ansys仿真分析PPT课件
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《ansys讲义》PPT课件
– 十分有用，如图，找到两条线的交点并保留四条线段。
L
L
2
1
分割
L
L
6
3L
L
4
5
3.3 实体建模 其它操作
布尔操作对由上到下和由下到上建模方法生成的实体都有效。 除布尔操作外，还可用许多其它的操作:
– 拖拉 – 缩放 – 移动 – 拷贝 – 反射 – 合并 – 倒角
Extrude Scale Move/modify Copy Reflect Merge Fillet
注意：所有的方向都表达为激活坐标系 下的方向，且激活的坐标系必须为笛 卡尔坐标系。
合并（Merge）（Numbering Ctrls>Merge Items>Keypoints） 通过合并重合的关键点或节点等，将两个实体贴上； －合并关键点将会自动合并重合的高级实体。 通常在反射、拷贝、或其它操作引起重合的实体时需要合并。
出的在端点(边界点)的值的条件，称为边界条件，微分方程和边界条件构成数学模型就称为边值问题。 三类边界条件: 边值问题中的边界条件的形式多种多样，在端点处大体上可以写成这样的形式，Ay+By'=C，若B=0，A≠0,则称为第一类边界条
件或狄里克莱(Dirichlet)条件；B≠0,A=0，称为第二类边界条件或诺依曼(Neumann)条件；A≠0,B≠0，则称为第三类边界条件或 洛平(Robin)条件。 总体来说， 第一类边界条件： 给出未知函数在边界上的数值； 第二类边界条件： 给出未知函数在边界外法线的方向导数； 第三类边界条件： 给出未知函数在边界上的函数值和外法向导数的线性组合。
重新定位工作平面
例如, Align WP with Keypoints 提示你拾取三个关键点：第一 个定义原点，第二个定义X轴， 另一个定义X-Y平面
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分割
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3L
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4
5
3.3 实体建模 其它操作
布尔操作对由上到下和由下到上建模方法生成的实体都有效。 除布尔操作外，还可用许多其它的操作:
– 拖拉 – 缩放 – 移动 – 拷贝 – 反射 – 合并 – 倒角
Extrude Scale Move/modify Copy Reflect Merge Fillet
注意：所有的方向都表达为激活坐标系 下的方向，且激活的坐标系必须为笛 卡尔坐标系。
合并（Merge）（Numbering Ctrls>Merge Items>Keypoints） 通过合并重合的关键点或节点等，将两个实体贴上； －合并关键点将会自动合并重合的高级实体。 通常在反射、拷贝、或其它操作引起重合的实体时需要合并。
出的在端点(边界点)的值的条件，称为边界条件，微分方程和边界条件构成数学模型就称为边值问题。 三类边界条件: 边值问题中的边界条件的形式多种多样，在端点处大体上可以写成这样的形式，Ay+By'=C，若B=0，A≠0,则称为第一类边界条
件或狄里克莱(Dirichlet)条件；B≠0,A=0，称为第二类边界条件或诺依曼(Neumann)条件；A≠0,B≠0，则称为第三类边界条件或 洛平(Robin)条件。 总体来说， 第一类边界条件： 给出未知函数在边界上的数值； 第二类边界条件： 给出未知函数在边界外法线的方向导数； 第三类边界条件： 给出未知函数在边界上的函数值和外法向导数的线性组合。
重新定位工作平面
例如, Align WP with Keypoints 提示你拾取三个关键点：第一 个定义原点，第二个定义X轴， 另一个定义X-Y平面
碉堡!ANSYSansys教程完整幻灯片
● 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
ANSYS教程
1
第一章 ANSYS主要功能与模块
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。
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.
6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析
7. 压电分析 ●稳态、瞬态分析 ●模态分析 ●谐响应分析
8. 多场耦合分析 ●热－结构 ● 磁－热 ●磁－结构 ●流体－热 ●流体－结构 ●热－电 ●电－磁－热－流体－结构
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化
10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
3. 后处理 1）查看分析结果 2）检验结果
? 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
ANSYS教程
1
第一章 ANSYS主要功能与模块
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。
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.
6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析
7. 压电分析 ●稳态、瞬态分析 ●模态分析 ●谐响应分析
8. 多场耦合分析 ●热－结构 ● 磁－热 ●磁－结构 ●流体－热 ●流体－结构 ●热－电 ●电－磁－热－流体－结构
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化
10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
3. 后处理 1）查看分析结果 2）检验结果
ansys课件第一章
弹性力学偏微分方程数值求解方法： （1）差分法 （2）有限元法。有限元法适用于任意形状、剖分网 格可随解的分布而变化，得到的求解方程正定对称， 比差分法更优越。 1.2 应力 应力：描述物体内部间互相作用大小的物理量，通 常用物体内微小长方体受力状态描述。 dydz xx , yy , zz 表示微小长方体拉压变形正应力，
注意： 1 2 3， 1， 2， 3带符号 主应力为应力张量的特征值，即为方程 xx xy xz det I yx yy yz 0的根， zx zy zz I 为单位矩阵 (2)第一强度理论 最大主应力小于许应力强度： 1 [ ]
((
i
ij
)V j f jV j )h dxdydz 0, 下标h表示某一小块区域。
((
i
ij
)V j ) h dxdydz i ( ijV j ) h dxdydz ( ij iV j ) h dxdydz
( V )
i ij
j h
dxdydz ( ijV j ) h dSi
dS x dydz , dS y dxdz , dS z dxdy , 记(dS x , dS y , dS z ) dS , 表示面积向量
高数的面积 分转体积分 定理
将所有小区域(h)的积分相加，因面上的积分
2 12 2 32 2 ( 1 2 2 3 3 1 ) [ ]
1.7 弹性力学的变形偏微分方程：
xi yi zi fi 0(i x, y, z ) x y z 将应变与应力的关系代入，可得： divU u x ( ) fx 0 x divU u y ( ) fy 0 y divU u z ( ) fz 0 z 2 2 2 u x u y u z 其中 2 2 2 ，divU x y z x y z
《ANSYS教程》课件
2000年代
推出ANSYS Workbench，实 现多物理场耦合分析。
1970年代
ANSYS公司成立，开始开发有 限元分析（FEA）软件。
1990年代
扩展软件功能，增加流体动力 学、电磁场等分析模块。
2010年代
持续更新和优化，加强与CAD 软件的集成，提高计算效率和 精度。
软件应用领域
航空航天
2023
PART 07
后处理与可视化
REPORTING
结果查看与图表生成
结果查看
通过后处理，用户可以查看分析结果，如应力、应变、位移等。
图表生成
根据分析结果，可以生成各种类型的图表，如柱状图、曲线图、等值线图等，以便更直观地展示结果 。
可视化技术
云图显示
通过云图显示，可以清晰地展示模型 的应力、应变分布情况。
压力载荷等。
在设置边界条件和载荷 时，需要考虑实际工况 和模型简化情况，确保 分析的准确性和可靠性
。
求解和后处理
求解是ANSYS分析的核心步骤，通过求解可以得到模型在给定边界条件和 载荷下的响应。
ANSYS提供了多种求解器，如稀疏矩阵求解器、共轭梯度求解器等，可以 根据需要进行选择。
后处理是分析完成后对结果的查看和处理，ANSYS提供了丰富的后处理功 能，如云图显示、动画显示等。
VS
详细描述
非线性分析需要使用更复杂的模型和算法 ，以模拟结构的非线性行为。通过非线性 分析，可以更准确地预测结构的极限载荷 和失效模式，对于评估结构的可靠性和安 全性非常重要。
2023
PART 04
流体动力学分析
REPORTING
流体静力学分析
静力学分析用于研究流体在静 止或准静止状态下的压力、应
ansys电磁场仿真分析教程-PPT精选文档
– MMF（磁动势）
– 电感 – 特定需要
1-7
• 模拟由3个区域组成
• 衔铁区: 导磁材料 导磁率为常数（ 即线性材料） • 线圈区: 线圈可视为均匀材料.
衔铁
• 空气区:自由空间 (μr = 1) .
线圈
1-8
性质 柱体: μr = 1000 线圈: μr = 1 匝数: 2000 (整个线圈) 空气: 激励 μr = 1
• 选择 OK
1-33
•
进行计算 Solu>-solve-electromagnet>Opt & Solve
• 选择OK
这些适用于用BH 数据来进行的分析，本题将忽略
1-34
• 生成磁力线圈 Postproc>plot results>2D flux lines • 选择 OK
使用缺省设置，选择OK, （在通常情 况下，可这样做）
• 模拟模型的轴对称形状 • 选择Options（选项） • Element behavior（单元行为） • 选择 Axisymmetric（轴对称） • 选择OK
1-13
•
定义材料 Preprocessor>Material Props>Isotropic
•
定义空气为1号材料(MURX = 1)
“所选取的线”
注：未划分单元前，加 上这种边界条件
“所选取的线”
1-22
• 生成有限元网格 • 利用智能尺寸选项来控制网格大小 Preprocessor>-Meshing-Size Cntrls>-smartsize-basic
• 选择OK
1-23
• Preproc>-Meshing-Mesh>-Areas-Free> 在选取框内选择ALL
ANSYS静电场仿真演示ppt课件
完成第三个部分圆
1模型 运算
2叠压
3面的 运算
4全部 拾取
对三个面积进行布尔运算(如overlap，叠压)
1模型删除 2删除面
（附加线和点）
删除面积
1选中面
2点击 OK
选中要删除的面
面已被删除
完成面的删除
1属性定义 2面的属性
定义区域属性（单元类型、材料编号）
选取一个区域（面积）
确定属性
平移、放大的图形
图形显示 菜单
改变显示内容
显示面积
1查询结果 2网格上的解 3节点解
查询结果，显示数字
节点 电位
查询节点电位解
电位
显示所选节点电位值
选中节点
点击 保持数值
可以一次查询多个节点的电位
显示数值的保持
查询电场强度结果
保持电场强度数值
2定义路径
3由两个节 点定义路径
1设置 路径
选定第二个变量，附加到路径上
选则两个变量
准备显示两条曲线
同时显示两条曲线(e和ey)
单元类型 材料常数
几何建模
划分网格 工具条
定义 区域属性
前处理菜单
1前处理 2材料特性 3各向同性材料
给定材料参数
1材料编号
启动ANSYS,从程序开始，点击interactive
1点击 各向同性材料
2输入相对 介电常数
静电场只需输入相对介电常数（其他3个参数不填）
填入第一种材料的相对介电常数 例如1.0
2电场强度 矢量
选择显示节点电场强度矢量
3点击 显示电场强度
电场强度矢量图
1节点解 云图
2通量密度 或梯度
电场强度的 x分量
1模型 运算
2叠压
3面的 运算
4全部 拾取
对三个面积进行布尔运算(如overlap，叠压)
1模型删除 2删除面
（附加线和点）
删除面积
1选中面
2点击 OK
选中要删除的面
面已被删除
完成面的删除
1属性定义 2面的属性
定义区域属性（单元类型、材料编号）
选取一个区域（面积）
确定属性
平移、放大的图形
图形显示 菜单
改变显示内容
显示面积
1查询结果 2网格上的解 3节点解
查询结果，显示数字
节点 电位
查询节点电位解
电位
显示所选节点电位值
选中节点
点击 保持数值
可以一次查询多个节点的电位
显示数值的保持
查询电场强度结果
保持电场强度数值
2定义路径
3由两个节 点定义路径
1设置 路径
选定第二个变量，附加到路径上
选则两个变量
准备显示两条曲线
同时显示两条曲线(e和ey)
单元类型 材料常数
几何建模
划分网格 工具条
定义 区域属性
前处理菜单
1前处理 2材料特性 3各向同性材料
给定材料参数
1材料编号
启动ANSYS,从程序开始，点击interactive
1点击 各向同性材料
2输入相对 介电常数
静电场只需输入相对介电常数（其他3个参数不填）
填入第一种材料的相对介电常数 例如1.0
2电场强度 矢量
选择显示节点电场强度矢量
3点击 显示电场强度
电场强度矢量图
1节点解 云图
2通量密度 或梯度
电场强度的 x分量
ansys教程完整77页PPT
提示: 如果低阶的图元连在高阶图元上，则低阶图元不能删除.
I’ll just change this line
Volumes Areas Lines
Keypoints
OOPs!
Lines Keypoints
Areas
2.布尔操作
1. .....
要使用布尔操作:
2. .....
3. .....
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate >
Areas
• 体 (3D模型) 由面围成，代表三维实体. • 面 (表面) 由线围成. 代表实体表面、平面
形状或壳（可以是三维曲面）. • 线 (可以是空间曲线) 以关键点为端点，
代表物体的边. • 关键点 (位于3D空间) 代表物体的角点.
Area
Volume
ANSYS中图元(续)
层次关系
从最低阶到最高阶，模型图元的层次关系为： • 关键点（Keypoints） • 线（Lines） • 面（Areas） • 体（Volumes）
第二章 ANSYS基本使用方法
一、典型分析过程
1. 前处理——创建有限元模型 1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性） 2）创建或读入几何实体模型 3）有限元网格划分 4）施加约束条件、载荷条件
2. 施加载荷进行求解 1）定义分析选项和求解控制 2）定义载荷及载荷步选项 2）求解 solve
Procedure
选择一种布尔操作 (例如： Add)
选择图形类型. 将弹出 选取菜 单 (见下页) 提示选择图形进行 布尔操作.
四、加载、求解
Objective
4-1. 列表和分类载荷
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Volumes Areas Lines
Keypoints
OOPs!
Lines Keypoints
Areas
2.布尔操作
1. .....
要使用布尔操作:
2. .....
3. .....
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate >
Areas
• 体 (3D模型) 由面围成，代表三维实体. • 面 (表面) 由线围成. 代表实体表面、平面
形状或壳（可以是三维曲面）. • 线 (可以是空间曲线) 以关键点为端点，
代表物体的边. • 关键点 (位于3D空间) 代表物体的角点.
Area
Volume
ANSYS中图元(续)
层次关系
从最低阶到最高阶，模型图元的层次关系为： • 关键点（Keypoints） • 线（Lines） • 面（Areas） • 体（Volumes）
第二章 ANSYS基本使用方法
一、典型分析过程
1. 前处理——创建有限元模型 1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性） 2）创建或读入几何实体模型 3）有限元网格划分 4）施加约束条件、载荷条件
2. 施加载荷进行求解 1）定义分析选项和求解控制 2）定义载荷及载荷步选项 2）求解 solve
Procedure
选择一种布尔操作 (例如： Add)
选择图形类型. 将弹出 选取菜 单 (见下页) 提示选择图形进行 布尔操作.
四、加载、求解
Objective
4-1. 列表和分类载荷
ansys基本操作PPT演示文稿
•3
2.1.2 ANSYS12.0界面介绍
ANSYS 的图形用户界面（GUI） 1）Utility Menu（实用菜单）
包括一些在整个分析过程中都有可能要用到的一些命令，比如文 件类命令、选取类命令以及图形控制和一些参数设置等等。 2）Standard Toolbar（标准工具条） 包括一些常用的命令按钮，这些按钮对应的命令都可以在实用菜 单中找到对应的菜单项。 3）Input Window（命令输入窗口） 该窗口为ANSYS命令的输入区域，可以直接输入ANSYS支持的命 令，以前所有输入过的命令以下拉列表的形式显示。
•20
4）建模时注意对模型作一些必要的简化，去掉一些不必要的细节。 如倒角等。过多的考虑细节有可能使问题过于复杂而导致分析无 法进行；
5）采用适当的单元类型和网格密度，结构分析中尽量采用带有中节 点的单元类型（二次单元），非线性分析中优先使用线性单元 （没有中节点的直边单元），尽量不要采用退化单元类型。
•11
2.2 建立模型
2.2.1 指定工作目录、作业名和分析标题 2.2.2 定义图形界面过滤参数 2.2.3 ANSYS的单位制
读者可以根据自己的需要由上面的量纲关系自行修改单位系统， 只要保证自封闭即可。ANSYS提供的/UNITS命令可以设定系统的 单位制系统，但这项设定只有当ANSYS与其它系统比如CAD系统 交换数据时才可能用到（表示数据交换的比例关系），对于 ANSYS本身的结果数据和模型数据没有任何影响。
•14
2.2.6 定义材料属性
绝大多数单元类型需要材料特性。根据应用的不同，材料特性可 以是线性或非线性的。
与单元类型、实常数一样，每一组材料特性有一个材料参考号。 与材料特性组对应的材料参考号表称为材料表。在一个分析中， 可能有多个材料特性组（对应的模型中有多种材料），ANSYS通 过独特的参考号来识别每个材料特性组。
2.1.2 ANSYS12.0界面介绍
ANSYS 的图形用户界面（GUI） 1）Utility Menu（实用菜单）
包括一些在整个分析过程中都有可能要用到的一些命令，比如文 件类命令、选取类命令以及图形控制和一些参数设置等等。 2）Standard Toolbar（标准工具条） 包括一些常用的命令按钮，这些按钮对应的命令都可以在实用菜 单中找到对应的菜单项。 3）Input Window（命令输入窗口） 该窗口为ANSYS命令的输入区域，可以直接输入ANSYS支持的命 令，以前所有输入过的命令以下拉列表的形式显示。
•20
4）建模时注意对模型作一些必要的简化，去掉一些不必要的细节。 如倒角等。过多的考虑细节有可能使问题过于复杂而导致分析无 法进行；
5）采用适当的单元类型和网格密度，结构分析中尽量采用带有中节 点的单元类型（二次单元），非线性分析中优先使用线性单元 （没有中节点的直边单元），尽量不要采用退化单元类型。
•11
2.2 建立模型
2.2.1 指定工作目录、作业名和分析标题 2.2.2 定义图形界面过滤参数 2.2.3 ANSYS的单位制
读者可以根据自己的需要由上面的量纲关系自行修改单位系统， 只要保证自封闭即可。ANSYS提供的/UNITS命令可以设定系统的 单位制系统，但这项设定只有当ANSYS与其它系统比如CAD系统 交换数据时才可能用到（表示数据交换的比例关系），对于 ANSYS本身的结果数据和模型数据没有任何影响。
•14
2.2.6 定义材料属性
绝大多数单元类型需要材料特性。根据应用的不同，材料特性可 以是线性或非线性的。
与单元类型、实常数一样，每一组材料特性有一个材料参考号。 与材料特性组对应的材料参考号表称为材料表。在一个分析中， 可能有多个材料特性组（对应的模型中有多种材料），ANSYS通 过独特的参考号来识别每个材料特性组。
ANSYS静电场仿真演示ppt课件
设置将要显示结果的路径
3点击 确定路径
选中左右二个节点
1第一个 节点
2第二个 节点
命名路径
关闭路径显示信息文件
1路径附加 变量
2变量命名
路径上附加变量
电场强度的模
选择路径上显示的变量
选取要画的 变量
准备画曲线
变量名
画曲线（变量随路径长度变化曲线）
1第二个变量名ey
2 Y方向 电场强度
两种单元类型添加和编辑完毕
创建模型 开始建模
关键点 线 面
体
选择适当类型，创建模型
2圆
1创建
建部分园模型
3部分圆
4部分圆的 参数
圆心坐标
外半径
起始角度 内半径
终止角度
确定部分圆的参数（0可以不填）
建立了四分之一圆模型
建第二个部分圆
完成第二个部分圆，开始第三个部分圆
建第三个部分圆
第三个部分圆
4 图形窗口
5 命令窗口
ANSYS主界面，应用菜单、主菜单、图形窗口、工具条
1 预处理 2 前处理 3 求解 1 后处理
ANSYS主菜单
文件操作 （保存、 回复、退 图形显示 显示控制 菜单管理 帮助 出等） （点、线、（大小、 （显示、 （原理、
面、体、 方向、颜 隐藏） 操作手册） 结果） 色、数量）
的要求）
设定分段数 1
其他线段设定
设定单元数
选定线段
设定单元数
3选定区域 1单元形状 （四边形）
2划分方法 （映射）
4开始划分
划分网格：设定划分方法，选定区域，开始划分
警告（不是错误） 不影响计算
划分出辐射状无限单元（警告说明圆周方向分段数偏多）
3点击 确定路径
选中左右二个节点
1第一个 节点
2第二个 节点
命名路径
关闭路径显示信息文件
1路径附加 变量
2变量命名
路径上附加变量
电场强度的模
选择路径上显示的变量
选取要画的 变量
准备画曲线
变量名
画曲线（变量随路径长度变化曲线）
1第二个变量名ey
2 Y方向 电场强度
两种单元类型添加和编辑完毕
创建模型 开始建模
关键点 线 面
体
选择适当类型，创建模型
2圆
1创建
建部分园模型
3部分圆
4部分圆的 参数
圆心坐标
外半径
起始角度 内半径
终止角度
确定部分圆的参数（0可以不填）
建立了四分之一圆模型
建第二个部分圆
完成第二个部分圆，开始第三个部分圆
建第三个部分圆
第三个部分圆
4 图形窗口
5 命令窗口
ANSYS主界面，应用菜单、主菜单、图形窗口、工具条
1 预处理 2 前处理 3 求解 1 后处理
ANSYS主菜单
文件操作 （保存、 回复、退 图形显示 显示控制 菜单管理 帮助 出等） （点、线、（大小、 （显示、 （原理、
面、体、 方向、颜 隐藏） 操作手册） 结果） 色、数量）
的要求）
设定分段数 1
其他线段设定
设定单元数
选定线段
设定单元数
3选定区域 1单元形状 （四边形）
2划分方法 （映射）
4开始划分
划分网格：设定划分方法，选定区域，开始划分
警告（不是错误） 不影响计算
划分出辐射状无限单元（警告说明圆周方向分段数偏多）
ANSYS模态分析教程及实例讲解 ppt课件
ppt课件 26
模态分析的步骤
① ② ③ ④ ⑤ 建立几何模型（Preprocessor） 划分网格（Mesh Tool） 加载和求解（Solution） 扩展模态（Mode Expansion） 查看结果和后处理（Postprocessor）
ppt课件
27
建立模型
定义工作文件名（Change Jobname）
ppt课件 16
频率分析的相关知识
共振（以荡秋千为例） 荡得好的人荡几下马上就能荡得很高
这是因为与秋千摆动的节拍和时间配合起来的原因。 换句话说，与秋千的固有频率（固有周期）相配合，这 种状况，称为共振。 共振，对于机械和结构一般是应该要避免的一种现象。
要点：振动外力的周期和结构固有周期一致或接近则要发生共振。 共振因为会使振动变得越来越强，一般应该避免。
第三讲模态分析
ppt课件
1
在开始ANSYS分析之前，您需要作一些决定， 诸如分析类型及所要创建模型的类型。
标题如下：
A. 哪一种分析类型？ B. 模拟什么？ C. 采用哪一种单元类型？
ppt课件
2
准备工作
哪种分析类型？
分析类型通常遵循以下原则： 结构分析 实体的运动、压力、接触 热分析 热、高温及温度变化。 电磁场分析 装置承受电流（交流或直流）、电磁波、 电压或电荷激励 流体分析： 气体或液体的运动，或包容的气体/ 流体 耦合场： 上述分析的任意组合 在这里，我们将集中讨论结构分析。
ppt课件 12
频率分析的相关知识
固有频率（以钟摆为例） 钟摆的振动所经过的时间越来越小，最后停了下来。 这是因为空气的阻碍、磨擦的阻碍等的阻力妨碍了钟摆的摆动（振 动）。 因为这样的阻力作用使振动衰减的力而起作用，被称为衰减力。
模态分析的步骤
① ② ③ ④ ⑤ 建立几何模型（Preprocessor） 划分网格（Mesh Tool） 加载和求解（Solution） 扩展模态（Mode Expansion） 查看结果和后处理（Postprocessor）
ppt课件
27
建立模型
定义工作文件名（Change Jobname）
ppt课件 16
频率分析的相关知识
共振（以荡秋千为例） 荡得好的人荡几下马上就能荡得很高
这是因为与秋千摆动的节拍和时间配合起来的原因。 换句话说，与秋千的固有频率（固有周期）相配合，这 种状况，称为共振。 共振，对于机械和结构一般是应该要避免的一种现象。
要点：振动外力的周期和结构固有周期一致或接近则要发生共振。 共振因为会使振动变得越来越强，一般应该避免。
第三讲模态分析
ppt课件
1
在开始ANSYS分析之前，您需要作一些决定， 诸如分析类型及所要创建模型的类型。
标题如下：
A. 哪一种分析类型？ B. 模拟什么？ C. 采用哪一种单元类型？
ppt课件
2
准备工作
哪种分析类型？
分析类型通常遵循以下原则： 结构分析 实体的运动、压力、接触 热分析 热、高温及温度变化。 电磁场分析 装置承受电流（交流或直流）、电磁波、 电压或电荷激励 流体分析： 气体或液体的运动，或包容的气体/ 流体 耦合场： 上述分析的任意组合 在这里，我们将集中讨论结构分析。
ppt课件 12
频率分析的相关知识
固有频率（以钟摆为例） 钟摆的振动所经过的时间越来越小，最后停了下来。 这是因为空气的阻碍、磨擦的阻碍等的阻力妨碍了钟摆的摆动（振 动）。 因为这样的阻力作用使振动衰减的力而起作用，被称为衰减力。
《ANSYS教程》课件
运行模拟并等待结果输出，进行模型分析
根据分析结果进行可视化和数据输出，进行分 析和参数调整
ANSYS的模拟实例
1
情景二：电信领域的射频开
2
关设计
分析电路中信号的耦合和系统的灵敏
度，提高通讯质量
3
情景一：沉浸式周围声场仿真
解决声场问题，提高游戏/电影音效 的真实感和观感
情景三：集成电路级超导带 宽解调器
半导体生产仿真
ANSYS模拟了半导体生产的各个方面，不仅节约 了时间和金钱，同时也提供了更优质的产品。
电子显微镜实现
ANSYS电子显微镜可以匹配实验结果，以便进行 更深入的材料分析。
ANSYS的基本操作方法
法
确定清晰的设计目标和对应的边界条件和材料 参数
选择适当的分析方案、网格分析密度、计算环 境和可能的非线性参数
《ANSYS教程》PPT课件
在这份PPT课件中，您将了解到ANSYS的基本原理和概念，以及在不同应用领 域如何使用ANSYS进行模拟分析，为您的工程实践带来变革性的帮助。
什么是ANSYS
技术领袖
ANSYS是计算机仿真和虚拟设计提供商的全 球领导者。
创新应用
ANSYS在空气动力学、声学建模、自动驾驶 汽车等方面处于行业前列。
多适应性
无论是电子、机械还是材料方面，ANSYS提 供了一整套仿真解决方案。
强大网络
ANSYS拥有众多的合作伙伴和客户，可在一 系列行业和领域中提供支持。
ANSYS的应用领域
流体力学分析
ANSYS可以用于模拟汽车、火箭、飞机、船舶等 的风险分析。
建筑设计模拟
ANSYS可用于建筑结构的强度和稳定性评估，确 保建筑物在使用寿命内不发生结构破坏。
根据分析结果进行可视化和数据输出，进行分 析和参数调整
ANSYS的模拟实例
1
情景二：电信领域的射频开
2
关设计
分析电路中信号的耦合和系统的灵敏
度，提高通讯质量
3
情景一：沉浸式周围声场仿真
解决声场问题，提高游戏/电影音效 的真实感和观感
情景三：集成电路级超导带 宽解调器
半导体生产仿真
ANSYS模拟了半导体生产的各个方面，不仅节约 了时间和金钱，同时也提供了更优质的产品。
电子显微镜实现
ANSYS电子显微镜可以匹配实验结果，以便进行 更深入的材料分析。
ANSYS的基本操作方法
法
确定清晰的设计目标和对应的边界条件和材料 参数
选择适当的分析方案、网格分析密度、计算环 境和可能的非线性参数
《ANSYS教程》PPT课件
在这份PPT课件中，您将了解到ANSYS的基本原理和概念，以及在不同应用领 域如何使用ANSYS进行模拟分析，为您的工程实践带来变革性的帮助。
什么是ANSYS
技术领袖
ANSYS是计算机仿真和虚拟设计提供商的全 球领导者。
创新应用
ANSYS在空气动力学、声学建模、自动驾驶 汽车等方面处于行业前列。
多适应性
无论是电子、机械还是材料方面，ANSYS提 供了一整套仿真解决方案。
强大网络
ANSYS拥有众多的合作伙伴和客户，可在一 系列行业和领域中提供支持。
ANSYS的应用领域
流体力学分析
ANSYS可以用于模拟汽车、火箭、飞机、船舶等 的风险分析。
建筑设计模拟
ANSYS可用于建筑结构的强度和稳定性评估，确 保建筑物在使用寿命内不发生结构破坏。
第二章 ANSYS分析的基本步骤 PPT课件
a. Preprocessor > Material Props > -ConstantIsotropic
b. 选择 OK to 定义材料 1. c. 在EX框中输入29e6（弹
性模量）. d. 选择OK 定义材料属性并
关闭对话框.
解释
材料属性 是与几何模型无关的本构属性，例如杨氏模 量、密度等. 虽然材料属性并不与单元类型联系在一起 ，但由于计算单元矩阵时需要材料属性，ANSYS为了 用户使用方便，还是对每种单元类型列出了相应的材料 类型。 根据不同的应用，材料属性可以是线性或非线 性的. 与单元类型及实常数类似，一个分析中可以定多 种材料. 每种材料设定一个材料编号. 对于本问题，只须 定义一种材料，这种材料只须定义一个材料属性—杨氏 模量 29E6 psi.
（横截面积）. h. 在IZZ框中输入 833 （惯
性矩）. i. 在HEIGHT框中输入 12.71
（梁的高度）.
解释
M2-26
练习 - 悬壁梁(续)
交互操作
j. 选择 OK 定义实常数并关 闭对话框.
k. 选择 Close 关闭实常数对 话框.
解释
M2-27
练习 - 悬壁梁(续)
交互操作
7. 定义材料属性.
Beam. d. 在右边单元列表中选择
2D elastic (BEAM3).
解释
对于任何分析，您必须单元类型库中选择一个或几个适 合您的分析的单元类型. 单元类型决定了辅加的自由度 （位移、转角、温度等）。许多单元还要设置一些单元 的选项，诸如单元特性和假设，单元结果的打印输出选 项等。对于本问题，只须选择 BEAM3 并默认单元选项 即可.
Objective
分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现.
b. 选择 OK to 定义材料 1. c. 在EX框中输入29e6（弹
性模量）. d. 选择OK 定义材料属性并
关闭对话框.
解释
材料属性 是与几何模型无关的本构属性，例如杨氏模 量、密度等. 虽然材料属性并不与单元类型联系在一起 ，但由于计算单元矩阵时需要材料属性，ANSYS为了 用户使用方便，还是对每种单元类型列出了相应的材料 类型。 根据不同的应用，材料属性可以是线性或非线 性的. 与单元类型及实常数类似，一个分析中可以定多 种材料. 每种材料设定一个材料编号. 对于本问题，只须 定义一种材料，这种材料只须定义一个材料属性—杨氏 模量 29E6 psi.
（横截面积）. h. 在IZZ框中输入 833 （惯
性矩）. i. 在HEIGHT框中输入 12.71
（梁的高度）.
解释
M2-26
练习 - 悬壁梁(续)
交互操作
j. 选择 OK 定义实常数并关 闭对话框.
k. 选择 Close 关闭实常数对 话框.
解释
M2-27
练习 - 悬壁梁(续)
交互操作
7. 定义材料属性.
Beam. d. 在右边单元列表中选择
2D elastic (BEAM3).
解释
对于任何分析，您必须单元类型库中选择一个或几个适 合您的分析的单元类型. 单元类型决定了辅加的自由度 （位移、转角、温度等）。许多单元还要设置一些单元 的选项，诸如单元特性和假设，单元结果的打印输出选 项等。对于本问题，只须选择 BEAM3 并默认单元选项 即可.
Objective
分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现.
ANSYS分析实例 ppt课件
在钢件上，发电机的半径又比较大，维修吊装很不便）。
•
基于以上原因，必须保证永磁体在正常运行和突然发
生短路时，永磁体都不会发生不可逆退磁。
PPT课件
21
2电枢反应磁场的计算
•
目前电磁场的计算方法有两种：
•
一、场化路的方法，将实际空间存在的不均匀分布的
磁场转化成等效的多段磁路，并近似认为在每段磁路中磁
电磁场的经典理论是麦克斯韦方程组，此处不再累述。 这里引入矢量磁势Az 的重要意义在于对平行平面场，两 点间矢量磁势的差值就是两点间沿z 轴单位长度上的磁通。
要注意二维电磁场分析计算得到的基本结果数据都 是Az 值，通过对Az 值进行处理可以方便的求出电机各处 的磁密和磁场强度，磁通、反电势和电磁转矩等。
PPT课件
12
2.4.2 电机的计算转矩
•
在后处理中还可以通过ANSYS 内部的torq2d或
torqc2d 磁宏命令计算电机的计算转矩，先用path命令在
气隙中定义一条圆弧路径（要注意圆弧路径经过周期对称
后应该是闭合的），再调用torq2d 宏命令。
•
注意此时的结果是电机一个周期下沿轴向单位长度的
实践证明如果忽略电机端部的影响，采用二维的磁场分
析也能满足设计的精度要求。利用电机结构的周期性，选用
充分、合理的电机计算区域作为有限元模型，可以对电机模
型进一步的简化。
PPT课件
3
应用ANSYS 有限元软件，对大型永磁电机的电磁场 进行分析和计算。这里只研究平行平面场即二维电磁场问 题，因而只有一个自由度即矢量磁势Az。电机的对称周 期取一对磁极范围。考虑漏磁的影响，把转轴和机座作为 模型的内外边界。
发电、航空航天和大型汽轮发电机的励磁机等方面得到了
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.
2
分析类型
当您选择了结构分析，接下来的问题是： 静力还是动力分析？ 线性还是非线性分析？
要回答这些问题，先要知道物体承受什么样的激励（载荷），因为下 述三种类型的力决定了它的响应 静力（刚度） 惯性力（质量） 阻尼力
.
3
分析类型
静力与动力分析的区别 静力分析假定只有刚度力是重要的。 动力分析考虑所有三种类型的力。
ANSYS交流——挑战仿 真
.
1
ANSYS分析前的准备
在开始ANSYS分析之前，需要作一些决定，诸如分析类 型及所要创建模型的类型。
模型建立之前的工作： 1、确定分析类型 2、分析模型的形状，尺寸，公况条件 3、考虑模型的材料类型，计算内容 4、估计应力、应变大致类型 5、明确分析精度，单元类型
误差的来源：
1、 模型误差
2、 计算误差
模型误差
1、离散误差
2、边界误差
误差
截断误差除与计算方式有关外，还与模型的大小有关
.
7
误差的解决
提高单元的阶次 增加单元数量 划分规则的单元形状 建立与实际工况相符的边界条件 减小模型的大小 注意：当单元数和节点数增高时计算的累计误差也会增加，
征是： 小变形 弹性范围内的应变和应力 没有诸如两物体接触或分离时的刚度突变。
应力
弹性模量 (EX)
应变
.
5
分析类型
如果加载引起结构刚度的显著变化，必须进行非线性分析。引起 结构刚度显著变化的典型因素有： 应变超过弹性范围（塑性） 大变形，例如承载的鱼竿 两体之间的接触
应力
应变
.
6
模型精度的保证
.
18
单元形状和网格划分
.
.
19
定义属性
在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性.
在实体模型上指定属性, 您可以避免在网格划分操作
中重新设置属性. 由于 ANSYS 的网格划分算法在一次对
所有实体进行网格划分时更为有效,因而这种方法更为优
越.
清除实体模型上的网格将不会删除指定的单元属性.
部分单元简介
.
14
单元
1、不同单元相连接时应但注意单元之间的力和力矩的传递，有时 自由度相同也不一定能够很好的传递，如包含三个平移自由度和 拥有两个平移自由度一个绕Z轴的旋转自由度
2、带有中间节点的单元划分是应当注意使中间节点对齐
3、相邻单元应当具有相同的单元边节点数
4、二次单元的积分点不比线形单元的积分点多，所以在非线性分 析中优先选用二次单元
新的材料，一般包括单层和多层）
.
12
模型的建立
注意：不能使用镜面对称技术（ARSYSM，LSYMM）来 映射圆、圆柱、圆锥或球面到对称平面的另一边，因为每 个实常数的设置不能同时赋给多个基本原型段
.
13
单元
注意：1、实体单元不能施加棱边载荷
2、轴对称单元不能施加面载荷
3、杆单元上不能施加结点力矩和扭矩
如果施加的荷载随时间快速变化，则惯性力和阻尼力通常是重要的 因此可以通过载荷是否是时间相关来选择是静力还是动力分析
如果在相对较长的时间内载荷是一个常数，请选择静态分析。 否则，选择动态分析 总之，如果激励频率小于结构最低阶固有频率的1/3，则可以进行静 力分析。
.
4
分析类型
线性与非线性分析的区别 线性分析假设忽略荷载对结构刚度变化的影响。典型的特
三维壳单元和三维实体单元之间的自由度并不完全相同，这是因 为壳单元的 ROTZ自由度与平面旋转刚度有关，而此刚度是虚拟 的刚度，所以壳单元ROTZ自由度不是真实的，（SHELL43HE 和SHELL63单元（两者的KEYOPT（3）=2，AllMan的旋转自由 度被激活是是例外），因此三维梁单元和三维壳单元相连时引起 对应的自由度不协调
4、梁单元建模时应当注意 截面方位 节点偏移 自由度的
释放
合
5、板单元：不同厚度的板单元连接时注意网格的结点是否重
定义单元属性
在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性
模型中有多种单元类型， 实常数 和 材料 , 就必须确保给每一
种单元指定了合适的属性
划分网格前对每一个类型的实体分配正确的单元属性
部分常用单元
所以并不是单元数多，单元阶次高就好。
.
8
结构处理方法
1、降维处理：将实体单元转化为二维平面单元或转化 为杆或者梁单元
2、细节简化：将 不必要的细节忽略（对整体分析影响 不大或离关键部位较远）
3、形式变换：将某些形状多样，难于进行网格划分的 实体单元进行转换为容易操作的实体类型，如将加强筋转 换为平面单元进行分析
.
15
单元属性
您可以激活属性编号校核单元属性 :
Utility Menu > PlotCtrls > Numbering
.
16
网格划分
网格划分包含以下3个步骤 : 定义单元属性 (Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Attributes → ) 指定网格的控制参数 (Main Menu: Preprocessor →Meshing →size control ) 生成网格
4、局部结构：将工程中的较大零件的某个集中受力的 局部划分出来进行分析
5、对称性的利用。
.
9
结构类型所对应的几何模型形式
.
10
对称性利用的注意事项
1、如果对称面上有作用的载荷，则对称分析时取载
荷的1/2
2、若对称面上存在板或者梁，则离散板和梁的单元
所有结点均位于对称面上，这时板或梁单元的刚度应取整
.
17
网格划分原则
网格划分的一般原则：静力分析时，如果仅仅是计算变形， 可以划分教少的网格，如果要计算应力或者应变，若要保 持相对的精度，划分较多的网格；在分析固有属性时，如 果仅仅计算少数低阶模态，可以选择较少的网格，如果需 要计算高阶模态，应当选择较多的网格；在结构的响应分 析时，如果仅仅是计算某些部位的位移响应，则可以选择 较少的网格，如果需要计算应力响应，则需要较多的网格
个单元刚度的1/2，而不是取1/2的单元的全部强度
3、用对称法分析时应当使对称面不在最大应力处
.
11
材料类型
主要包括：
1、各向同性材料（材料在任意一点沿任何方向的性
能（力学、热学）均相同，包括所以金属材料）
2、各向异性材料（包括木材，合成纤维复合材料）
3、复合材料（两种或者两种以上的材料混合的到的