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轧辊 变形 三维 建模 有限元分析

资源描述：

热连轧辊系变形三维建模及有限元分析,轧辊,变形,三维,建模,有限元分析

内容简介：

1.3 ANSYS软件1.3.1 ANSYS的工作原理有限单元法有限单元法的基本思想是将连续的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，将连续体看作是只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近似差值函数以表示单元中场函数的分布规律；进而利用力学中的某些变分原理去建立用于求解节点未知量的有限元法方程，从而将一个连续域中的无限自由度问题化为离散域中的有限自由度问题。一经求解就可以利用解得的节点值和设定的插值函数确定单元上以至整个集合体上的场函数。有限元求解程序的内部过程可从图1-11中看出。结构离散化，输入或生成有限元网格计算单元刚度矩阵形成总刚度矩阵形成节点载荷向量 引入约束条件解线性代数方程组输出节点位移计算并输出单元的应力图1-11近40年来，随着计算机的飞速发展和广泛应用，各种行之有效的数值计算方法得到了巨大的发展。而有限元方法则是计算机诞生以后，在计算数学、计算力学、和计算工程科学领域里诞生的最有效的计算方法。随着有限元理论基础的日益完善，出现了很多通用和专用的有限元计算软件。在国际画的市场经济中，企业间的竞争日益加剧。为取得竞争优势，企业迫切需要以高质量低成本的产品迅速抢占市场，因此企业迫切需要高技术、高速度、低成本的设计方法。ANSYS程序即是应此要求而发展起来的计算机仿真设计工具。1.3.2 ANSYS软件简介ANSYS软件由成立于1970年的美国ANSYS公司开发完成，是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等一般工业及科学研究。ANSYS程序是一个功能强大的、灵活的设计分析及优化软件包。该软件可浮动运行于从PC机、NT工作站、UNIX工作站甚至巨型机的各类计算机及操作系统中，数据文件在其所有的产品系列和工作品台上均兼容。其多物理场耦合的功能，允许在同一模型上进行各式各样的耦合计算，如：热结构耦合、磁结构耦合、以及电磁流体热耦合。在PC机上生成的模型同样可以运行于巨型机上，这样就保证了所有的ANSYS用户的多领域多变工程的求解。1.3.2.1 ANSYS软件的组成ANSYS软件 主要包括三个部分：前处理模块、分析计算模块和后处理模块。1） 前处理模块 它为用户提供了一个强大的实体建模及网络划分工具，用户可以方便地构造有限元模型，软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。 实体建模 参数化建模 体素库及布尔运算 拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、倒角等。 多种网格自动划分工具，自动进行单元形态、求解精度检查及修正。 自动/映射网格划分、智能网格划分、自适应网格划分。 复杂几何体Sweep映射网格生成。 六面体向四面体自动过渡网格：金字塔形。 边界层网格划分 在几何模型或FE模型上加载：点载荷、分布载荷、体载荷、函数载荷。 可扩展的标准梁截面形状库2） 分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、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、力子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到内部结构）等图形方式显示出来，也可以将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。具体如下所示： 计算报告自动生成及定制工具，自动生成符合要求格式的计算报告。 结果显示菜单：图形显示、抓图、结果列表。 图形：云图、等值线、矢量显示、粒子流迹显示、切片、透明及半透明显示、纹理。 钢筋混凝土单元可显示单元内的钢筋、开裂情况以及压碎部位。 梁、管、板、复合材料单元及结果按实际形状显示，显示横截面结果；显示梁单元弯矩图。 显示优化灵敏度及优化变量曲线。 各种结果动画显示，可独立保存及重放。 3D图形注释功能。 直接生成BMP、JPG、VRML、WMF、PNG、PS、TIFF、HPGL等格式的图形。 计算结果排序、检索、列表及再组合。 提供对计算结果的加、减、积分、微分等计算。 显示沿任意路径的结果曲线，并可进行路径的数学计算。 1.3.2.2 ANSYS主要的技术特点 唯一能实现多场及多耦合分析的软件 唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型FEA分析软件 唯一具有物理场优化功能的FEA软件 唯一具有中文界面的大型通用有限元分析软件 具有强大的非线性分析功能 具有适用于不同的问题和硬件配置的多种求解器 支持异种异构功能网络浮动，在异种、异构平台上支持界面统一，数据文件通用 强大的并行计算功能，支持分布式并行和共享内存式并行 多种用户网格划分技术 完善的用户开发环境同时，ANSYS软件拥有丰富和完善的单元库、材料模型库和求解器，保证了他能高效的求解各类结构的静力、动力、振动、线性和非线性问题，压缩和不可压缩的流体问题。其友好的图形界面