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1、第23卷第5期黄石理工学院学报Vol.23No.52007年10月JOURNALOFHUANGSHIINSTITUTEOFTECHNOLOGYOct2007文章编号:1008-8245(2007)05-0031-04基于ANSYS的有限元分析在工程中的应用刘力李明万贾粮棉(石家庄铁道学院研究生分院,河北石家庄050043)摘要:以工程实例和有限元理论相结合,详细阐述了在用ANSYS建模、网分、单元选择、加载求解等具体环节中的注意事项及最优取向,同时给出了工程实例整体分析的命令流及分析结果,并介绍了基于ANSYS的有
2、限元分析的应用领域,为ANSYS在其他领域的应用起到了很好的借鉴作用。关键词:有限元法;ANSYS;工程分析中图分类号:TP391.7文献标识码:ATheApplicationofFEMinProjectBasedonANSYSLiuLiLiMingwanJiaLiangmian(SchoolofGraduate,ShijiazhuangRailwayInstitute,ShijiazhuangHebei050043)Abstract:ThroughcombiningtheprojectexamplewithFEM
3、(finiteelementmethod),thepointsforattentionandop2timizedtropismareillustratedintheprocessofbuildingmodel,meshing,elementchoice,solutionetcbyANSYS,andthewholecoursewithFEMiselaboratedindetails.Atthesametime,thecommandingcircuitfortheprojectex2ampleandtheapplica
4、tionfieldsofFEMbasedonANSYSareintroducedsynthetically,whichprovidereferencefortheapplicationofANSYSinotherfields.Keywords:finiteelementmethod;ANSYS;projectanalysis0引言1有限元理论基本思想及ANSYS软件简介随着科学技术的迅猛发展,产品的更新换代速度加快。工程技术人员只有在工程实践、理论1.1有限元理论基本思想修养和计算能力方面进行严格的高水平的训练,有
5、限元法是计算力学的重要分支,是将连续[2]才能在最短的时间内设计出更适合市场需求的产体离散化以求解各种力学问题的数值方法。它品。目前,利用有限元法设计产品已经成为一种的基本思想可归结为两个方面:一是离散;二是分[3]主流。在有限元理论完善的同时涌现出一大批通片插值。离散化就是将一个连续的求解域人为用专业的有限元软件,如ANSYS、ADINA、ASKA、划分一定数量的单元,单元间的相互作用只能通COSMOS、SUSTUS、MARC等,其中ANSYS是最为过节点传递,通过离散,一个连续体便分割为由有[1]通用的商用软件
6、。本文以输气管道的静力分析限数量单元组成的组合体。分片插值是针对每一为例,说明基于ANSYS的有限元分析在工程中的个单元选择试探函数,并且在单元内完成数值积[3]应用。分,最后综合各单元完成总体分析。收稿日期:2007-04-14作者简介:刘力(1976—),女,河北景县人,硕士生。32黄石理工学院学报2007年1.2ANSYS软件简介通过划分网格转化为有限元模型。对于实际工程ANSYS是一种高效通用的有限元分析软件,中的零部件,直接建立有限元模型要输入大量的它融结构、流体、电磁场、声场和热场分析为一体,数据,过程
7、繁琐,容易出错,使用后者比较方便。应用于各个行业,具有强大的建模能力、求解能ANSYS程序提供了完整的布尔运算,如相加、相力、非线性分析能力、后处理能力、多场耦合能力减、相交、分割、粘结、重叠,还有拖拉、延伸、旋及二次开发能力,可进行静力分析、特征屈曲分转、移动、复制等功能,用户可利用这些功能建立析、模态分析、谐响应分析、谱分析、显式功能分析起任意复杂的实体模型。等,可高效地应用于工程分析中。基于ANSYS的在本例中,由于采用了plane82单元,所以只有限元分析基本流程如图1所示。需建立管道的界面平面模型就能满足
8、精度和分析要求。实体模型如图3所示。图1有限元分析流程图2应用实例图3实体模型图下面以某一天然气输送管道的静力分析为例来说明基于ANSYS的有限元分析基本过程。图22.2几何模型转化为有限元模型所示为天然气输送管道截面在其内表面承受气体在ANSYS软件中,求解必须使用有限元模型,压力的作用,求管壁的应力场分布。管道的参数:几何模型通过定义各种属性和网格划分转
