、铸铁材料等）；④单元（或称边界/状态）非线性；⑤高级接触单元（点对点接触、点对面接触、刚对柔面面接触、柔对柔面面接触、线性接触（MPC）等，支持大滑移和多种摩擦模型，支持多场耦合接触）。（4）其他非线性单元（旋转铰接单元、弹

5、簧－阻尼器单元、膜壳单元等）。（5）动力学分析能力。①模态分析（自然模态分析、预应力模态分析、循环对称模态、阻尼复模态、模态综合分析）；②谐响应分析；③瞬态分析（线性/非线性、多种算法）；④响应谱和随机振动分析（单点谱、多点谱、功率谱）；⑤转子动力学分析。（6）屈曲分析（线性屈曲、非线性屈曲、循环对称屈曲分析）。（7）高级对称分析（循环对称模态分析、循环对称结构静力分析、轴对称、平面对称和反对称）。（8）断裂力学分析（应力强度因子、J积分、裂纹尖端能量释放率）。（9）通用疲劳分析。（10）结构热分析部分（Professional）。①稳态温度场（热传导、热对流、热辐射）；②瞬态温度场（热

6、传导、热对流、热辐射、相变）；③管流热耦合；④支持复杂热载荷和边界条件；⑤非线性特性（接触传热、非线性材料）。（11）耦合场分析部分及其他功能。①静流体分析（流固耦合静动力分析）。②声学分析（声波在各种声学介质中的传播、声波的反射和吸收（远场））。③耦合场分析。（12）设计优化：多种优化算法、多种辅助工具。（13）拓扑优化：拓扑形状优化、拓扑频率优化。（14）概率设计系统（PDS）。①10种概率输入参数；②参数的相关性；③两种概率计算方法：蒙特卡罗法、响应面法；④支持分布式并行计算；⑤可视化概率设计结果。（15）其他实用技术。①P单元、子结构、子模型分析技术；②单元生死分析技术；③专用单

7、元（螺栓单元、真实截面梁单元、表面效应单元、轴对称谐波单元等）。（16）二次开发特征。①ANSYS参数化设计语言（APDL）；②用户可编程特性（UPF）；③用户界面设计语言（UIDL）；④专用界面开发工具（TCL/TK）；⑤外部命令。（17）求解器：直接求解器、多种迭代求解器、特征值求解器。（18）并行求解器。①分布式ANSYS求解器：包括两个稀疏矩阵求解器（Sparse和DistributedSparse（直接求解器））、一个PC