ansys软件在中国土木工程领域的应用前景展望

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1、Communication交流【摘　要】本文论述了ANSYS软件的特色，概括了其在中国土木工程领域的应用情况；并依此对ANSYS软件与中国规范的结合、与国内外相关软件的连接和在工程结构地震反应分析中的应用进行了阐述，展望了其应用前景。【关键词】ANSYS　中国　土木工程领域　展望ANSYS软件在中国土木工程领域的应用前景展望◎青岛理工大学　　　　　　　　　　　　　门　楷深圳市建筑科学研究院　　　　　　　　　丘国雄深圳市大工业区开发管理集团有限公司　俞　斌一、前言工程设计是工程建设的灵魂，设计需要依据有关规范进行，也需

2、要集成了计算力学的结构分析软件的帮助。在当今CAD、CAM、CAE技术迅速发展的今天，功能强大的有限元分析软件，已成为结构设计人员必不可少的工具和手段。我国现有的工程建设设计企业有1.2万家，施工企业6万多家，每年完成约1.5万多亿元的工程量。这些设计和施工企业要用有关软件完成任务。我国有1500多所高校，这些高校设有土木工程、水利、道桥、岩土工程等专业。这些专业有硕士生、博士生，要用有关软件完成科研和学习任务。我国还有如中国建研院、水科院、铁道研究院和各种研究所等研究机构，这些研究机构也需要有关软件。绝大多数工程结

3、构的分析用解析法难以完成，工程实践验证，数值分析方法中的有限元法是最为有效、最为优越的方法，因此有限元分析软件就成为上述工程设计企业、高校、科研院所必不可少的工具。我国的有限元分析软件数量很少，功能有限，而且价格昂贵[1]。国际上著名的有限元分析软件中，经过工程实践的检验，ANSYS软件是最优秀的软件之一。本文论述了ANSYS软件的特色，概括了其在中国土木工程领域的应用情况；并依此对ANSYS软件与中国规范的结合、与国内外相关软件的连接和在工程结构地震反应分析中前瞻性的应用等方面的前景进行了展望。60JSXX05/2

4、010交流Communication二、回顾2.1ANSYS软件的主要特色[2]1．ANSYS软件在性能价格比、数据与图形交换性、单元库、材料库、求解器库等方面与世界其它大型有限元分析软件相比，都是最优越的。ANSYS的价格略高于ALGOR、COSMOS/M等软件；数据与图形交换性方面优于ALGOR、COSMOS/M等软件；在18个单元库中，ALGOR、COSMOS/M缺少接触单元、奇异单元和摩擦单元；在八个材料库中，ALGOR缺少粘弹性材料，COSMOS/M缺少混凝土材料；在15个求解器中，ANSYS缺少管道分析和

5、刚体动力学分析，ALGOR缺少断裂分析和疲劳分析，COSMOS/M缺少断裂分析、疲劳分析、随机振动分析和刚体动力学分析。2．能求解1.11亿自由度的结构分析模型。中国国家大剧院的静力分析只有10万个自由度，可见ANSYS计算能力的强大。这就能够模拟巨型复杂结构进行各种结构的分析，能够实施很复杂结构的仿真技术。3．在重庆维普期刊类数据库中，以关键词搜索，自1989年以来，关于ANSYS的论文有1813篇，其中在工程结构的计算分析方面占相当大的比例。MIDAS/GEN的有122篇，ALGOR的有26篇，ETABS的有10

6、篇，SAP2000的有19篇，STAAD的有4篇，SAP84的有6篇，SATWE的有39篇。在清华同方数据库中，其论文数分别为668，32，6，4，4，2，2，13。可见，软件ANSYS已被广泛应用，已受到工程界、学术界的认定和青睐。4．ANSYS7.0文件的大小，文件的个数，文件夹的数目分别为479M，4408个，129个；MIDAS/GEN分别为245M，311个，10个；STAAD-CHINA分别为258M，1个，PKPMCAD分别为239M，236个，13个。可见ANSYS文件之大，文件和文件夹的数目之多。5

7、．ANSYS应用于结构分析、电磁场分析和流体动力学分析等领域，形成了MCAE、CFD、CEM等三个体系，其精髓是“多物理场耦合分析”和“协同仿真环境”6．ANSYS广泛应用于航空航天、汽车、造船、铁道、电子、机械制造、地矿、水利、核能、石化、生物、医学、土木工程、轻工和一般工业等行业。广泛应用于设计、科研和高校等部门。7．ANSYS在土木工程行业的应用已扩展到各种结构构件承载力、静、动力特性等的分析，各种建筑结构——高层建筑、厂房结构、空间结构、构筑物等结构的静、动力分析，大坝等水利工程、桥梁、地下结构等结构的静、动

8、力分析，场地土的地震反应分析，工程结构的可靠度分析，工程结构的优化设计分析等。8．二次开发的工作已经展开。ANSYS有很好的二次开发工具，如MACRO、UILD、UPFS和APDL等。上海现代建筑集团有限公司等设计企业，大连理工大学、清华大学等高校，许多设计、高校、科研等单位在应用ANSYS时都进行了二次开发的工作。2.2中国结构设计规范对结构