2006_通用有限元程序ANSYS及应用_08

有限元软件ANSYS主要菜单中文解释ANSYS9.0程序主要菜单中文解释(1) 实用菜单窗口【Utility Menu】实用菜单中的子菜单都是下拉菜单，包括有：【File】文件管理菜单【Select】选择菜单【List】显示菜单【Plot】绘图菜单【PlotCtrls】绘图控制菜单【WorkPlane】工作平面菜单【Parameters】参数控制菜单【Macro】宏管理菜单【MenuCtrls】菜单控制菜单【Help】帮助菜单a. 文件管理菜单【File】【Clear & Start New…】清除或重新启动【Change Jobname…】改变作业名【Change Directory…】改变目录【Change Title…】改变题目【Resum Jobname.db…】取回作业【Resum from…】从目录中取回【Save as Jobname.db】储存作业【Save as…】另存作业【Write DB Log file…】输出.db Log文件【Read Input from…】读入文件【Switch Output to ?】输出结果文件【List ?】显示文件内容【File Options ?】对文件进行重命名、删除和复制等操作【ANSYS File Options…】设定ANSYS文件的属性等【Import ?】导入其他CAD系统的文件【Export…】导出IGES格式的文件【Report Generator…】报告生成器【Exet…】退出b. 选择菜单【Select】【Entites…】选择实体【Component Manager…】组元管理【Comp/Assembly ?】选择组元和集合【Everything】重新激活整个模型【Everything Below ?】激活某类实体c.显示菜单【List】【File ?】显示文件内容【Status ?】显示选取内容的状态【Keypoint ?】显示关键点的属性和相关数据【Lines…】显示线的属性和相关数据【Areas】显示面的属性和相关数据【V olumes】显示体的属性和相关数据【Nodes…】显示节点的属性和相关数据【Elements ?】显示单元的属性和相关数据【Components】显示组元的属性和相关数据【Picked Entities +】显示选中的实体属性和相关数据【Properties ?】显示要查询内容的属性【Loads ?】显示载荷【Results ?】显示求解结果【Other ?】显示模型中其他的一些信息d. 绘图菜单【Plot】【Replot】重新绘制图形窗口中模型【Keypoints ?】在图形窗口中只绘制关键点【Lines】在图形窗口中只绘制线【Areas】在图形窗口中只绘制面【V olumns】在图形窗口中只绘制三维实体【Specified Entities ?】在图形窗口中只绘制指定的图元【Nodes】在图形窗口中只绘制节点【Elements】在图形窗口中只绘制单元【Layered Elements…】在图形窗口中只绘制分层的单元【Materials…】在图形窗口中只绘制材料属性【Data Tables…】在图形窗口中只绘制定义过的材料属性【Array paramentes…】在图形窗口中只绘制参数【Result ?】在图形窗口中只绘制求解结果【Multi-Plots】在图形窗口中只绘制所有图元【Components ?】在图形窗口中只绘制组元e. 绘图控制菜单【PlotCtrls】【Pan Zoom Rotate…】对模型进行移动、缩放和旋转【View Setings ?】模型观察视角的设置【Numbering…】图元编号显示控制【Symbols…】图元窗口中显示符号的控制【Style ?】模型显示风格控制【Font Controls ?】字体显示风格控制【Window Controls ?】图形窗口中的内容显示控制【Erase Options ?】在图形窗口中进行擦除操作【Animate ?】动画显示控制【Annotation ?】注释【Device Options…】设备选择【Redirect plots ?】更改绘图地址【Hard Copy ?】对屏幕进行硬拷贝【Save Plot ctrls…】储存绘图控制【Restore Plotctrls…】恢复绘图控制【Reset Plot ctrls】重新设置绘图控制【Capture Image…】扑捉图形窗口并以位图等文件保存【Restore Ima ge…】恢复扑捉图形窗口【Write Metafile ?】输出材料数据【Multi-plot Controls…】多窗口绘图控制【Multi- Window Layout…】多窗口显示模型【Best Quality Image ?】最好质量扑捉图形窗口f.工作平面菜单【WorkPlane】【Display Working Plane】是否在图形窗口中显示工作平面【Show WP Status】显示工作平面状态【WP Setting…】工作平面参数设置【Offset WP by Incre ments…】对工作平面进行旋转【Offsets WP to ?】把工作平面移动到指定的图元位置【Align WP with ?】把工作平面按指定方向设置【Change Active CS to ?】更改当前激活坐标系【Change Display CS to ?】更改当前显示的坐标系【Local Coordinage Systems ?】局部坐标系的建立或删除等相关操作g.参数控制菜单【Parameters】h. 宏管理菜单【Macro】i. 菜单控制菜单【MenuCtrls】【Color Selection…】彩色选择【Font Selection…】字体选择【Update Toolbar】更改工具栏窗口【Edit Toolbar…】编辑工具栏窗口【Save Toolbar…】保存更改后的工具栏窗口【Restore Toolbar…】恢复工具栏窗口【Message Controls…】信息控制窗口【Save Menu Layout】保存更改后的菜单布局控制j.【Help】帮助菜单ANSYS的文档都在帮助菜单中，用到时可以查看。

ANSYS的应用及其分析全过程（包含实例详解）本章主要讲述：1．空间网格结构设计软件MSTCAD的应用；2．通用有限元分析程序ANSYS的应用及其分析全过程；总体而言，空间结构的分析方法主要有弹性力学分析方法和有限元分析方法，弹性力学原理作为广义的理论基础，其总结的共性结论有利于帮助理解空间结构的力学性能，但其建立的基本方程往往为高阶微分方程，求解较为困难，因此目前的空间结构分析基本上都是采用有限元分析方法通过计算机程序完成，因此掌握一些常用分析设计软件的应用十分必要，本章主要介绍浙江大学空间结构中心研发的空间网格结构设计软件MSTCAD的应用，这个软件作为商业软件，目前可用于网架和网壳的分析设计，简单易学，但还不能进行结构非线性分析；本章的重点在于通用有限元软件ANSYS的介绍，ANSYS的分析功能就相当强大，掌握其应用有利于开展课题研究，本章仅简单介绍其分析过程，使用时可查阅相关文献或查阅程序的帮助文件。

第二节 ANSYS8.0软件概述ANSYS是大型通用有限元软件，从1971年的2.0版本到10.0版本，其操作界面到分析功能等各方面都有巨大的改进。

ANSYS功能强大，命令繁多，掌握常用的操作就足够一般用户解决工程中的具体问题，对初学者而言，不可能一下就掌握ANSYS的所有操作功能，且无必要。

对软件的掌握应以能应用于实际工程作为标准，ANSYS不是一个专业，也不是一门理论课程，更不是一种分析方法，而只是一个有限元工具，应强调以应用为出发点，否则就算对ANSYS相当熟悉，其命令记得相当完全，但不能用其解决工程问题也是枉然。

还需注意的是，通过若干例题的考证，ANSYS软件的计算结果逼近于弹性力学的精确解，但学习和应用该软件时，因为单元类型的选定和边界条件的引入需人工干予，所以应养成对计算结果的合理性和可靠性作评价的习惯，以确保结构安全，也便于以后对其它有限元软件的学习和应用。

本节仅就ANSYS的一般情况作一个简单说明，需要强调的是，由于其功能过于强大，学习过程中应注意做笔记的习惯，以便于今后遇到类似问题时查阅，还应该注意查阅ANSYS自身的帮助系统。

有限元分析软件ANSYS简介1、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。

“上海二十一世纪中心大厦”整体分析曾经由日本某公司采用美国ETABS软件计算，利用他们已经建好的模型，读入ANSYS并运行之，可得到计算结果，从而节省较多的工作量。

2、ANSYS功能(1)结构分析静力分析 - 用于静态载荷. 可以考虑结构的线性及非线性行为，例如: 大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等.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).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.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.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.)专项分析: 断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析用于模拟非常大的变形，惯性力占支配地位，并考虑所有的非线性行为.它的显式方程求解冲击、碰撞、快速成型等问题，是目前求解这类问题最有效的方法. (2)ANSYS热分析热分析之后往往进行结构分析,计算由于热膨胀或收缩不均匀引起的应力. ANSYS功能:相变 (熔化及凝固), 内热源 (例如电阻发热等)三种热传递方式 (热传导、热对流、热辐射)(3)ANSYS电磁分析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、能耗及磁通量泄漏等.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。

关于国内市面上ANSYS类书籍的读书参考关于国内市面上ANSYS类书籍的读书参考(转载)首先，简单介绍一下ANSYS软件。

ANSYS是融结构、流体、电场、磁场和声场等分析于一体的大型通用有限元分析软件，它由美国ANSYS公司开发。

本读书参考主要以朗润书目为依据，从1999年到现在，市面上共有一百多种ANSYS书籍，在这里只列出自我感觉相对有价值的供大家学习参考，并加以简要说明。

一、经典之作1《实用工程数值模拟技术及其在ANSYS上的实践》（1999）国内最早一本讲解ANSYS使用的书籍，由西工大和当时ANSYS 驻北京办事处的人员联合编写。

推荐此书的理由：一是书中内容没有错误（不包括印刷错误在内），这是最重要的，因为以后的很多ANSYS书籍即便照着书一步一步地做例题也是做不通的，不知道是作者专门留了一手，还是太不负责任。

二是书中的内容已经很全面，从ANSYS的基本使用方法、结构静力分析、非线性分析和动力学分析到ANSYS的热分析、电磁场分析、计算流体动力学分析和高级技术分析都做了一一讲解，并附有APDL（参数化设计语言—ANSYS脚本语言）格式的例题，以后的很多ANSYS 书籍的内容几乎都是照抄这本书的。

此书的缺憾在于没有菜单式（GUI）的例题，不太适合初学者。

2《电脑辅助工程分析ANSYS使用指南》（2001）此书为大陆引进台湾的关于ANSYS使用的书籍，最新版是《ANSYS工程分析实例教程》（2006）但新旧版本在内容上基本没有什么差别。

书中对于使用ANSYS建立模型、划分网格和载荷的施加进行了比较详细地讲解，并附有练习，是学习APDL初级应用的绝好书籍。

此书也没有菜单式的例题，同样不太适合初学者。

3《有限元分析ANSYS理论与应用》（第二版，2005）此书为中译本，第一版为《有限元分析ANSYS理论与应用》（2003）第三版为《有限元分析ANSYS理论与应用》（2008）本书主要讲解有限元理论在ANSYS中的应用，内容主要包括有限元分析的基本思想、一维单元、二维单元和三维单元的有限元公式及其在ANSYS中的应用等。

ANSYS详细全介绍开放、灵活的仿真软件，为产品设计的每一阶段提供解决方案通用仿真电磁分析流体力学行业化分析模型建造设计分析多目标优化客户化结构分析解决方案结构非线性强大分析模块Mechanical显式瞬态动力分析工具LS-DYNA新一代动力学分析系统AI NASTRAN电磁场分析解决方案流体动力学分析行业化分析工具设计人员快捷分析工具仿真模型建造系统多目标快速优化工具CAE客户化及协同分析环境开发平台ANSYS StructureANSYS Structure 是ANSYS产品家族中的结构分析模块，她秉承了ANSYS家族产品的整体优势，更专注于结构分析技术的深入开发。

除了提供常规结构分析功能外，强劲稳健的非线性、独具特色的梁单元、高效可靠的并行求解、充满现代气息的前后处理是她的四大特色。

ANSYS Structure产品功能非线性分析• 几何非线性• 材料非线性• 接触非线性• 单元非线性动力学分析•模态分析- 自然模态- 预应力模态- 阻尼复模态- 循环模态• 瞬态分析- 非线性全瞬态- 线性模态叠加法•响应谱分析- 单点谱- 模态- 谐相应- 单点谱- 多点谱•谐响应分析•随机振动叠层复合材料•非线性叠层壳单元•高阶叠层实体单元•特征- 初应力- 层间剪应力- 温度相关的材料属性- 应力梯度跟踪- 中面偏置•图形化- 图形化定义材料截面- 3D方式察看板壳结果- 逐层查看纤维排布- 逐层查看分析结果•Tsai-Wu失效准则求解器•迭代求解器- 预条件共轭梯度(PCG)- 雅可比共轭梯度(JCG)- 非完全共轭梯度(ICCG)自然模态• 直接求解器- 稀疏矩阵- 波前求解器•特征值- 分块Lanczos法- 子空间法- 凝聚法- QR阻尼法(阻尼特征值)•分布式并行求解器-DDS-自动将大型问题拆分为多个子域，分发给分布式结构并行机群不同的CPU（或节点）求解- 支持不限CPU数量的共享式并行机或机群- 求解效率与CPU个数呈线性提高• 代数多重网格求解器-AMG- 支持多达8个CPU的共享式并行机- CPU每增加一倍，求解速度提高80％- 对病态矩阵的处理性能优越, ,屈曲分析• 线性屈曲分析• 非线性屈曲分析• 热循环对称屈曲分析断裂力学分析• 应力强度因子计算• J积分计算• 裂纹尖端能量释放率计算大题化小•单元技术•子结构分析技术•子模型分析技术设计优化•优化算法- 一阶法•多种辅助工具- 随机搜索法- 等步长搜索法- 乘子计算法- 最优梯度法- 设计灵敏度分析•拓扑优化二次开发特征• ANSYS参数化设计语言(APDL) • 用户可编程特性（UPF）• 用户界面设计语言(UIDL) • 专用界面开发工具（TCL/TK）• 外部命令概率设计系统(PDS)•十种概率输入参数•参数的相关性•两种概率计算方法- 蒙特卡罗法*直接抽样* Latin Hypercube抽样- 响应面法*中心合成*Box-Behnken设计•支持分布式并行计算•可视化概率设计结果- 输出响应参数的离散程度*Statistics* LHistogram* Sample Diagram- 输出参数的失效概率* Cumulative Function* Probabilities- 离散性灵敏度*Sensitivities* Scatter Diagram* Response Surface前后处理(AWE)• 双向参数互动的CAD接口• 智能网格生成器• 各种结果的数据处理• 各种结果的图形及动画显示• 全自动生成计算报告支持的硬软件平台• Compaq Tru64 UNIX • Hewlett-Packard HP-UX • IBM RS/6000 AIX• Silicon Graphics IRIX• Sun Solaris• Windows: 2000,NT,XP• LinuxANSYS MultiphysicsTM MultiphysicsANSYS MultiphysicsTM集结构、热、计算流体动力学、高/低频电磁仿真于一体，在统一的环境下实现多物理场及多物理场耦合的仿真分析；精确、可靠的仿真功能可用于航空航天、汽车、电子电气、国防军工、铁路、造船、石油化工、能源电力、核工业、土木工程、冶金与成形、生物医学等各个领域，功能强大的各类求解器可求解从冷却系统到发电系统、从生物力学到MEMS等各类工程结构。

大型通用有限元分析软件ANSYS简介ANSYS是一款大型通用有限元分析软件，广泛用于工业、医疗、交通等领域中的工程分析和仿真。

本文将对ANSYS的功能、特点和应用进行详细介绍。

功能简介ANSYS拥有丰富的功能，包括：•有限元分析：ANSYS可以对各种结构进行基于有限元计算的工程分析和仿真，包括热力学、动力学、流体力学等。

•多物理场模拟：ANSYS可以同时对多个物理场进行分析和仿真，如热力学、流固耦合、磁场等。

•材料建模：ANSYS支持多种材料的建模和分析，包括塑性、疲劳、断裂等。

•优化：ANSYS可以对设计进行自动化的优化，以满足不同的性能和成本要求。

•可视化：ANSYS可以通过可视化工具对模拟结果进行可视化，方便用户分析和理解仿真结果。

特点简介ANSYS的特点主要包括：•通用性：ANSYS是一款通用的有限元分析软件，可以应用于各种工程领域的分析和仿真。

•灵活性：ANSYS支持多种材料和物理场的分析，可以根据需要进行个性化的设置。

•精度：ANSYS的有限元计算技术可以提供高精度的分析结果。

•效率：ANSYS的并行计算技术可以显著提高仿真的效率，同时支持云计算和本地计算。

应用简介ANSYS广泛应用于各种工程领域，包括：•航空航天：用于飞机、火箭等结构和系统的分析和仿真。

•汽车工程：用于汽车零部件和整车的优化分析和仿真。

•医疗器械：用于医疗器械的设计和性能分析。

•电子设备：用于电子设备的热和电性能分析和仿真。

•建筑工程：用于建筑结构的分析和仿真。

总结ANSYS是一款功能丰富、通用性强、精度高的大型有限元分析软件，广泛应用于各种工程领域中的分析和仿真。

作为一名工程师，掌握ANSYS的使用，可以提高工程设计的效率和精度，为项目的成功实施提供有力的支持。