Project1 梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）： 矩形截面：圆截面：工字形截面： B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK
ANSYS主要功能与模块 (2012-12-24 13:37:26) 转载▼ 标签： ansys功能 分类：ansys ansys模块 杂谈 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。 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 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
ANSYS复习试卷 一、填空题 1.启动ANSYS有命令方式和菜单方式两种方式。 2.典型的ANSYS分析步骤有创建有限元模型（预处理阶段）、施加载荷并求解（求解阶段）、查看结果（后处理阶段）等。 3.APDL语言的参数有变量参数和数组参数，前者有数值型和字符型，后者有数值型、字符型和表。 4.ANSYS中常用的实体建模方式有自下而上建模和自上而下建模两种。 5.ANSYS中的总体坐标系有总体迪卡尔坐标系 [csys,0]、总体柱坐标系(Z)[csys,1]、总体球坐标系[csys,2]和总体柱坐标系(Y)[csys,3]。 6.ANSYS中网格划分的方法有自由网格划分、映射网格划分、扫掠网格划分、过渡网格划分等。 7.ANSYS中载荷既可以加在实体模型上，也可以加在有限元模型上。 8.ANSYS中常用的加载方式有直接加载、表格加载和函数加载。 9.在ANSYS中常用的结果显示方式有图像显示、列表显示、动画显示等。 10.在ANSYS中结果后处理主要在通用后处理器 (POST1) 和时间历程后处理器 (POST26) 里完成。 11.谐响应分析中主要的三种求解方法是完全法、缩减法、模
态叠加法 。 12.模态分析主要用于计算结构的 固有频率 和 振型(模态) 。 13. ANSYS 热分析可分为 稳态传热 、 瞬态传热 和 耦合分析 三类。 14. 用于热辐射中净热量传递的斯蒂芬-波尔兹曼方程的表达式是4411212()q A F T T εσ=-。 15. 热传递的方式有 热传导 、 热对流 、 热辐射 三种。 16. 利用ANSYS 软件进行耦合分析的方法有 直接耦合 、 间接耦合 两种。 二、 简答题 1. 有限元方法计算的思路是什么包含哪几个过程 答：（1）有限元是将一个连续体结构离散成有限个单元体，这些单元体在节点处相互铰结，把荷载简化到节点上，计算在外荷载作用下各节点的位移，进而计算各单元的应力和应变。用离散体的解答近似代替原连续体解答，当单元划分得足够密时，它与真实解是接近的。 （2）物体离散化；单元特性分析；单元组装；求解节点自由度。 2. ANSYS 都有哪几个处理器各自用途是什么 答：（1）有6个，分别是：前处理器；求解器；通用后处理器；时间历程后处理器；拓扑优化器；优化器。 （2）前处理器：创建有限元或实体模型； 求解器：施加荷载并求解； 通用后处理器：查看模型在某一时刻的结果； 时间历程后处理器：查看模型在不同时间段或子步历程上的结果； 拓扑优化器：寻求物体对材料的最佳利用； 优化器：进行传统的优化设计；
1. ANSYS交互界面环境包含交互界面主窗口和信息输出窗口。 2. 通用后处理器提供的图形显示方式有变形图、等值线图、矢量图、粒子轨迹图以及破裂和压碎图。 3. ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场和耦合场分析于一体的有限元分析软件。 4. 启动ANSYS 10.0的程序，进入ANSYS交互界面环境，包含主窗口和输出窗口。 5. ANSYS程序主菜单包含有前处理、求解器、通用后处理、时间历程后处理器等主要处理器，另外还有拓扑优化设计、设计优化、概率设计等专用处理器。 6. 可以图形窗口中的模型进行缩放、移动和视角切换的对话框是图形变换对话框。 7. ANSYS软件默认的视图方位是主视图方向。 8. 在ANSYS中如果不指定工作文件名，则所有文件的文件名均为 file 。 9. ANSYS的工作文件名可以是长度不超过 64 个字符的字符串，必须以字母开头，可以包含字母、数字、下划线、横线等。 10. ANSYS常用的坐标系有总体坐标系、局部坐标系、工作平面、显示坐标系、节点坐标系、单元坐标系和结果坐标系。 11. ANSYS程序提供了4个总体坐标系，分别是：总体直角坐标系，固定内部编号为0；总体柱坐标系，固定内部编号为；总体球坐标系，固定内部编号为2；总体柱坐标系，固定内部编号为5。 12. 局部坐标系的类型分为直角坐标系、柱坐标系、球坐标系和环坐标系。 13. 局部坐标系的编号必须是大于或等于 11 的整数。 14. 选择菜单路径Utility Menu →WorkPlane→Display Working Plane，将在图形窗口显示工作平面。 15. 启动ANSYS进入ANSYS交互界面环境，最初的默认激活坐标系（当前坐标系）总是总体直角坐标系。 16. ANSYS实体建模的思路（方法）有两种，分别是自底向上的实体建模和自顶向下的实际建模。 17. 定义单元属性的操作主要包括定义单元类型、定义实常数和定义材料属性等。 18. 在有限元分析过程中，如单元选择不当，直接影响到计算能否进行和结果的精度。 19. 对于各向同性的线弹性结构材料，其材料属性参数主要有弹性模量和泊松比。
第1章 习题 1.ANSYS软件程序包括几大功能模块？分别有什么作用？ 2.如何启动和退出ANSYS程序？ 3.ANSYS程序有哪几种文件类型？ 4.ANSYS结构有限元分析的基本过程是什么？ 5.两杆平面桁架尺寸及角度如习题图1.1所示，杆件材料的弹性模量为2.1×1011Pa，泊松 比为0.3，截面面积为10cm2，所受集中力载荷F=1000N。试采用二维杆单元LINK1计算集中力位置节点的位移和约束节点的约束反力。 习题图1.1 两杆平面桁架 第2章 习题 1.建立有限元模型有几种方法？ 2.ANSYS程序提供了哪几种坐标系供用户选择？ 3.ANSYS程序中如何平移和旋转工作平面？ 4.试分别采用自底向上的建模方法和自顶向下的建模方法建立如习题图2.1所示的平面图 形，其中没有尺寸标注的图形读者可自行假定，并试着采用布尔运算的拉伸操作将平面图形沿法向拉伸为立体图形。
习题图2.1 平面图形 5.试分别利用布尔运算建立如习题图2.2所示的立体图形，其中没有尺寸标注的图形读者 可自行假定。 习题图2.2 立体图形 6.试对习题图2.3所示的图形进行映射网格划分，并任意控制其网格尺寸，图形尺寸读者 可自行假定。 习题图2.3 映射网格划分
第3章 习题 1.试阐述ANSYS载荷类型及其加载方式。 2.试阐述ANSYS主要求解器类型及其适用范围。 3.如何进行多载荷步的创建，并进行求解？ 4.试建立如习题图3.1所示的矩形梁，并按照图形所示施加约束和载荷，矩形梁尺寸及载 荷位置大小读者可自行假定。 习题图3.1 矩形梁约束与载荷 5.试建立如习题图3.2所示的平面图形，并按照图形所示施加约束和载荷，平面图形的尺 寸及载荷大小读者可自行假定。 习题图3.2 平面图形约束与载荷 第4章 习题
ANSYS学习资料 1. ANSYS中的模态分析、谐响应分析和瞬态动力学分析都是属于动力分析。模态分析用于确定设计结构或机械部件的振动特性，即结构的固有频率和振形。周期荷载作用下，结构产生的周期响应称为谐响应，谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按简谐规律变化的荷载时的稳态响应分析。瞬态动力学分析用于确定承受任意的随时间变化荷载的结构的动力响应，瞬态动力学分析可以确定结构在静荷载、瞬态荷载、简谐荷载的任意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。 2. 非线性最大的特性就是变结构刚度。它由多种原因引起的，其中主要有以下三个方面的因素：几何非线性、材料非线性和由不断变化的工作状态造成的非线性。 3. ANSYS中，每种单元都有一个唯一的编号和一个标识单元类别的前缀。Solid45的solid表示3D实体单元，45表示单元库中的第45号单元。 4. ANSYS中的模型分为实体模型（或几何模型）和有限元模型。实体模型中，图元的层次关系从底向上为keypoint（关键点）、line（线）、area（面）、volumn （体）。有限元模型由node（节点）和element（单元）组成。 5. ANSYS在运行时需要生成许多文件，这些文件都写在工作目录中。ANSYS的工作目录的设置在启动时运行Interactive，在working directory中设置。 6. ANSYS中构造实体模型有两种办法：自底向上建模和自顶向下建模。自底向上建模即先定义关键点，再利用这些关键点定义较高级的图元，如线、面、体等。自顶向下建模即通过汇集线、面、体等几何体素，或者利用它们相互之间的布尔操作来构造模型。 7. ANSYS有2种创建有限元模型的方法，分别是实体建模和直接生成。实体建模是画出模型的几何形状，然后利用ANSYS程序对几何实体进行网格划分产生节点和单元。直接生成是直接定义每个节点的位置和每个单元的连接。 8. ANSYS中的单元属性是指在划分网格以前必须指定的所分析对象的特征，这些特征包括：材料属性、单元类型和实常数。如果指定单元类型为梁单元，通常还需指定截面特性。并不是所有的单元都需要实常数。 9. ANSYS有三种网格划分方式，分别是自由网格划分、映射网格划分和扫掠网格划分。 10. ANSYS有2种加载方式，即实体模型加载和有限元模型加载。实体模型加载是将荷载施加于实体模型上，即关键点、线、面上。有限元模型加载是将荷载施加于有限元模型上，即节点和单元上。荷载施加于实体模型上时，改变有限元网格不影响荷载。荷载若施加于有限元模型上，当改变有限元网格时，荷载即失效。 11. ANSYS的荷载类型包括位移、集中力、表面荷载、温度、重力和旋转惯性力等。 12. 在ANSYS的所有静态和动态加载分析中，不论分析是否依赖于时间，都使
练习1 高压容器筒体与封头的连接区的应力分析由于球型封头在内压力作用下的两向应力相同，应力状态最好，在凸形封头中所需厚度最小，因此直径较大的高压容器一般采用球型封头。但是，由于球型封头的厚度与相连筒体的厚度相差较大，因此，筒体与封头之间必然存在过渡区，通常采用锥形过度段进行连接。而锥形过度段则通过削薄筒体端部获得，结构如图9-1所示。由于结果的不连续，使得该过度区域称为高压容器告应力区之一。 1．问题描述 某高压容器设计压力P=16MPa,设计温度T=200℃，材料为16MnR。筒体内径R1=775mm，容器筒体与封头的连接区进行应力分析。 2．分析问题 由于主要讨论封头与筒体过渡区的应力状况，忽略封头上的其他结构，如开孔接管等，建立如图9-2所示的有限元分析力学模型，其中筒体长度应远大于边缘应力的衰减长度，此处取筒体长度Lc=1200mm。 图9-1 高压容器球形封头与筒体链接区结构图9-2有限元分析模型 有限元计算采用PLANE82单元，并设定轴对称选项。筒体下端各节约束轴向位移，球壳对称面上各节点约束水平方向位移，内壁施加均匀压力面载荷。 3．GUI过程 （1）环境设置。 Step 1 启动ANSYS：以交互模式进入ANSYS。在总路径下面建立子路径F：\ANSYS_WORK,工作文件名取为E41，进入ANSYS界面。 Step 2 设置标题：执行Utility Menu＞Change Title命令，弹出Change Title对话框，输入vortex，单击OK按钮，关闭对话框。 Step 3 初始化设计变量：执行Utility Menu＞Parameters＞Scalar Parameters命令，弹出Scalar Parameters对话框，输入表4-1所列参数。
对ansys主要命令的解释 1，/PREP7 ! 加载前处理模块 2，/CLEAR,NOSTART ! 清除已有的数据, 不读入启动文件的设置(不加载初始化文件)初始化文件是用于记录用户和系统选项设置的文本文件 /CLEAR, START !清除系统中的所有数据,读入启动文件的设置 /FILENAME, EX10.5 ! 定义工程文件名称 /TITLE, EX10.5 SOLID MODEL OF AN AXIAL BEARING ! 指定标题 4，F,2,FY,-1000 ! 在2号节点上施加沿着-Y方向大小为1000N的集中力 6，FINISH ! 退出模块命令 7，/POST1 ! 加载后处理模块 8，PLDISP,2 ! 显示结构变形图,参数“2”表示用虚线绘制出原来结构的轮廓 9，ETABLE,STRS,LS,1 ! 用轴向应力SAXL的编号”LS,1”定义单元表STRS ETABLE, MFORX,SMISC,1 ! 以杆单元的轴力为内容, 建立单元表MFORX ETABLE, SAXL, LS, 1 ! 以杆单元的轴向应力为内容, 建立单元表SAXL ETABLE, EPELAXL, LEPEL, 1 ! 以杆单元的轴向应变为内容, 建立单元表EPELAXL ETABLE,STRS_ST,LS,1 !以杆件的轴向应力“LS,1”为内容定义单元表STRS_ST ETABLE, STRS_CO, LS,1 !以杆件的轴向应力“LS,1”定义单元表STRS_CO ETABLE,STRSX,S,X ! 定义X方向的应力为单元表STRSX ETABLE,STRSY,S,Y ! 定义Y方向的应力为单元表STRSY *GET,STRSS_ST,ELEM,STEEL_E, ETAB, STRS_ST !从单元表STRS_ST中提取STEEL_E单元的应力结果，存入变量STRSS_ST; *GET, STRSS_CO,ELEM,COPPER_E,ETAB,STRS_CO”从单元表STRS_CO中提取COPPER_E单元的应力结果，存入变量STRSS_CO 10 FINISH !退出以前的模块 11, /CLEAR, START ! 清除系统中的所有数据,读入启动文件的设置 12 /UNITS, SI !申明采用国际单位制 14 /NUMBER, 2 !只显示编号, 不使用彩色 /NUMBER, 0 ! 显示编号, 并使用彩色 15 /SOLU ! 进入求解模块:定义力和位移边界条件,并求解 ANTYPE, STATIC ! 申明分析类型是静力分析(STATIC或者0) OUTPR, BASIC, ALL ! 在输出结果中, 列出所有荷载步的基本计算结果 OUTPR,BASIC,ALL !指定输出所有节点的基本数据 OUTPR,BASIC,LAST ! 选择基本输出选项,直到最后一个荷载步 OUTPR,,1 ! 输出第1个荷载步的基本计算结果 OUTPR,BASIC,1 ! 选择第1荷载步的基本输出项目 OUTPR,NLOAD,1 ! 指定输出第1荷载步的内容 OUTRES,ALL,0 !设置将所有数据不记录到数据库。 NSUBST,1 ! 指定当前求解的荷载步 16 /AUTO,1 ! 设置模型显示的最佳比例 17 /VUP,1,X ! 设置X轴向上 /ANGLE,1,0 ! 水平轴夹角0度
更快更强-ANSYS仿真计算硬件配置推荐(2013A) 跨入2013年，HPC硬件技术有了很大发展，对工作站性能提升的CPU、总线架构、GPU、RAID-IO、SSD技术等等，有了一个全新的升级换代，intel 推出了Sandybridge架构Xeon技术、AVX高级矢量指令集、核数越来越多、内存容量越来越大、Nvidia提供了更强大的支持图形处理和并行计算的Kepler架构GPU处理器、LSI推出了基于pcie3.0结构更大带宽的双核IO阵列处理器…. 通常计算机硬件升级换代总是比软件方面走在前面，ANSYS作为仿真计算的占有显著位置，软件版本已经到14.5，充分享受这些IT技术变化带来的好处，全面支持intel的高级矢量指令集AVX、支持pcie3.0，内存容量和带宽大幅提升，支持性能达1Tflops的Tesla K20并行计算卡，计算规模更大，求解速度大幅提升，ANSYS主要软件进行了功能上的提升： ANSYS Mechanical 方面： 1.Sparse稀疏矩阵求解器（SMP和DMP）支持GPU 2.工作站或计算节点支持多GPU架构计算 3.PCG求解器支持CPU+GPU混合架构计算 ANSYS Fluent方面： -AMD求解器支持在单GPU卡上并行计算 ANSYS三大类仿真计算软件计算特点归类： (1)隐式结构计算（Ansys Mechnical） 计算特点：对内存要求最大，对硬盘容量和IO读写带宽要求高, 虚拟内存io对整个计算过程有影响，支持GPU并行计算
(2)显式结构计算（Ansys LS-Dyna、AutoDYN） 计算特点：对CPU要求高，对CPU核数无限制，对内存容量要求高，对内存容量需求高，和QPI及CPU与内存通道带宽要求高，硬盘io一般 硬件配置规模划分： (3)流体计算（Ansys Fluent、CFX） 计算特点：CPU并行计算效果好，对核数无限制，对内存容量需求高，和QPI及CPU与内存通道带宽要求高，对硬盘要求一般， 硬件配置规模划分：
混凝土 $ *MAT_ELASTIC_PLASTIC_HYDRO $1,2.3,0.13,3.2E-4,,-5.E-5,1. $,,3 2,2.4,0.126,2.5E-4,,-5.E-5,0.4 ,,3. *EOS_GRUNEISEN 2,0.2500,1.0,0.,0.,1.9,0.0 0.,1. $ $国际单位 *MAT_ELASTIC_PLASTIC_HYDRO_SPALL $1,2.3,0.13,3.2E-4,,-5.E-5,1. $,,3 2,2.4E+03,0.126E+11,2.5E+7,,-5.E+6,0.4E+11 ,,3. *EOS_GRUNEISEN 2,0.2500E+4,1.0,0.,0.,1.9,0.0 0.,1. $ 混凝土参数 密度 2.4g/cm剪切模量 12.6Cpa屈服应力 25Mpa抗拉强度 5Mpa失效应变 0.4 GRUNEISEN状态方程参数 C=2500m/s S1=1.0 S2=0 S3=0 ω=1.9 A=0 E0=0 V0=1 sdyyds混凝土随动硬化模型 *mat_plastic_kinematic 3 2100 3.00e+10 0.18 2.0e+07 0 0 0.002 *mat_plastic_kinematic 2 2600 4.75e+10 0.18 6.0e+07 4.75e+09 0 99.3 1.94 0.004
取自龚自明防护工程混凝土靶体尺寸及边界约束对侵彻深度影响的数值模拟*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 4,2.4,0.123,0.79,1.60,0.007,0.61,2.4E-4 2.7e-5,1.0e-6,0.01,7.0,8.0e-5,5.6e-4,1.05e-2,0.1 0.04,1.0,0.174,0.388,0.298 取自龚自明防护工程 BLU-109B侵彻厚混凝土靶体的计算与分析 *MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 4,2.4,0.132,0.79,1.60,0.007,0.61,3.22E-4 3.15e-5,1.0e-6,0.01,7.0,1.08e-4,7.18e-4,1.05e-2,0.1 0.04,1.0,0.174,0.388,0.298 取自蔡清裕国防科技大学学报模拟刚性动能弹丸侵彻混凝土的FE-SPH方法*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE mid RO G A B C N FC 1, 2.2,0.164,0.75,1.65,0.007,0.61,4.4e-4 T EPS0 EFMIN SFMAX PC UC PL UL 2.4e-5,1.0e-6,0.01,11.7,1.36e-4,5.8e-4,1.05e-2,0.1 D1 D2 K1 K2 K3 FS 0.03,1.0,0.174,0.388,0.298 取自凤国爆炸与冲击《大应变。高应变率及高压下混凝土的计算模型〉 *MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 2,2.44,0.1486,0.79,1.60,0.007,0.61,4.8E-4 4.0e-5,1.0e-6,0.01,7.0,1.6E-4,0.001,8.0E-3,0.1 0.04,1.0,0.85,-1.71,2.08 取自宋顺成爆炸与冲击弹丸侵彻混凝土的SPH算法 *MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 1，2.4，0.1486，0.79，1.60，0.007，0.61，1.4e-4 4.0e-5，1.0e-6，0.01，7.0，1.6e-4，0.001，8.0E-3，0.1 0.04，1.0，0.174，0.388，0.298 *Mat_johnson_holmquist_concrete
Building Your Application The first decision that you must make is whether your application resides within the Workbench environment or will call Workbench functionality from another process, typically an HTML web page. It is suggested that you build your application within the Workbench environment. The majority of the discussion in this document will be about how to build graphical user interfaces (GUI) and other important issues within Workbench. To learn how to build an application from within an HTML page please see Building an Application Outside of the Workbench SDK. See Building an Application Inside of the Workbench SDK to learn how to build your GUI and use other tools within the Workbench environment. If you prefer to use Simulation as a fully-functional starting point for your custom application, see Building an Application by Customizing Simulation. If you are using Workbench, you are most likely building Finite Element (FE) applications. See Using the Workbench SDK Objects for information needed to build your application.
ANSYS电磁兼容仿真设计软件 用途：用于电子系统电磁兼容分析，包括PCB信号完整性、电源完整性和电磁辐射协同仿真，数模混合电路的噪声分析和抑制，以及机箱系统屏蔽效能和电磁泄漏仿真，确保系统的电磁干扰和电磁兼容性能满足要求。 一、购置理由 1现代电子系统设计面临越来越恶劣的电磁工作环境，一方面电子系统包括了电源模块、信号处理、计算机控制、传感与机电控制、光电系统及天线与微波电路等部分，系统内部相互不发生干扰，正常工作，本身就非常困难；另一方面，在隐身、电子对抗、静放电，雷击和电磁脉冲干扰等恶劣电磁环境下，设备还需要有足够的抗干扰能力，为电路正常工作留有足够的设计裕量。为了确保xx系统的工作可靠性，设备必须通过相关的电磁兼容标准，如国军标GJB151A，GJB152A。 长期以来，设备的电磁兼容设计和仿真一直缺乏必要的仿真设计手段，只能依赖于设备后期试验测试，不仅测量成本高昂，而且，如果EMI测量超标，后续的查找问题和修正问题基本上依赖于经验和猜测。而解决电磁兼容问题，也只能靠经验进行猜想和诊断，采取的措施也只能通过不断的试验进行验证，这已经成为制约我们产品进度的重要原因。。 2目前我所数字电路设计的经验和手段已经有很大改善，我们在复杂PCB布线、高速仿真方面取得了很多的成果和经验，并且已经开
始高速通道设计的预研。在相关PCB布线工具的帮助下，将复杂的多电源系统PCB布通，确保集成电路之间的正确连接已经基本上没有问题。但是随着应用深入，也存在一些困难，特别在模拟数字转换、高速计算与传输PCB和系统的设计中，我们不仅要保证电路板的正常工作，还要提高关键性的技术指标，例如数模转换电路的有效位数、信号传输系统的速率和误码率等，此外，还要满足整个卫星电子系统的电磁兼容/电磁干扰要求，为此，我们迫切需要建立的仿真功能包括： ●高速通道中，连接器，电缆等三维全波精确和建模仿真， 这些结构的寄生效应对于信号的传输性能有至关重要的影 响； ●有效的PCB电源完整性分析工具，对PCB上的电源、地等 直流网络的信号质量进行仿真 ●为提高仿真精度，需要SPICE模型，IBIS模型和S参数模 型的混合仿真 ●需要同时进行时域和频域仿真和设计，观察时域的眼图、 误码率，调整预加重和均衡电路的频域参数，使得信号通道 的物理特性与集成电路和收/发预加重、均衡等相配合，达到 系统性能的最优 ●有效的PCB的辐射控制与仿真手段，确保系统EMI性能达 标。 现在EDA市场上已经有一些SI/PI和EMI/EMC仿真设计工具，但存在多方面的局限性。我们的PCB布线工具虽然能解决一定的问题，
ANSYS 复习试卷 一、 填空题 1. 启动ANSYS 有 命令方式 与 菜单方式 两种方式。 2. 典型的ANSYS 分析步骤有 创建有限元模型(预处理阶段) 、 施加载荷并 求解(求解阶段)、查瞧结果(后处理阶段) 等。 3. APDL 语言的参数有 变量 参数与 数组 参数,前者有数值型与字符型,后 者有数值型、字符型与 表 。 4. ANSYS 中常用的实体建模方式有 自下而上建模 与 自上而下建模 两种。 5. ANSYS 中的总体坐标系有 总体迪卡尔坐标系 [csys,0]、总体柱坐标系 (Z)[csys,1]、总体球坐标系 [csys,2]与总体柱坐标系(Y)[csys,3]。 6. ANSYS 中网格划分的方法有 自由网格划分 、 映射网格划分 、 扫掠网格 划分、过渡网格划分 等。 7. ANSYS 中载荷既可以加在 实体模型 上,也可以加在 有限元模型 上。 8. ANSYS 中常用的加载方式有 直接加载 、 表格加载 与 函数加载 。 9. 在ANSYS 中常用的结果显示方式有 图像显示 、 列表显示 、 动画显示 等。 10.在ANSYS 中结果后处理主要在 通用后处理器 (POST1) 与 时间历程后处理 器 (POST26) 里完成。 11.谐响应分析中主要的三种求解方法就是 完全法 、 缩减法 、 模态叠加 法 。 12.模态分析主要用于计算结构的 固有频率 与 振型(模态) 。 13.ANSYS 热分析可分为 稳态传热 、 瞬态传热 与 耦合分析 三类。 14.用于热辐射中净热量传递的斯蒂芬-波尔兹曼方程的表达式就是 4411212()q A F T T εσ=-。 15.热传递的方式有 热传导 、 热对流 、 热辐射 三种。
平面问题斜支座的处理 如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end
2016《结构概念分析及ANSYS 程序实现》考试题（A 卷） 姓名 ; 学号 ; 一、多项选择题（每题3分，共15分） 1. 为分析某冷弯薄壁型钢构件的弹塑性局部失稳问题，可以采用如下哪些单元：（ ） A ） BEAM3 B ）BEAM188 C ）SHELL63 D ）SHELL181 E ）SOLID65 2. 某简支钢梁跨度为6m ，支座为两端固定铰，已知梁截面高度60mm ，梁上承受均布线荷载，材料始终处于弹性状态，采用BEAM3单元模拟；以下表述正确的是：（ ） A ）钢梁的剪切变形相对于弯曲变形可以忽略不计； B ）钢梁的剪切变形相对于弯曲变形不能忽略不计； C ）打开几何大变形的开关，比不打开几何大变形开关时，计算得到的跨中挠度更大； D ）打开几何大变形的开关，比不打开几何大变形开关时，计算得到的跨中挠度更小； 3. 某K6凯威特型单层球面网壳，跨度为30m ，矢高为5m ，杆件采用圆钢管，节点采用焊接球节点；为分析网壳的弹性临界荷载，采用BEAM188建立模型；以下叙述正确的是：（ ） A ）为了考虑单根杆件的弯曲失稳，在建模时需将杆件分为多段； B ）打开BEAM188的翘曲自由度开关对计算结果影响较大； C ）打开BEAM188的高阶形函数开关，比关闭这个开关，计算得到的临界荷载更小； D ）打开BEAM188的高阶形函数开关，比关闭这个开关，计算得到的临界荷载更大； 4. 如图所示的某四边简支矩形薄钢板，两加载边承受面内均匀压力，两非加载边的面内约束情况有2种，一种为面内不能自由移动（即结构I ）；一种为面内可以自由移动 （即结构II ）；以下叙述正确的是：（ ） A ）对于结构I ，第1阶屈曲模态为1个半波失稳； B ）对于结构I ，第1阶屈曲模态为2个半波失稳； C ）对于结构II ，第1阶屈曲模态为1个半波失稳； D ）对于结构II ，第1阶屈曲模态为2个半波失稳； E ）结构I 的屈曲荷载低于结构II 的屈曲荷载，结构I 的极限承载力低于结构II 的极限承载力； 5. 开孔钢板承受均匀拉力，材料为Q235，采用理想弹塑性模型BKIN 模拟本构关系，采用实体单元SOLID186模拟钢板，以下叙述正确的是：（ ） A ）净截面上的平均应力σy 达到235MPa 时，结构达到极限承载力； B ）毛截面上的平均应力σy 达到235MPa 时，结构达到极限承载力； C ）孔边的网格划分越密，孔边应力集中系数越接近于理论值； D ）当结构达到极限承载力时，孔边应力σy 等于235MPa ； E ）当结构达到极限承载力时，孔边应力σy 大于235MPa ； 二、简答题（每题5分，共25分） 1. 如下图所示的结构，各二力杆的轴向刚度EA 为无穷大，二力杆之间采用转动弹簧连接，转动弹簧的刚度为k ，定义3个自由度x1、x2和x3，试写出结构的弹性刚度矩阵和应力刚度矩阵（5分）； 2. 如下图所示的两结构，实线代表结构的初始位形，虚线代表荷载P 施加完成后的位置，在整个荷载施加过程中结构始终维持平衡，试问：荷载施加完成后，荷载P 所做的功是否相同？结构中储存的应变能是否相同？在同一张图中画出两结构的荷载位移曲线。（5分）； 结构A 结构B 3. 如下图所示承受水平拉力和竖向荷载的高强钢索，材料为线弹性；采用如下2种加载路径进行加载：A ）先施加H ，再施加q ；B ）施加0.5H ，再施加q ，再施加0.5H 。试画出：1）水平力H 和水平位移Ux 之间的荷载位移曲线；2）竖向荷载q 和跨中竖向挠度之间的关系曲线（5分）；
/PREP7 /TITLE,Steady-state thermal analysis of pipe junction /UNITS,BIN ! 英制单位；Use U. S. Customary system of units (inches) ! /SHOW, ! Specify graphics driver for interactive run ET,1,90 ! Define 20-node, 3-D thermal solid element MP,DENS,1,.285 ! Density = .285 lbf/in^3 MPTEMP,,70,200,300,400,500 ! Create temperature table MPDATA,KXX,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12 ! 指定与温度相对应的数据材料属性；导热系数；Define conductivity values MPDATA,C,1,,.113,.117,.119,.122,.125 ! Define specific heat values（比热） MPDATA,HF,2,,426/144,405/144,352/144,275/144,221/144 ! Define film coefficient;除144是单位问题，上面的除12也是单元问题 ! Define parameters for model generation RI1=1.3 ! Inside radius of cylindrical tank RO1=1.5 ! Outside radius Z1=2 ! Length RI2=.4 ! Inside radius of pipe RO2=.5 ! Outside pipe radius Z2=2 ! Pipe length CYLIND,RI1,RO1,,Z1,,90 ! 90 degree cylindrical volume for tank WPROTA,0,-90 ! 旋转当前工作的平面；从Y到Z旋转-90度；；Rotate working plane to pipe axis CYLIND,RI2,RO2,,Z2,-90 ! 角度选择在了第四象限；90 degree cylindrical volume for pipe WPSTYL,DEFA ! 重新安排工作平面的设置；另外WPSTYL,STAT to list the status of the working plane；；Return working plane to default setting BOPT,NUMB,OFF ! 关掉布尔操作的数字警告信息；Turn off Boolean numbering warning VOVLAP,1,2 ! 交迭体；Overlap the two cylinders /PNUM,VOLU,1 ! 体编号打开；Turn volume numbers on /VIEW,,-3,-1,1
ANSYS命令集 /EXIT,Slab,Fname,Ext,Dir Slab=ALL 保存所有资料 Slab=NOSA VE所有更改资料不保存 Slab=MODEL保存实体模型，有限元 模型，负载的资料（系统默认）例：/EXIT，ALL -------------------------------------------------------- /FILNAM，Fname Fname=工作文件名称，不要扩展名例：/FILNAM，Sanpangzi --------------------------------------------------------/SA VE,Fname,Ext,Dir 保存目前所有的Datebase资料，即 更新Jobname.db --------------------------------------------------------/RESUME,Fname,Ext,Dir,NOPAR 回到最后SA VE时的Datebase 状态 --------------------------------------------------------/CLEAR 清除所有Datebase资料 -------------------------------------------------------- LOCAL，KCN，KCS，XC，YC，ZC，THXY，THYZ，THZX，PAR1，PAR2 定义区域坐标系统 KCN 区域坐标系统代号，大于10的任何号码
KCS=0，1，20=笛卡儿坐标 1=圆柱坐标 2=球面坐标XC，YC，ZC 该区域坐标原点与整体坐标原点的关系 THXY，THYZ，THZX 该区域坐标与整体坐标XYZ轴的关系例：LOCAL，11，1，1，1，0 -------------------------------------------------------- CSYS，0，1，2声明当前坐标系统 例：CSYS，0 -------------------------------------------------------- /UNITS，LABEL 声明系统分析时所用的单位 LABEL=SI (米，千克，秒) LABEL=CGS (厘米，克，秒) LABEL=BFT (英尺) LABEL=BIN (英寸) 例：LABEL，SI -------------------------------------------------------- /PREP7进入通用前处理器-------------------------------------------------------- N，NODE，X，Y，Z，THXY，THYZ，THZX 定义节点NODE 节点号码X，Y，Z 节点在当前坐标系中位置 例：N，1，2，3，4 -------------------------------------------------------- NDELE，NODE1，NODE2，NINC 删除已建立的节点