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ANSA初级培训教程(多场景)ANSA初级培训教程一、引言ANSYS是一款功能强大的工程仿真软件，广泛应用于各个领域。
ANSYS提供了多种建模工具，其中ANSYSFluent提供了Meshing 网格，而ANSYSMechanical提供了SpaceClmDirectModeler进行几何建模，除此之外，ANSYS还提供了专业的建模软件，如ANSA，用于处理复杂模型的建模和网格划分。
本文档旨在为初学者提供ANSA 软件的基础培训教程，帮助读者快速掌握ANSA的基本操作和技巧。
二、ANSA简介1.强大的几何建模功能：ANSA提供了丰富的几何建模工具，可以方便地对模型进行修改、修复和简化。
2.高质量的网格划分：ANSA支持多种网格划分方法，如四面体网格、六面体网格、混合网格等，能够高质量的网格模型。
3.丰富的后处理功能：ANSA提供了多种后处理工具，如流线图、矢量图、等值面等，可以帮助用户分析仿真结果。
4.高度集成：ANSA与ANSYSFluent、ANSYSMechanical等软件无缝集成，用户可以直接在ANSA中调用这些软件进行仿真分析。
三、ANSA基本操作1.启动ANSA：在安装完ANSA后，双击桌面上的ANSA图标即可启动软件。
启动后，会显示主界面，包括菜单栏、工具栏、浏览器、工作区和状态栏等。
2.打开模型：在菜单栏中选择“File”→“Open”→“Geometry”，在弹出的对话框中选择要打开的CAD模型文件，如iges、step等格式，然后“Open”按钮。
打开模型后，会在浏览器中显示模型的树状结构。
3.几何建模：ANSA提供了丰富的几何建模工具，如拉伸、旋转、扫掠等。
用户可以通过这些工具对模型进行修改和修复。
例如，可以使用拉伸工具创建一个新的几何体，然后使用布尔运算将新几何体与原模型合并。
4.网格划分：在浏览器中选择要划分网格的几何体，然后工具栏中的“Mesh”按钮，进入网格划分界面。
动力学分析简介M1-1M1-2动力学第一节: 定义和目的什么是动力学分析?•动力学分析是用来确定惯性（质量效应）和阻尼起重要作用时的结构或构件动力学特性的技术。
•“动力学特性”可能指的是下面的一种或几种类型:–振动特性-（结构振动方式和振动频率）–随时间变化载荷的效应（例如：对结构位移和应力的效应）–周期（振动）或随机载荷的效应M1-3总之，动力学分析有下列类型：Courtesy: NASA动力学动力学分析类型（接上页）•模态分析---确定结构的振动特性•瞬态动力学分析---计算结构对随时间变化载荷的响应•谐响应分析---确定结构对稳态简谐载荷的响应•谱分析---确定结构对地震载荷的响应•随机振动分析---确定结构对随机震动的影响M1-4动力学第三节: 基本概念和术语•通用运动方程•求解方法•建模要考虑的因素•质量矩阵•阻尼M1-5动力学-基本概念和术语运动方程•通用运动方程如下：[]{}[]{}[]{}(){}t F u K u C uM =++ •不同分析类型对应求解不同形式的方程–模态分析：设定F （t ）为零，而矩阵[C] 通常被忽略；–谐响应分析：假设F （t ）和u （t ）都为谐函数，例如Xsin （ωt ），其中，X 是振幅，ω是单位为弧度/秒的频率；–瞬间动态分析：方程保持上述的形式。
其中:[M]= 结构质量矩阵[C]= 结构阻尼矩阵[K]= 结构刚度矩阵{F}= 随时间变化的载荷函数{u}= 节点位移矢量{ů}= 节点速度矢量{ü}= 节点加速度矢量M1-6动力学-基本概念和术语求解方法如何求解通用运动方程?•两种主要方法：–模态叠加法–直接积分法M1-7动力学-基本概念和术语求解方法（接上页）直接积分法•直接求解运动方程•在谐响应分析中，因为载荷和响应都假定为谐函数，所以运动方程是以干扰力频率的函数而不是时间的函数的形式写出并求解的•对于瞬态动力学，运动方程保持为时间的函数，并且可以通过显式或隐式的方法求解模态叠加法•确定结构的固有频率和模态，乘以正则化坐标，然后加起来用以计算位移解•可以用来处理瞬态动力学分析和谐响应分析•详见后面相关章节M1-8动力学-基本概念和术语求解方法（接上页）显式求解方法•也称为闭式求解法或预测求解法•不需要计算矩阵的逆•可轻松处理非线性问题（无收敛问题）•积分时间步Δt 必须很小，但求解速度很快（没有收敛问题）•对于短时间的瞬态分析有效，如用于波的传播，冲击载荷和高度非线性问题•当前时间点的位移{u}t 由包含时间点t-1的方程推导出来•有条件稳定: 如果Δt 超过结构最小周期的确定百分数,计算位移和速度将无限增加•ANSYS-LS/DYNA 就是使用这种方法，此处不作介绍隐式求解法•也称为开式求解法或修正求解法•要求矩阵的逆•非线性要求平衡迭代（存在收敛问题）•积分时间步Δt 可以较大，但因为有收敛问题而受到限制•除了Δt 必须很小的问题以外，对大多数问题都是有效的•当前时间点的位移{u}t 由包含时间点t 的方程推导出来•无条件稳定: Δt 的大小仅仅受精度条件控制, 无稳定性。
CAE结构仿真分析及技术培训----强度、振动与优化中国科学院深圳先进技术研究院产品与工程仿真实验室1、题目：电子机械产品结构强度与振动性能分析报告人：吴忠鸣工程师个人简介吴忠鸣硕士，工程师，2005年获华中科技大学材料加工硕士学位。
2005年7月至2009年5月在富士康科技集团华南检测中心机构仿真实验室任职，2009年5月加入深圳先进技术研究院产品与工程仿真实验室。
研究领域主要包括：结构方向的强度及疲劳分析、显式动力学、振动与噪声等，从事结构相关的产品设计优化与结合仿真手段的新产品的设计研发。
主持或参与项目：1、NOKIA及MOTOROLA多款手机跌落、球落仿真及相关零组件强度与疲劳分析：通过校验手机整机在跌落、球落工况下的强度，以及对转轴抗扭强度及工作状况和FPC的应力及疲劳分析（压延铜），为设计方案提供改进建议；2、多款知名品牌电脑机箱整机模态、响应及随机振动分析：机箱在随机振动测试中部件会出现开裂现象，通过整机模态、频率响应及随机振动一系列分析找出关键频率，通过优化结构设计及改良连接方式消除开裂现象；3、电脑PCB板组件级静力分析：针对DELL某型号机箱组件级PCB板进行了细致的建模及静力分析，在一定载荷条件下，控制PCB板上的芯片引脚周围应变在一定范围内；4、温控开关弹片强度分析及灵敏性优化：通过对温控开关的工作过程仿真，寻找影响温控开关灵敏性的因子，改善尺寸、工艺参数提高了温控开关的灵敏性；5、带包装微波炉的跌落仿真及产品结构与包装设计的优化。
校验带包装微波炉整机跌落工况下的强度，优化EPS包装结构，降低了跌落冲击加速度。
题目：电子机械产品结构强度与振动性能分析报告内容：一、力学及材料学基本概念二、有限元方法基础及其基本实现过程三、有限元方法在行业中的应用1、静载强度问题2、跌落、冲击与碰撞问题3、模态、振动问题材料破坏现象：工程结构正常工作应满足以下要求：1、强度要求应有足够的抵抗破坏的能力；2、刚度要求应有足够的抵抗变形的能力；3、稳定性要求应有足够的保持原有平衡形态的能力。
目录1.1什么是Icepak? (2)1.2程序结构 (2)1.3软件功能 (3)练习1 翅片散热器 (6)练习2 辐射的块和板 (41)练习3 瞬态分析 (56)练习4 笔记本电脑 (75)练习5 修改的笔记本电脑 (104)练习6 由IGES导入的发热板模型 (114)练习7 非连续网格 (138)练习8 Zoom-in建模 (149)1.1 什么是Icepak?Icepak是强大的 CAE 仿真软件工具，它能够对电子产品的传热，流动进行模拟，从而提高产品的质量，大量缩短产品的上市时间。
Icepak能够计算部件级，板级和系统级的问题。
它能够帮助工程师完成用试验不可能实现的情况，能够监控到无法测量的位置的数据。
Icepak采用的是FLUENT计算流体动力学 (CFD) 求解引擎。
该求解器能够完成灵活的网格划分，能够利用非结构化网格求解复杂几何问题。
多点离散求解算法能够加速求解时间。
Icepak提供了其它商用热分析软件不具备的特点，这些特点包括：图 1.2.1:软件架构•非矩形设备的精确模拟•接触热阻模拟•各向异性导热率•非线性风扇曲线•集中参数散热器•外部热交换器•辐射角系数的自动计算1.2 程序结构Icepak软件包包含如下内容:•Icepak, 建模，网格和后处理工具•FLUENT, 求解器Icepak本身拥有强大的建模功能。
你也可以从其它 CAD 和 CAE 软件包输入模型. Icepak然后为你的模型做网格, 网格通过后就是进行CFD求解。
计算结果可以在Icepak中显示, 如图 1.2.1所示.1.3 软件功能所有的功能均在Icepak界面下完成。
1.3.1 总述•鼠标控制的用户界面o鼠标就能控制模型的位置，移动及改变大小o误差检查•灵活的量纲定义•几何输入IGES, STEP, IDF, 和 DXF格式•库功能•在线帮助和文档o完全的超文本在线帮助 (包括理论和练习册)•支持平台o UNIX 工作站o Windows NT 4.0/2000/XP 的PC机1.3.2 建模•基于对象的建模o cabinets 机柜o networks 网络模型o heat exchangers 热交换器o wires 线o openings 开孔o grilles 过滤网o sources 热源o printed circuit boards (PCBs) PCB板o enclosures 腔体o plates 板o walls 壁o blocks 块o fans (with hubs) 风扇o blowers 离心风机o resistances 阻尼o heat sinks 散热器o packages 封装•macros 宏o JEDEC test chambers JEDEC试验室o printed circuit board (PCB)o ducts 管道o compact models for heat sinks 简化的散热器•2D object shapes 2D模型o rectangular 矩形o circular 圆形o inclined 斜板o polygon 多边形板•complex 3D object shapes 3D模型o prisms 四面体o cylinders 圆柱o ellipsoids 椭圆柱o elliptical and concentric cylinders 椭圆柱o prisms of polygonal and varying cross-section 多面体o ducts of arbitrary cross-section 任意形状的管道1.3.3 网格•自动非结构化网格生成o六面体，四面体，五面体及混合网格•网格控制o粗网格生成o细网格生成o网格检查o非连续网格1.3.4 材料•综合的材料物性数据库•各向异性材料•属性随温度变化的材料1.3.5 物理模型•层流/湍流模型•稳态/瞬态分析•强迫对流/自然对流/混合对流•传导•流固耦合•辐射•体积阻力•混合长度方程（0-方程）, 双方程(标准- 方程), RNG - , 增强双方程 (标准- 带有增强壁面处理), 或Spalart-Allmaras 湍流模型•接触阻尼•体积阻力模型•非线性风扇曲线•集中参数的fans, resistances, and grilles1.3.6 边界条件•壁和表面边界条件：热流密度, 温度, 传热系数, 辐射,和对称边界条件•开孔和过滤网•风扇•热交换器•时间相关和温度相关的热源•随时间变化的环境温度1.3.7求解引擎对于求解器FLUENT,是采用的有限体积算法。
