王新敏《ansys工程结构数值分析》讲义（可编辑）

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1、王新敏《ANSYS工程结构数值分析》讲义前言现代工程科学技术发展要求人才具备完整的知识结构即在工程实践理论修养和计算能力方面有严格的高水平的训练此三者缺一不可否则在今后的竞争中就会十分被动计算能力的提高当然有多种途径应用大型商业通用程序是其中之一当前大型商用程序如等而功能强大简便易学是首选通用程序她融结构流体电磁场声场和热场分析于一体应用于各种行业当前最高版本推荐版本第1章ANSYS与结构分析功能与软件结构结构分析单元功能与特性结构分析材料类型与特点结构分析与结构建模结构分析的基本过程11ANSYS功能与软件结构com术特点⑴强

2、大的建模能力⑵强大的求解能力⑶强大的非线性分析能力⑷强大的网格划分能力⑸良好的优化能力⑹多场及多场耦合分析能力⑺具有多种接口能力⑻强大的后处理能力⑼强大的二次开发能力⑽数据统一能力强⑾支持多种硬件平台和操作系统平台11ANSYS功能与软件结构com软件分析功能结构分析热分析流体分析电磁场分析耦合场分析等结构分析有七种类型功能如下⑴静力分析用于求解静力载荷作用下结构的静态行为可以考虑结构的线性和非线性特性非线性特性如大变形大应变应力刚化接触塑性超弹蠕变等⑵特征屈曲分析用于计算线性屈曲荷载和屈曲模态非线性屈曲分析和循环对称屈曲分析属

3、于静力分析类型不属于特征值屈曲分析类型⑶模态分析计算线性结构的固有频率和振型可采用多种模态提取方法可计算自然模态预应力模态阻尼复模态循环模态等11ANSYS功能与软件结构com软件分析功能⑷谐响应分析确定线性结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应⑸瞬态动力分析计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应可以考虑与静态分析相同的结构非线性特性可考虑非线性全瞬态和线性模态叠加法⑹谱分析模态分析的扩展用于计算由于响应谱或输入随机振动引起的结构应力和应变可考虑单点谱和多点谱分析⑺显式动力分析可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题除上述

4、七种分析类型外还可进行如下的特殊分析断裂复合材料疲劳方法等11ANSYS功能与软件结构com处理器名称功能路径命令prep7建立几何模型赋予材料属MainMenuPreprocessorprep7性分网与施加边界条件等solutionMainMenuSolutionsolu加载求解post1查看某个时刻的计算结果MainMenuGeneralPostprocpost1post26查看时间历程上的计算结果MainMenuTimeHistPostpropost26opt优化设计MainMenuDesignOptoptpds概率设计M

5、ainMenuProbDesignpdsaux2把二进制文件变为可读文件UtilityMenuFileListNinaryaux2Filesaux12在热分析中计算辐射因子和MainMenuRadiationOptaux12矩阵aux15从CAD或FEM程序中传递文MainMenuFileImportaux15件runstatMainMenuRun-TimeStatsrunst估计计算时间运行状态等11ANSYS功能与软件结构com文件格式文件类型文件扩展名文件格式日志文件log文本err错误文件文本out输出文件文本db数据库

6、文件二进制结果文件rst结构与耦合场分析rth热分析二进制图形文件grph文本tri三角化刚度矩阵文件二进制emat单元刚度矩阵二进制full组集的整体刚度矩阵和质量矩阵二进制snn荷载步文件文本11ANSYS功能与软件结构com输入方式ANSYS的输入方式常规可分为菜单方式命令方式宏方式函数方式文件方式等从使用角度分为两大类即GUIGraphicalUserInterface方式和命令流方式GUI方式包括菜单命令函数其组合即通过点选菜单或输入单个命令的方式菜单方式是用鼠标在菜单上进行选取通过对话框完成各种操作命令方式是从命令行

7、输入命令及命令域的值因ANSYS提供联想式命令提示函数方式也是从命令行中输入但仅输入命令本身其命令域的值将通过对话框输入GUI方式的特点是简单易学但对于复杂模型或实际模型的修改等比较麻烦11ANSYS功能与软件结构com输入方式命令流方式是融GUI方式APDLUPFsUIDLMAC甚至TCLTK于一个文本文件中可通过input命令或UtilityMenuFileReadInputFrom读入并执行也可通过拷贝该文件的内容粘贴到命令行中执行命令流方式可包含上述多种方式例如仅仅将命令罗列起来相当于命令方式这对于初学者而言可能更容易接

8、受命令流方式的主要优点有①修改简单不必考虑因操作错误造成模型的重大损失也不必考虑DB文件的重要性而不断保存可以随时修改参数进而改变几何模型和有限元模型等一切都变得那么简单和方便11ANSYS功能与软件结构com输入方式②可使用控制命令类似如if-thendo等控