《ANSYS教程》教学资源（PPT课件讲稿，共五章）

念山 ANSYS教程

ANSYS教程

起 Q第一章 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

第一章 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

起 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

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

起 2)模态分析-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）模态分析 - 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

起 2.高度非线性瞬态动力分析( ANSYS/LS-DYNA) 全自动接触分析,四十多种接触类型 ●任意拉格郎日一欧拉(ALE)分析 ●多物质欧拉、单物质欧拉 ●适应网格、网格重划分、重启动 ●100多种非线性材料模式 ●多物理场耦合分析:结构、热、流体、声学 ●爆炸模拟,起爆效果及应力波的传播分析 ●侵彻穿甲仿真,鸟撞及叶片包容性分析,跌落分析 ●失效分析,裂纹扩展分析 ●刚体运动、刚体一柔体运动分析 ●实时声场分析 ●BEM边界元方法,边界元、有限元耦合分析 ●光顺质点流体动力(SPH)算法

2. 高度非线性瞬态动力分析（ANSYS/LS-DYNA） ●全自动接触分析，四十多种接触类型 ●任意拉格郎日－欧拉（ALE）分析 ●多物质欧拉、单物质欧拉 ● 适应网格、网格重划分、重启动 ● 100多种非线性材料模式 ●多物理场耦合分析：结构、热、流体、声学 ●爆炸模拟，起爆效果及应力波的传播分析 ●侵彻穿甲仿真，鸟撞及叶片包容性分析，跌落分析 ●失效分析，裂纹扩展分析 ●刚体运动、刚体－柔体运动分析 ●实时声场分析 ● BEM边界元方法，边界元、有限元耦合分析 ●光顺质点流体动力（SPH）算法

起 3.热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化 4.电磁分析 ●静磁场分析一计算直流电(DC或永磁体产生的磁场 ●交变磁场分析一计算由于交流电(AO)产生的磁场 ●瞬态磁场分析一计算随时间随机变化的电流或外界 引起的磁场 ●电场分析一用于计算电阻或电容系统的电场.典型的 物理量有电流密度、电荷密度、电场及电阻热等。 ●高频电磁场分析一用于微波及RF无源组件,波导 雷达系统、同轴连接器等分析

3. 热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化 4. 电磁分析 ●静磁场分析－计算直流电（DC)或永磁体产生的磁场 ●交变磁场分析－计算由于交流电(AC)产生的磁场 ●瞬态磁场分析－计算随时间随机变化的电流或外界 引起的磁场 ●电场分析－用于计算电阻或电容系统的电场. 典型的 物理量有电流密度、电荷密度、电场及电阻热等。 ●高频电磁场分析－用于微波及RF无源组件，波导、 雷达系统、同轴连接器等分析

起 5.流体动力学分析 ●定常/非定常分析 ●层流/湍流分析 ●自由对流/强迫对流混合对流分析 ●可压缩流/不可压缩流分析 ●亚音速跨音速/超音速流动分析 ●任意拉格郎日一欧拉分析(ALE) ●多组份流动分析(多达6组份) ●牛顿流与非牛顿流体分析 ●内流和外流分析 ●共轭传热及热辐射边界 ●分布阻尼和风扇模型 ●移动壁面及自由界面分析

5. 流体动力学分析 ● 定常/非定常分析 ●层流/湍流分析 ●自由对流/强迫对流/混合对流分析 ●可压缩流/不可压缩流分析 ●亚音速/跨音速/超音速流动分析 ●任意拉格郎日－欧拉分析（ALE） ●多组份流动分析（多达6组份） ●牛顿流与非牛顿流体分析 ●内流和外流分析 ●共轭传热及热辐射边界 ●分布阻尼和风扇模型 ●移动壁面及自由界面分析

起 6.声学分析 定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析 7压电分析 ●稳态、瞬态分析 模态分析 谐响应分析 8.多场耦合分析 ●热一结构 磁一热 磁一结构 ●流体一热 ●流体一结构 热一电 ●电一磁一热一流体一结构

6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析 7. 压电分析 ●稳态、瞬态分析 ●模态分析 ●谐响应分析 8. 多场耦合分析 ●热－结构 ● 磁－热 ●磁－结构 ●流体－热 ●流体－结构 ●热－电 ●电－磁－热－流体－结构

起 9优化设计及设计灵敏度分析 单一物理场优化 耦合场优化 10.二次开发功能 参数设计语言 用户可编程特性 用户自定义界面语言 外部命令 11. ANSYS土木工程专用包 ANSYS的土木工程专用包 ANSYS/CiviFEM用来研究 钢结构、钢筋混凝土及岩土结构的特性,如房屋建筑 桥菜、大坝、硐室与隧道、地下建筑物等的受力、变 形、稳定性及地震响应等情况,从力学计算、组合分 析及规范验算与设计提 全面的解决方案,为建筑 及箸士工程师提供了功能强天宜方便易角的分析手段

9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化 10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令 11. ANSYS土木工程专用包 ANSYS的土木工程专用包ANSYS/CivilFEM用来研究 钢结构、钢筋混凝土及岩土结构的特性，如房屋建筑、 桥梁、大坝、硐室与隧道、地下建筑物等的受力、变 形、稳定性及地震响应等情况，从力学计算、组合分 析及规范验算与设计提出了全面的解决方案，为建筑 及岩土工程师提供了功能强大且方便易用的分析手段

起 主要模块简介 ANSYS/ Multiphysics LS-DYNA ANSYS/ ANSYSI Emag Mechanical ANSYS FLOTRAN ANSYS/ ANSYS/ ANSYS/ Thermal Structural Linear Plus

二、主要模块简介 ANSYS/ FLOTRAN ANSYS/ Emag ANSYS/ Structural ANSYS/ Multiphysics ANSYS/ LS-DYNA ANSYS/ Mechanical ANSYS/ LinearPlus ANSYS/ Thermal