第一讲 有限元软件及ANSYS的运用.ppt

1、有限元法及ANSYS简介,退出,下一页,主讲：谢开仲,结构分析软件应用与开发研究生课程讲义,知识点： 有限元法 ANSYS的功能,下一页,1.1 有限元法简介,有限元法概念 2. 有限元法发展 基本思想的产生：1943年，Courant 首次提出有限元名词：1960年，Clough 高速发展：最近30多年，有SAP、ADINA、ANSYS、ABAQUS、NASTRAN、 LS-DYNA、MARC等等 3. 常用术语 单元 节点 节点力和节点荷载 边界条件 位移函数 收敛准则,1.2 有限元法分析过程,1. 结构离散化 2. 选择位移插值函数 3. 分析单元的力学特征 4 集合所有单元的平衡方程

2、 5 由平衡方程求解未知节点位移和计算单元应力 6 整理并输出结果 7 结合计算结果进行后续分析，得到问题的最终分析结果,1.3 有限元通用程序的特点和要求,特点： 1. 实现有限元理论 2. 可以选择单元以适应各种结构 3. 能处理不同本构方程的材料 4 能合成并解算大型方程组 5 能控制计算的误差 6 具备图像显示功能 7 用户可自行插入或修改程序 8 有培训和维护的能力 要求： 1 结构化 2 模块化,1.4 结构分析特点,1 结构分析目的 结构的变形状态 结构内部的受力（应力）状态 2 求解的方法 精确方法 近似方法,1.5 ANSYS简介,1 ANSYS发展过程 ANSYS公司创立1

3、970年，John Swanson博士(美国匹茨堡大学教授) 通过ISO90001质量体系认证1995年 美国机械工程协会(ASME)、美国核安全局(NQA)及近二十种专业技术协会认证 首个在我国压力容器标准化技术委员会认证的分析软件 2 使用环境 硬件： PC机 NT工作站 UNIX工作站 大型计算机 软件： 各种操作系统 接口： 多种CAD软件,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.5 ANSYS简介,3 工程应用,1.6 ANSYS的

4、主要模块,一般前处理器 （General Preprocessor，Prep7） 求解处理器 （Solution Processor，SOLU） 一般后处理器 （General Processor，POST1） 优化处理器 （Optimization Processor，OPT） 时域后处理器 （Time Domain Postprocessor,POST26）,1.7 ANSYS运行环境,模块选择,1.7 ANSYS运行环境,文件管理,1.7 ANSYS运行环境,用户管理/个人设置 程序初始化等,1.8 ANSYS界面,下拉式菜单（应用命令菜单）Utility Menu 主菜单 Main M

5、enu 工具条 Toolbar 输入窗口 Input Window 图形窗口 Graphic Window 输出窗口 Output Window,1.9 ANSYS的分析过程,可分为三个步骤： 建立模型 加载求解 查看结果,1.9.1 建立模型,1 指定工作文件名和分析标题 指定工作文件名 定义分析标题 2 定义单位 3 定义单元类型 4 定义单元实常熟 5 定义材料特性 6 建立有限元模型 几何建模 直接建模,1.9.2 加载求解,1 选择分析选项 静态/稳态求解 模态求解 谐响应求解 瞬态求解 谱求解 特征屈曲求解 子结构求解,1.9.2 加载求解,2 设置分析选项 非线性选项 Large

6、 deform effects Newtou-Raphson option Adaptive descent 线性选项： Linear Options 求解器设置 Equation Solver Tolerance/Level Single Precision Memory Save,1.9.2 加载求解,3 设置荷载步选项 Analysis Option Small Displacement Static Large Displacement Static Small Displacement Transient Large Displacement Transient Restart Current Transient Time Control Time at end of loadstep Automatic time stepping Number of substeps Write Items to Results Files ALL solution items Basic quantities User selected Frequen