ANSYS培训优秀课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ANSYS,软件的功能,ANSYS,的输入方式,ANSYS,的用户界面,ANSYS,简介,常用操作,1,1.,结构分析（,structural,）：,（,1,）静力学分析：用于分析结构的静态行为，可以考虑结构的线性和非线性特性，例如：大变形、大应变、应力钢化、接触、塑性、超弹性及蠕变问题等。,（,2,）模态分析：用于计算线性结构的固有频率和固有振型。,（,3,）谐响应分析：用于确定线性结构对随时间按正弦变化的载荷的稳态响应。,（,4,）谱分析：用于计算由于随机振动引起的结构响应，是模态分析的扩展。,（,5,）瞬态动力学分析：用于确定结构对随时间任意变化的载荷响应，可以考虑与静力分析相同的结构非线性特性。,（,6,）特性屈曲分析：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）。,（,7,）专项分析：用于断裂、复合材料和疲劳的分析。,（,8,）显式动力学分析：用于求解冲击、碰撞及快速成型等问题。,ANSYS,软件的功能,2,热力学分析用于分析系统或部件的温度分布，以及其它热物理参数，如热梯度、热流密度等。,ANSYS,中的热分析可以分为以下几类：,（,1,）稳态热分析：用于研究稳态的热载荷对系统或部件的影响。,（,2,）瞬态热分析：用于计算一个系统随时间变化的温度场及其它热参数。,（,3,）热传导、热对流、热辐射分析：用于分析系统各部件间的热传递问题。,（,4,）相变分析：用于分析相变（如熔化及凝固）和内热源（如电阻发热等）问题。,（,5,）热应力分析：用于由于热膨胀或收缩不均匀引起的应力，它一般是在热分析之后进行的。,2.,热力学分析（,Thermal,）,3,流体分析用于确定流体的流动及热行为，可分为以下几类：,（,1,）,CFD-ANSYSY/FLOTRAN,：提供强大的计算流体动力学分析功能，包括不可压缩或可压缩流体、层流、湍流以及多组份运输等。,（,2,）声学分析：考虑流体介质与周围固体的相互作用，进行声波传递或水下结构的动力学分析等。,（,3,）容器内流体分析：考虑容器内的非流动流体的影响，进行由于晃动引起的动力学分析等。,（,4,）流体动力学耦合分析：在考虑流体约束质量的动力响应基础上，在结构动力学分析中使用流体耦合单元。,4,电磁场分析,电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、能耗及磁通量泄露等，可分为以下几类：,（,1,）静磁场分析：计算直流电（,DC,）或永磁体产生的磁场。,（,2,）交变磁场分析：计算由于交流电（,AC,）产生的磁场。,（,3,）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。,（,4,）电场分析：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。,（,5,）高频电磁场分析：用于微波、,RF,无源组件、波导、雷达系统、同轴连接器等形成的高频电磁场的分析。,5,压电分析,3.,流体分析（,Flushing,）,4,1,耦合场分析,耦合场分析考虑两个或多个物理场之间的相互作用。,ANSYS,中可以实现的耦合场分析包括：热,结构、磁,热、磁,结构、流体,热、流体,结构、热,电、电,磁,热,流体,结构等。,2,优化设计,优化设计是一种寻找最优设计方案的技术。,ANSYS,程序提供多种优化设计方法，提供了一系列的分析,评估,修正的循环过程，提供一系列的优化工具以提高优化过程的效率。,3,单元生死,如果模型中加入（或删除）材料，模型中的相应的单元就“存在”（或“消亡”）。单元生死选项就用于在这种情况下杀死或重新激活单元。,4,用户编程扩展,用户可编程特性（,UPFS,）是指,ANSYS,程序的开放结构，允许用户连接自己编写的,FORTRAN,程序和子过程。如用户自定义的材料特性、单元类型、失效准则等。,高级功能,5,一个典型的,ANSYS,分析过程包括以下三个步骤,:,1.,创建有限元模型：,参数定义（单位制、单元类型、单元实常数、材料特性或使用材料库文件等），实体建模（点、线、面、体，布尔运算等），网格划分（延伸划分、映像划分、自由划分、自适应划分）,2.,施加载荷并求解：,荷载与边界条件施加，分析（静力分析、动力分析、屈曲分析、热力学分析、流体动力分析、电磁场分析、压电分析、声场分析、多物理场的耦合分析）,3.,查看分析结果：,可用等值线、梯度、矢量、粒子流、云图等图形方式显示，也可以用图表、曲线的方式输出。,ANSYS,分析过程,6,PREP7,前处理模块：建立几何模型，赋予材料特性，划分网格等,SOLUTION,求解器：加载，求解,POST1,通用后处理：考查某特定时刻整个模型的计算结果,POST26,时间历程后处理器：考查某特定点整个时间历程上的结果,OPT,优化设计模块：优化设计,PDS,概率设计模块：概率设计,RUNSTAT,估计分析模块：估计计算时间、运行状态等,OTHER,其他功能：从,CAD,传递文件，改变二进制文件等,ANSYS,功能模块,7,菜单方式：,用鼠标在通用菜单或主菜单上选取，,ANSYS,会弹出各种对话框，以完成各项操作。,命令方式：,从命令行中输入命令及命令域的值。对于一些常用熟悉的命令较快捷，也有些命令功能是菜单所不具有的。,函数方式：,从命令行中输入命令，命令域的值通过弹出菜单输入。,组合方式,ANSYS,的输入方式,8,图形用户界面（,GUI,）：,通过图形用户界面可以交互访问程序的各种功能、命令等。,图形用户界面包括六个窗口）：,（,1,）实用菜单（应用命令菜单）,Utility Menu,，,包括各种,应用,命令，如,File,（文件,）,、,Select,（,选择）、,List,（,列表）、,Plot,（,绘图）、,PlotCtrls,（,绘图控制）、,WorkPlane(,工作平面）、,Parameters,(,参数）、,Macro(,宏）、,MenuCtrls(,菜单控制）、,Help(,帮助）等。,（,2,）主菜单,Main Menu,，,包括各种,功能,命令，如前处理模块的单元、截面、材料、几何图形、网格剖分等相关命令，后处理模块的图标与列表等命令，以及分析模块的约束、载荷、分析等命令。,ANSYS,的用户界面,9,（,3,）工具栏,Toolbar,，,在工具栏中，可以自行定义屏幕功能按钮。,（,4,）输入窗口,Input Window,，,可在输入窗口直接输入命令。,（,5,）图形窗口,Graphics Window,，,显示所有前后处理图形的窗口，可同时打开多个图形窗口，并可作各种缩放及位置安排。,（,6,）输出窗口,Output Window,，,可在输出窗口显示所有的列表结果，也可以将其中的文本复制到其他软件作进一步的处理。,10,ANSYS Utility Menu,File Select List Plot PlotCtrls WorkPlane Parameters Macro MenuCtrls Help,ANSYS Input,Pick a menu item or enter ANSYS command below,ANSYS Toolbar,SAVE_DB,RESUME_DB,QUIT,POWERGRAPH,ANSYS Main Menu,Preference,Preprocessor,Solution,General Postproc,TimeHist Postproc,Design Opt,Radiation Matrix,Run-Time Stats,Finish,ANSYS Output,ANSYS Graphics,ANSYS,y,x,z,11,实用菜单,主菜单,工具栏,输入窗口,图形窗口,输出窗口,没在画面上,12,打开,MAGNiTUDE,子目录，编辑,ansys.dat,文件,.,把其中的,host,改为你的计算机名，把,00000000000,改为你的计算机的,ID,号，（你计算机的,ID,号可以通过运行,ANSYS10.0,原文件中的,WinHostId,程序得到），保存文件。,运行,keygen.bat,，将生成文件,license.dat,运行 安装程序,setup,，当提示要许可文件时，找到你刚才生成的,license.dat,设置环境变量,ANSYSLMD_LICENSE_FILE=1055host (host,为你的计算机名,),重启计算机,安装,13,在,Windows,系统中执行“开始所有程序,ANSYS10.0”,，弹出如图所示的下拉子菜单,（,1,）,Help,：显示,ANSYS,的帮助手册等。,（,2,）,Utilities,：显示,ANSYS,相关的工具：,1,）,Animate,：演示动画；,2,）,ANS_ADMIN,：设置,ANSYS,软件产品；,3,）,Display,：显示中性图形文件，观察静态或动态屏幕动画，或者将文件换成适当格式供打印、绘图或输出到文字处理软件及桌面出版软件中。,4,）,Site Information,：显示信息文件“,vinfo.ans”,的内容。,（,3,）,ANSYS,：按照先前的设置直接打开,ANSYS,。,（,4,）,ANSYS Product Launcher,：,设置,ANSYS,并打开,ANSYS,。,启动,14,ANSYS,提供了三种方法退出,ANSYS,程序，分别是：,（,1,）从通用菜单退出：执行,Utility MenuFileExit,；,（,2,）从命令窗口输入命令：,/EXIT,；,（,3,）从工具条退出：单击,【Quit】,，将出现图示的,Exit from ANSYS,对话框。其中各激活项含义如下：,1,）,Save Geom+Loads,：保存实体模型、有限元模型及载荷的资料，该项为系统默认选项。,2,）,Save Geo+Ld+Solu,：保存实体模型、有限元模型、载荷资料及解题结果。,3,）,Save Everything,：保存实体模型、有限元模型、载荷资料、解题结果及在后处理器中对解答的处理结果。,4,）,Quit-No Save!,：对所有更改资料不做任何保存。,选中相应的退出方式后单击,【OK】,即可退出,ANSYS,。,退出,15,五种拾取方式：单个拾取（,Single,）、矩形区域拾取（,Box,）、多边形区域拾取（,Polygon,）、圆周区域拾取（,Circle,）、循环拾取（,Loop,）。选用区域内拾取时，鼠标在图形显示区拖出相应的区域（如：矩形、多边形、圆、圆环），在区域内的几何体将被拾取。在对话框中可以显示检索几何体的最大（,Maximum,）、最小（,Minimum,）个数和当前所检索到的几何体号（,No.,）以及检索到几何体的总数（,Count,）。激活“,List of Items”,并输入相应的几何体号，可以直接拾取相应的几何体。激活“,Mix,，,Max,，,Inc”,并输入对应的值，可以快速确定询问数据最大值和最小值的位置。,拾取,16,在任何拾取操作中，鼠标键的使用有如下几种方式：,左键：,左键可以用于拾取或取消拾取其位置最靠近鼠标箭头的实体，在实体被拾取之前，按下左键可以询问实体的编号，按下左键并拖动鼠标，可以浏览被拾取或取消拾取项的相关编号内容。,中建：,其功能类似于拾取框上的,【Apply】,命令，如果用户已经拾取了许多实体，但在没有执行,【Apply】,或“,【OK】”,之前，这些操作将是无效的。若没有任何实体被拾取，则中建可以关闭拾取框。,右键：,该键可以实现拾取操作和取消拾取操作之间进行切换，与拾取框上的,【Pick】,和,【Unpick】,的作用相同。,鼠标的使用,17,执行,GUI,操作：,MenuPlotCtrlsPan Zoom Rotate,，弹出工具栏，点击工具栏中的按钮可以调整图像的显示比例、视角等。,Pan-Zoom-Rotate,显示调整工具栏,图形控制,18,（,1,）激活窗口与观察方向控制按钮,【Top】,：由上而下观察视图（从,Y,正方向观察）；,【Front】,：由前向后观察视图（从,Z,正方向观察）；,【Iso】,：由正等轴方向视观察图（从,X=Y=Z,=1,方向观察）；,【Bot】,：由下而上观察视图（从,Y,负方向观察）；,【Back】,：由后向前观察视图（从,Z,负方向观察）；,【Obliq】,：由斜二侧方向观察视图（从,X,=1,，,Y,=2,，,Z,=3,方向观察）；,【Left】,：由左侧观察视图（从,X,负方向观察）；,【Right】,：由右侧观察视图（从,X,正方向观察）；,【WP】,：在工作平面内显示图形。,19,（,2,）缩放选择及缩放平移按钮,【Zoom】,：放大图形窗口中选择的,矩,形区域。,矩,形区域由,中心,点和边界点确定。,【Back up】,：取消上一次缩放操作。,【Box Zoom】,：放大图形窗口中选择的矩形区域。矩,形区域由对角,顶,点,确定。,【Win Zoom】,：作用与,Box Zoom,类似，但区域大小与同比例。,【,】,：单击该按钮，图形窗口中的图形将缩小一个单位。,【,】,：单击该按钮，图形窗口中的图形将放大一个单位。,【】【】【】【】,：单击该按钮，图形窗口中的图形将延箭头方向平移一个单位。,（,3,）旋转控制按钮,单击该按钮，图形将按按钮图示方向旋转一个单位。,20,（,4,）平移、旋转与缩放单位控制按钮,用户可以通过拖动滚动条改变图形的平移、旋转和缩放单位，默认单位的大小为,30,。,（,5,）图形动态观察按钮,用户选择动态显示方式后，可以直接通过鼠标来控制图形的显示方向和位置。在图形中按住鼠标的左键，可以对图形进行平移操作；滚动鼠标的中建，可以放大和缩小显示图形（向后滚为放大，向前滚为缩小）；按住鼠标的右键，可以对图形进行旋转操作。,提示：在,ANSYS,的正常操作中，选择动态显示方式可以用按住“,Ctrl”,键代替。相关操作可以用“,Ctrl,键,+,鼠标左键”、“,Ctrl,键,+,鼠标中键”、“,Ctrl,键,+,鼠标右键”实现。该方法快捷而实用，需要熟练操作。,（,6,）执行键,该区几个按钮的作用同其它对话框一致，其中,【Fit】,按钮表示将图形缩放至图形窗口大小。,21,1.,指定文件名,Utility MenuFileChange Jobname,2,保存数据库文件,【Save_db】,数据库文件（,jobnamev.db,）记录了有限元模型的全部信息，包括前处理、求解和后处理过程中输入的初始数据及计算的结果数据。,3,读取数据库文件,【Resume_db】,4,读入,/,写出文本文件,ANSYS,程序需要经常写入、读取一些自己的文本文件，一般都是,ANSYS,命令的文本文件，如参数文件、命令文件、节点文件、单元文件、材料文件等。,文件管理,22,在,ANSYS,中，除了磁场分析外，不需要指定单位，只要保证数据的单位一致，即所有的单位由用户统一。用户可以在分析中使用任意一种单位制。,为了起,标识,作用，用户可以使用命令：,/UNIT,Label,，设置系统单位。,Label,是用户可以定义的单位，有,USER,（用户自定义单位，默认设置）、,SI,（国际单位制）和,BFT,（以英尺为基础的单位制）等。,例子说明：,1,）国际单位制：长度,m,，力,N,，质量,kg,，时间,s,，弹性模量,Pa,，密度,kg/m,3,，位移,m,，应力,Pa,。,2,）,N-mm-MPa,制：长度,mm,，力,N,，质量,kg,，时间,s,，弹性模量,MPa,，密度,10,3,kg/mm,3,，位移,mm,，应力,MPa,。,ANSYS,单位制,23,坐标系,（,1,）总体坐标：用来确定几何图形参数（节点、关键点等）的空间位置。,ANSYS,默认的坐标系统是总体的笛卡尔坐标（直角坐标）三种坐标系原点重合，均为右手系。,（,2,）局部坐标：用户自定义的坐标。,(a),笛卡尔坐标系,(,X,Y,Z,)(b),柱坐标系,(,R,Z,)(c),球坐标系,(,R,),（,3,）节点坐标：定义每个节点的自由度方向和节点内力与位移的方向。,（,4,）单元坐标：确定材料特性主轴和单元内力与位移的方向。,（,5,）显示坐标：用于几何形状参数的列表和显示。,（,6,）结果坐标：在通用后处理操作中可以将节点和单元结果转换到另一个坐标系中。,总体坐标系示意图,x,z,y,o,x,y,z,R,o,x,z,y,o,R,z,x,z,y,o,R,ANSYS,几何建模,24,总体坐标系,Utility Menu Work PlaneChang Active CS to,Global Cartesian,（直角坐标）,Global Cylindrical,（柱坐标）,Global Spherical,（球坐标）,局部坐标系,是用户自己建立的坐标系，其原点可以不和整体坐标系的原点重合，其方位也可以不同于整体坐标系。每个坐标系均分配一个用于标识的坐标系号,(,必须是大于,11,的整数,),，用户可通过整体坐标、三个节点、三个关键点、当前定义的工作平面的原点等方式创建局部坐标系。,坐标系,25,工作平面，可以理解为一个辅助进行建模操作的参考平面，类似于绘图板，可依使用者要求随时变换位置。,工作平面,26,27,创建几何模型常用菜单命令,28,通过指定,坐标,创建关键点,;,在,工作平面,上拾取任意点确定关键点,;,通过在既有,线上,指定位置定义关键点,;,在既有,关键点之间,生成关键点,;,在既有关键点之间生成多个关键点,;,由三点定义的,圆弧中心,定义生成一个关键点,;,在既有,节点,位置生成一个关键点,.,通过,关键点,来生成直线,;,在激活坐标系下，由两个关键点生成直线或曲线,;,通过已有关键点生成,弧线,;,由一组既有关键点通过拟合生成,样条曲线,;,通过一组既有关键点生成分段样条线,;,生成,圆或弧,Arcs,;,生成一条线段与既有的两条线成一定角度,Angel to two line,生成一条线与既有的一条线相切并具有同一终点,Tangent to line,生成一条线与既有两条线相切,Tangent to 2 line,在一个面上两个关键点之间生成一条最短的线,Overlaid on area,：,将一组既有关键点按一定路径,拖拉,生成线,;,将一组既有关键点按一定轴,旋转,生成弧线,;,两相交线之间生成,倒角弧线,Line fillet,创建关键点和创建线,29,将既有线,转化,到另一坐标系中：,Move/Modify,Transfer CoordLines,。,将一既有线,分割,成更小的线段：,OperateBooleansDivideLine into 2 Lns,，,或,DivideLine into N Lns,，,或,DivideLines w/Options,。,将既有线,延长,：,OperateExtend Line,。,列表,显示既有线：,依次单击,Utility MenuListLines,图形,显示所有线：,依次单击,Utility MenuPlotLines,，,或依次单击,Utility MenuPlot Specified EntitiesLines,。,对既有线进行,选择,：,依次单击,UtilityMenuSelectEntities,。,删除,线：,ModelingDelete Lines Only,（只删除线），,或,Line and Below,（删除线和关键点）,同线相关的操作,30,通过一组,封闭的线段,创建一个平面：,通过,关键点,来创建面：,将既有线沿一定路径,拖拉,生成面：,将既有线沿一轴,旋转,生成面：,在两面之间生成一个,倒角面,：,Area Fillet,。,通过引导线由,蒙皮,生成光滑曲面：,ArbitraryBy Skinning,。,偏移,既有面生成新面：,ArbitraryBy Offset,。,将既有面,转化,到另一坐标系：,拷贝面的一部分生成新面：,CreateAreas ArbitraryOverlaid on Area,。,生成面,31,通过已经定义的一组,封闭曲面,创建一个体：,通过既有,关键点,创建体：,将既有面沿一定路径,拖拉,成体：,将既有面沿一轴,旋转,生成体：,将既有面沿法线方向,偏移,生成体,在当前坐标系中对既有面进行拖拉，按比例延伸生成体：,ExtrudeAreasBy XYZ Offset,创建体,32,通过指定,角点,位置生成矩形：,By 2 Corners,后，输入矩形一个角点在工作平面中的坐标（,WP X,WP Y,）、宽度（,Width,）和高度（,Hight,）。,在,工作平面上,生成矩形：,By Dimensions,。分别输入矩形,x,方向、,y,方向的最小值和最大值：（,X1,X2,），（,Y1,Y2,）。,通过指定,中心和角点,位置生成矩形：,By Centr&Cornr,，输入矩形中点在工作平面中的坐标（,WP X,WP Y,）、宽度（,Width,）和高度（,Hight,）。,(,x,1,y,1,),(,x,2,y,2,),(,x,C,y,C,),创建矩形,33,操作包括了加、减、叠分、粘贴、切分、相交等操作,加,减,叠分,Overlap,布尔运算,34,面面相交,粘贴,glue,切分,divide,相交,intersect,35,多个面相交,面体相交,相交操作生成的新图元是原有图元间的重叠部分,36,单元类型,37,定义实常数,38,材料参数,39,定义截面类型,40,指定单元属性,设定单元密度,网格形状,网格划分对象,局部细化,智能网格划分中设定,自动划分精度级别尺寸,网格划分方式,划分,清除,网格划分,41,设置单元尺寸,设置单元属性,42,划分映射面网格适用于比较规则的三角形或四边形面,By Corners,给定四边形面的对角顶点以确定映射中的对边与对角顶点,3 or 4 sides,给定三角形三边，或四边形四边,Concatenate,将多段线连成一条线，从而将复杂多边形转化成可以划分映射网格的三角形或四边形,Del Concats,删除连接线,映射网格划分（,mapped,）,43,进行体的,扫掠网格划分,（,Sweep,）条件：,1,）已建立适合扫掠网格划分的体。要求被划分网格的体具有某一个方向上相同或相似的截面，体内不能有空壳、不穿透起始面和们表面的孔洞等,2,）已经定义了合适的,2D,和,3D,单元。其中,2D,单元为四边形单元，,3D,单元为六面体单元。,3,）明确扫掠方向上要划分的单元个数。,扫掠网格,选项设置对话框,中有三项可以选择和两项设置。选择第一项，则在完成扫掠网格划分后，删除起始面和目标面上的网格。选择第二项，则在某些无法扫掠完成网格划分的特殊位置，通过使用四面体网格填充方式进行弥补。选择第三项，则由,ANSYS,自动选择起始面、目标面和扫掠方向，并自动设置扫掠网格在扫掠方向上的尺寸，同时可以设置扫掠方向分段个数和间隔比率。,扫掠网格划分,（,Sweep,）,44,45,