ANSYS培训PPT

1、ANSYS软件的功能,ANSYS的输入方式,ANSYS的用户界面,ANSYS简介,常用操作,1. 结构分析（structural）： （1）静力学分析：用于分析结构的静态行为，可以考虑结构的线性和非线性特性，例如：大变形、大应变、应力钢化、接触、塑性、超弹性及蠕变问题等。 （2）模态分析：用于计算线性结构的固有频率和固有振型。 （3）谐响应分析：用于确定线性结构对随时间按正弦变化的载荷的稳态响应。 （4）谱分析：用于计算由于随机振动引起的结构响应，是模态分析的扩展。 （5）瞬态动力学分析：用于确定结构对随时间任意变化的载荷响应，可以考虑与静力分析相同的结构非线性特性。 （6）特性屈曲分析：用于

2、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）。 （7）专项分析：用于断裂、复合材料和疲劳的分析。 （8）显式动力学分析：用于求解冲击、碰撞及快速成型等问题。,ANSYS软件的功能,热力学分析用于分析系统或部件的温度分布，以及其它热物理参数，如热梯度、热流密度等。ANSYS中的热分析可以分为以下几类： （1）稳态热分析：用于研究稳态的热载荷对系统或部件的影响。 （2）瞬态热分析：用于计算一个系统随时间变化的温度场及其它热参数。 （3）热传导、热对流、热辐射分析：用于分析系统各部件间的热传递问题。 （4）相变分析：用于分析相变（如熔化及凝固）和内热源（如电阻发热

3、等）问题。 （5）热应力分析：用于由于热膨胀或收缩不均匀引起的应力，它一般是在热分析之后进行的。,2. 热力学分析（Thermal）,流体分析用于确定流体的流动及热行为，可分为以下几类： （1）CFD-ANSYSY/FLOTRAN：提供强大的计算流体动力学分析功能，包括不可压缩或可压缩流体、层流、湍流以及多组份运输等。 （2）声学分析：考虑流体介质与周围固体的相互作用，进行声波传递或水下结构的动力学分析等。 （3）容器内流体分析：考虑容器内的非流动流体的影响，进行由于晃动引起的动力学分析等。 （4）流体动力学耦合分析：在考虑流体约束质量的动力响应基础上，在结构动力学分析中使用流体耦合单元。 4

4、电磁场分析 电磁场分析中考虑的物理量是磁通量密度、磁场密度、磁力、磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄露等，可分为以下几类： （1）静磁场分析：计算直流电（DC）或永磁体产生的磁场。 （2）交变磁场分析：计算由于交流电（AC）产生的磁场。 （3）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。 （4）电场分析：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。 （5）高频电磁场分析：用于微波、RF无源组件、波导、雷达系统、同轴连接器等形成的高频电磁场的分析。 5压电分析,3. 流体分析（Flushing）,1耦合场分析 耦合场分析考虑两个或多个物理场之间的

5、相互作用。ANSYS中可以实现的耦合场分析包括：热结构、磁热、磁结构、流体热、流体结构、热电、电磁热流体结构等。 2优化设计 优化设计是一种寻找最优设计方案的技术。ANSYS程序提供多种优化设计方法，提供了一系列的分析评估修正的循环过程，提供一系列的优化工具以提高优化过程的效率。 3单元生死 如果模型中加入（或删除）材料，模型中的相应的单元就“存在”（或“消亡”）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活单元。 4用户编程扩展 用户可编程特性（UPFS）是指ANSYS程序的开放结构，允许用户连接自己编写的FORTRAN程序和子过程。如用户自定义的材料特性、单元类型、失效准则等。,高级功能,

6、一个典型的ANSYS分析过程包括以下三个步骤: 1.创建有限元模型：参数定义（单位制、单元类型、单元实常数、材料特性或使用材料库文件等），实体建模（点、线、面、体，布尔运算等），网格划分（延伸划分、映像划分、自由划分、自适应划分） 2.施加载荷并求解：荷载与边界条件施加，分析（静力分析、动力分析、屈曲分析、热力学分析、流体动力分析、电磁场分析、压电分析、声场分析、多物理场的耦合分析） 3.查看分析结果：可用等值线、梯度、矢量、粒子流、云图等图形方式显示，也可以用图表、曲线的方式输出。,ANSYS分析过程,ANSYS功能模块,菜单方式：用鼠标在通用菜单或主菜单上选取，ANSYS会弹出各种对话框，

7、以完成各项操作。 命令方式：从命令行中输入命令及命令域的值。对于一些常用熟悉的命令较快捷，也有些命令功能是菜单所不具有的。 函数方式：从命令行中输入命令，命令域的值通过弹出菜单输入。 组合方式,ANSYS的输入方式,图形用户界面（GUI）：通过图形用户界面可以交互访问程序的各种功能、命令等。 图形用户界面包括六个窗口）： （1）实用菜单（应用命令菜单）Utility Menu，包括各种应用命令，如File（文件）、 Select（选择）、 List（列表）、 Plot（绘图）、 PlotCtrls（绘图控制）、WorkPlane(工作平面） 、 Parameters (参数） 、 Macro(

8、宏） 、 MenuCtrls(菜单控制） 、Help(帮助）等。 （2）主菜单Main Menu，包括各种功能命令，如前处理模块的单元、截面、材料、几何图形、网格剖分等相关命令，后处理模块的图标与列表等命令，以及分析模块的约束、载荷、分析等命令。,ANSYS的用户界面,（3）工具栏Toolbar，在工具栏中，可以自行定义屏幕功能按钮。 （4）输入窗口Input Window，可在输入窗口直接输入命令。 （5）图形窗口Graphics Window，显示所有前后处理图形的窗口，可同时打开多个图形窗口，并可作各种缩放及位置安排。 （6）输出窗口Output Window，可在输出窗口显示所有的列表

9、结果，也可以将其中的文本复制到其他软件作进一步的处理。,y,x,z,实用菜单,主菜单,工具栏,输入窗口,图形窗口,输出窗口没在画面上,打开 MAGNiTUDE 子目录，编辑 ansys.dat 文件. 把其中的 host 改为你的计算机名，把00000000000 改为你的计算机的ID号，（你计算机的ID号可以通过运行ANSYS10.0原文件中的WinHostId程序得到），保存文件。 运行 keygen.bat，将生成文件license.dat 运行 安装程序setup，当提示要许可文件时，找到你刚才生成的license.dat 设置环境变量ANSYSLMD_LICENSE_FILE = 1

10、055host (host 为你的计算机名) 重启计算机,安装,在Windows系统中执行“开始所有程序ANSYS10.0”，弹出如图所示的下拉子菜单,（1）Help：显示ANSYS的帮助手册等。 （2）Utilities：显示ANSYS相关的工具：1）Animate：演示动画；2）ANS_ADMIN：设置ANSYS软件产品；3）Display：显示中性图形文件，观察静态或动态屏幕动画，或者将文件换成适当格式供打印、绘图或输出到文字处理软件及桌面出版软件中。4）Site Information：显示信息文件“vinfo.ans”的内容。 （3）ANSYS：按照先前的设置直接打开ANSYS。 （

11、4）ANSYS Product Launcher：设置ANSYS并打开ANSYS。,启动,ANSYS提供了三种方法退出ANSYS程序，分别是： （1）从通用菜单退出：执行Utility MenuFileExit； （2）从命令窗口输入命令：/EXIT； （3）从工具条退出：单击【Quit】，将出现图示的Exit from ANSYS对话框。其中各激活项含义如下： 1）Save Geom+Loads：保存实体模型、有限元模型及载荷的资料，该项为系统默认选项。 2）Save Geo+Ld+Solu：保存实体模型、有限元模型、载荷资料及解题结果。 3）Save Everything：保存实体模型、有

12、限元模型、载荷资料、解题结果及在后处理器中对解答的处理结果。 4）Quit-No Save!：对所有更改资料不做任何保存。 选中相应的退出方式后单击【OK】即可退出ANSYS。,退出,五种拾取方式：单个拾取（Single）、矩形区域拾取（Box）、多边形区域拾取（Polygon）、圆周区域拾取（Circle）、循环拾取（Loop）。选用区域内拾取时，鼠标在图形显示区拖出相应的区域（如：矩形、多边形、圆、圆环），在区域内的几何体将被拾取。在对话框中可以显示检索几何体的最大（Maximum）、最小（Minimum）个数和当前所检索到的几何体号（No.）以及检索到几何体的总数（Count）。激活“L

13、ist of Items”并输入相应的几何体号，可以直接拾取相应的几何体。激活“Mix，Max，Inc”并输入对应的值，可以快速确定询问数据最大值和最小值的位置。,拾取,在任何拾取操作中，鼠标键的使用有如下几种方式： 左键：左键可以用于拾取或取消拾取其位置最靠近鼠标箭头的实体，在实体被拾取之前，按下左键可以询问实体的编号，按下左键并拖动鼠标，可以浏览被拾取或取消拾取项的相关编号内容。 中建：其功能类似于拾取框上的【Apply】命令，如果用户已经拾取了许多实体，但在没有执行【Apply】或“【OK】”之前，这些操作将是无效的。若没有任何实体被拾取，则中建可以关闭拾取框。 右键：该键可以实现拾取操

14、作和取消拾取操作之间进行切换，与拾取框上的【Pick】和【Unpick】的作用相同。,鼠标的使用,执行GUI操作：MenuPlotCtrlsPan Zoom Rotate，弹出工具栏，点击工具栏中的按钮可以调整图像的显示比例、视角等。,Pan-Zoom-Rotate显示调整工具栏,图形控制,（1）激活窗口与观察方向控制按钮 【Top】：由上而下观察视图（从Y正方向观察）； 【Front】：由前向后观察视图（从Z正方向观察）； 【Iso】：由正等轴方向视观察图（从X=Y=Z=1方向观察）； 【Bot】：由下而上观察视图（从Y负方向观察）； 【Back】：由后向前观察视图（从Z负方向观察）； 【O

15、bliq】：由斜二侧方向观察视图（从X=1，Y=2，Z=3方向观察）； 【Left】：由左侧观察视图（从X负方向观察）； 【Right】：由右侧观察视图（从X正方向观察）； 【WP】：在工作平面内显示图形。,（2）缩放选择及缩放平移按钮 【Zoom】：放大图形窗口中选择的矩形区域。矩形区域由中心点和边界点确定。 【Back up】：取消上一次缩放操作。 【Box Zoom】：放大图形窗口中选择的矩形区域。矩形区域由对角顶点确定。 【Win Zoom】：作用与Box Zoom类似，但区域大小与同比例。 【】：单击该按钮，图形窗口中的图形将缩小一个单位。 【】：单击该按钮，图形窗口中的图形将放大一

16、个单位。 【】【】【】【】：单击该按钮，图形窗口中的图形将延箭头方向平移一个单位。 （3）旋转控制按钮 单击该按钮，图形将按按钮图示方向旋转一个单位。,（4）平移、旋转与缩放单位控制按钮 用户可以通过拖动滚动条改变图形的平移、旋转和缩放单位，默认单位的大小为30。 （5）图形动态观察按钮 用户选择动态显示方式后，可以直接通过鼠标来控制图形的显示方向和位置。在图形中按住鼠标的左键，可以对图形进行平移操作；滚动鼠标的中建，可以放大和缩小显示图形（向后滚为放大，向前滚为缩小）；按住鼠标的右键，可以对图形进行旋转操作。 提示：在ANSYS的正常操作中，选择动态显示方式可以用按住“Ctrl”键代替。相关

17、操作可以用“Ctrl键+鼠标左键”、“Ctrl键+鼠标中键”、“Ctrl键+鼠标右键”实现。该方法快捷而实用，需要熟练操作。 （6）执行键 该区几个按钮的作用同其它对话框一致，其中【Fit】按钮表示将图形缩放至图形窗口大小。,1. 指定文件名 Utility MenuFileChange Jobname 2保存数据库文件 【Save_db】数据库文件（jobnamev.db）记录了有限元模型的全部信息，包括前处理、求解和后处理过程中输入的初始数据及计算的结果数据。 3读取数据库文件 【Resume_db】 4读入/写出文本文件 ANSYS程序需要经常写入、读取一些自己的文本文件，一般都是ANS

18、YS命令的文本文件，如参数文件、命令文件、节点文件、单元文件、材料文件等。,文件管理,在ANSYS中，除了磁场分析外，不需要指定单位，只要保证数据的单位一致，即所有的单位由用户统一。用户可以在分析中使用任意一种单位制。 为了起标识作用，用户可以使用命令：/UNIT,Label，设置系统单位。Label是用户可以定义的单位，有USER（用户自定义单位，默认设置）、SI（国际单位制）和BFT（以英尺为基础的单位制）等。 例子说明： 1）国际单位制：长度m ，力N，质量kg，时间s，弹性模量Pa，密度kg/m3 ，位移m，应力Pa 。 2）N-mm-MPa制：长度mm ，力N，质量kg，时间s，弹性

19、模量MPa，密度103kg/mm3 ，位移mm，应力MPa 。,ANSYS单位制,坐标系 （1）总体坐标：用来确定几何图形参数（节点、关键点等）的空间位置。ANSYS默认的坐标系统是总体的笛卡尔坐标（直角坐标）三种坐标系原点重合，均为右手系。 （2）局部坐标：用户自定义的坐标。,(a)笛卡尔坐标系(X,Y,Z) (b)柱坐标系(R, ,Z) (c)球坐标系(R, ,),（3）节点坐标：定义每个节点的自由度方向和节点内力与位移的方向。 （4）单元坐标：确定材料特性主轴和单元内力与位移的方向。 （5）显示坐标：用于几何形状参数的列表和显示。 （6）结果坐标：在通用后处理操作中可以将节点和单元结果转

20、换到另一个坐标系中。,总体坐标系示意图,ANSYS几何建模,总体坐标系Utility Menu Work PlaneChang Active CS to Global Cartesian（直角坐标） Global Cylindrical （柱坐标） Global Spherical （球坐标） 局部坐标系是用户自己建立的坐标系，其原点可以不和整体坐标系的原点重合，其方位也可以不同于整体坐标系。每个坐标系均分配一个用于标识的坐标系号(必须是大于11的整数)，用户可通过整体坐标、三个节点、三个关键点、当前定义的工作平面的原点等方式创建局部坐标系。,坐标系,工作平面，可以理解为一个辅助进行建模操作的

21、参考平面，类似于绘图板，可依使用者要求随时变换位置。,工作平面,创建几何模型常用菜单命令,通过指定坐标创建关键点; 在工作平面上拾取任意点确定关键点; 通过在既有线上指定位置定义关键点; 在既有关键点之间生成关键点 ; 在既有关键点之间生成多个关键点; 由三点定义的圆弧中心定义生成一个关键点; 在既有节点位置生成一个关键点. 通过关键点来生成直线 ; 在激活坐标系下，由两个关键点生成直线或曲线 ; 通过已有关键点生成弧线; 由一组既有关键点通过拟合生成样条曲线; 通过一组既有关键点生成分段样条线; 生成圆或弧Arcs; 生成一条线段与既有的两条线成一定角度Angel to two line 生

22、成一条线与既有的一条线相切并具有同一终点Tangent to line 生成一条线与既有两条线相切Tangent to 2 line 在一个面上两个关键点之间生成一条最短的线Overlaid on area： 将一组既有关键点按一定路径拖拉生成线; 将一组既有关键点按一定轴旋转生成弧线; 两相交线之间生成倒角弧线Line fillet,创建关键点和创建线,将既有线转化到另一坐标系中： Move/ModifyTransfer CoordLines。 将一既有线分割成更小的线段： OperateBooleansDivideLine into 2 Lns， 或DivideLine into N Ln

23、s ， 或DivideLines w/ Options 。 将既有线延长：OperateExtend Line。 列表显示既有线：依次单击Utility MenuListLines 图形显示所有线：依次单击Utility MenuPlotLines， 或依次单击Utility MenuPlot Specified EntitiesLines。 对既有线进行选择：依次单击UtilityMenuSelectEntities。 删除线：ModelingDelete Lines Only（只删除线）， 或Line and Below（删除线和关键点）,同线相关的操作,通过一组封闭的线段创建一个平面：

24、通过关键点来创建面： 将既有线沿一定路径拖拉生成面： 将既有线沿一轴旋转生成面： 在两面之间生成一个倒角面：Area Fillet。 通过引导线由蒙皮生成光滑曲面：ArbitraryBy Skinning。 偏移既有面生成新面：ArbitraryBy Offset。 将既有面转化到另一坐标系： 拷贝面的一部分生成新面：CreateAreas ArbitraryOverlaid on Area。,生成面,通过已经定义的一组封闭曲面创建一个体： 通过既有关键点创建体： 将既有面沿一定路径拖拉成体： 将既有面沿一轴旋转生成体： 将既有面沿法线方向偏移生成体 在当前坐标系中对既有面进行拖拉，按比例延伸生成体： ExtrudeAreasBy XYZ Offset,创建体,通过指定角点位置生成矩形： By 2 Corners后，输入矩形一个角点在工作平面中的坐标（WP X, WP Y）、宽度（Width）和高度（Hight）。 在工作平面上生成矩形： By Dimensions。分别输入矩形x方向、y方向的最小值和最大值：（X1,X2），（Y1,Y2）。 通过指定中心和角点位置生