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ANSYS 上机实践 ANSYS 公司是美国著名力学专家、美国匹兹堡大学力学系教授John Swanson 博 士于 1970 年创建发展起来的，总部设在美国匹兹堡，目前是世界 CAE 行业最大的 公司。近30 年来，ANSYS 公司一直致力于分析设计软件的开发、维护和售后服务， 不断吸取当今世界最新计算方法和计算机技术，现已被全球工业界所广泛接受，并 拥有着全球最大的用户群。 1 ANSYS 简介 1.1 ANSYS 的主要技术特点  强大的图形化建模和前后处理功能，并支持命令流编程方式输入；  多场及多场耦合功能；  前后处理、分析求解及多场分析统一数据库；  结构优化功能；  强大的非线性分析功能；  并行计算技术；  支持从PC 到工作站乃至巨型机的所有硬件平台，且所有硬件平台全部数据 兼容、用户界面统一；  智能网格划分；  可与大多数CAD 软件集成并有接口。 1.2 软件功能简介 软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块 提供了一个强大的实体建模和网格划分工具，用户可以很方便地构造有限元模型： 分析计算模块包括结构分析（线性分析与非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分 析、声场分析、压电分析及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用， 具有灵敏度分析及优化分析的能力：后处理模块可将计算结果用彩色等值线显示、 梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明或半透明显示等图形方 式显示出来，也可以将计算结果已图表、曲线或动画方式显示或输出。软件提供了 100 种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。 启动ANSYS 后，从主菜单（main menu ）可以进入各处理模块：通用前处理模 块（Preprocessor ）、加载及求解模块（solution ）、通用后处理模块（General Postprocessor ） 以及时间历程后处理模块（Time history Processor ）。 用户指令可以通过鼠标点击菜单项选取和执行，也可以在命令输入窗口通过键盘 输入。命令一经执行，该命令就会在 Log 文件中列出，打开输出窗口可以看到 log 文件的内容。如果软件运行过程中出现问题，查看log 文件的命令流及其错误提示， 将有助于快速发现错误原因之所在。Log 文件的内容可以略作修改存到一个批处理文 件中，在以后进行同样工作时，利用ANSYS 自动读入功能，可自动读入并执行，对 重复性较高的工作可有效提高工作速度。 2 ANSYS 分析基本过程 一个完整的ANSYS 有限元分析基本过程包括整体规划、ANSYS 程序的启动、 1 有限元模型的建立、加载与求解、分析结果的获取以及退出ANSYS 等步骤。 2.1.1 整体规划 在利用 ANSYS 进行有限元分析时，首先要对模型进行整体规划。这项工作与 ANSYS 程序的功能无关，完全取决于用户的知识、经验和职业技能。规划的主要内 容包括定义单位、二维与三维模型的选择、对称性简化、细节结构的简化、单元阶 次的选取等。整体规划的合理性直接影响到整个分析过程的顺利性及分析结果的正 确性。 ANSYS 软件没有为系统指定单位，除了磁场分析以外，可以在工程分析中使用任 意一种单位制。但是应注意在同一模型中保证使用的所有数据都使用同一单位制。 为了简化模型，在选择模型的维数时，应遵守优先选用低维数模型的原则。如二 维、三维梁或管结构应尽量采用杆单元（Beam ）模拟，薄平板结构（平面应力）、等 截面的“无限长”结构（平面应变）或轴对称结构可用二维实体单元来模拟，只有 三维不规则实体才采用三维实体元来模拟。 许多物体都具有某种对称性，常见的对称性有：重复对称（如一个长管道上平均 分布的散热片）、反对称（如塑料容器的模子）及轴对称（如环状结构）。当要分析 的对象在所有方面（几何、载荷、约束和材料属性）都具有相同的对称性时，可以 利用对称性来简化模型。 一些小的细节对有些分析来说并不重要，不必在模型中体现，因为它们只会使模 型过于复杂。可是对有些结构分析，小的细节如倒角、过渡圆角或孔可能存在应力