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更新時間: 2013-12-11

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ANSYS軟體是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析於一體的大型通用有限元分析軟體。由世界上最大的有限元分析軟體公司之一的美國ANSYS開發,它能與多數CAD軟體介面,實現數據的共享和交換,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等, 是現代產品設計中的高級CAE工具之一。

ansys -名稱

 ansys

ansys -信息說明
ansysANSYS軟體是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析於一體的大型通用有限元分析軟體。由世界上最大的有限元分析軟體公司之一的美國ANSYS開發,它能與多數CAD軟體介面,實現數據的共享和交換,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等, 是現代產品設計中的高級CAD工具之一。ANSYS公司成立於1970年,是由美國匹茲堡大學的John·Swanson博士創建的,其總部位於美國賓夕法尼亞州的匹茲堡,目前是世界CAE行業最大的公司。

CAE的技術種類有很多,其中包括有限元法(FEM,即Finite Element Method),邊界元法(BEM,即Boundary Element Method),有限差法(FDM,即Finite Difference Element Method)等。每一種方法各有其應用的領域,而其中有限元法應用的領域越來越廣,現已應用於結構力學、結構動力學、熱力學、流體力學、電路學、電磁學等。

ANSYS有限元軟體包是一個多用途的有限元法計算機設計程序,可以用來求解結構、流體、電力、電磁場及碰撞等問題。因此它可應用於以下工業領域: 航空航天、汽車工業、生物醫學、橋樑、建築、電子產品、重型機械、微機電系統、運動器械等。

ANSYS軟體提供的分析類型如下:

  1.結構靜力分析

  用來求解外載荷引起的位移、應力和力。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結構的影響並不顯著的問題。ANSYS程序中的靜力分析不僅可以進行線性分析,而且也可以進行非線性分析,如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應變及接觸分析。

  2.結構動力學分析

  結構動力學分析用來求解隨時間變化的載荷對結構或部件的影響。與靜力分析不同,動力分析要考慮隨時間變化的力載荷以及它對阻尼和慣性的影響。ANSYS可進行的結構動力學分析類型包括:瞬態動力學分析、模態分析、諧波響應分析及隨機振動響應分析。

  3.結構非線性分析

  結構非線性導致結構或部件的響應隨外載荷不成比例變化。ANSYS程序可求解靜態和瞬態非線性問題,包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種。

  4.動力學分析

  ANSYS程序可以分析大型三維柔體運動。當運動的積累影響起主要作用時,可使用這些功能分析複雜結構在空間中的運動特性,並確定結構中由此產生的應力、應變和變形。

  5.熱分析

  程序可處理熱傳遞的三種基本類型:傳導、對流和輻射。熱傳遞的三種類型均可進行穩態和瞬態、線性和非線性分析。熱分析還具有可以模擬材料固化和熔解過程的相變分析能力以及模擬熱與結構應力之間的熱-結構耦合分析能力。

  6.電磁場分析

  主要用於電磁場問題的分析,如電感、電容、磁通量密度、渦流、電場分佈、磁力線分佈、力、運動效應、電路和能量損失等。還可用於螺線管、調節器、發電機、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測裝置等的設計和分析領域。

  7.流體動力學分析

  ANSYS流體單元能進行流體動力學分析,分析類型可以為瞬態或穩態。分析結果可以是每個節點的壓力和通過每個單元的流率。並且可以利用后處理功能產生壓力、流率和溫度分佈的圖形顯示。另外,還可以使用三維表面效應單元和熱-流管單元模擬結構的流體繞流並包括對流換熱效應。

  8.聲場分析

  程序的聲學功能用來研究在含有流體的介質中聲波的傳播,或分析浸在流體中的固體結構的動態特性。這些功能可用來確定音響話筒的頻率響應,研究音樂大廳的聲場強度分佈,或預測水對振動船體的阻尼效應。

  9.壓電分析

  用於分析二維或三維結構對AC(交流)、DC(直流)或任意隨時間變化的電流或機械載荷的響應。這種分析類型可用於換熱器、振蕩器、諧振器、麥克風等部件及其它電子設備的結構動態性能分析。可進行四種類型的分析:靜態分析、模態分析、諧波響應分析、瞬態響應分析


軟體主要包括三個部分:前處理模塊,分析計算模塊和后處理模塊。

前處理模塊提供了一個強大的實體建模及網格劃分工具,用戶可以方便地構造有限元模型;
ANSYS的前處理模塊主要有兩部分內容:實體建模和網格劃分。
 
ansys -●實體建模
  ANSYS程序提供了兩種實體建模方法:自頂向下與自底向上。自頂向下進行實體建模時,用戶定義一個模型的最高級圖元,如球 、稜柱,稱為基元,程序則自動定義相關的面、線及關鍵點。用戶利用這些高級圖元直接構造幾何模型,如二維的圓和矩形以及三維的塊 、球、錐和柱。無論使用自頂向下還是自底向上方法建模,用戶均能使用布爾運算來組合數據集,從而「雕塑出」一個實體模型。ANS YS程序提供了完整的布爾運算,諸如相加、相減、相交、分割、粘結和重疊。在創建複雜實體模型時,對線、面、體、基元的布爾操作 能減少相當可觀的建模工作量。ANSYS程序還提供了拖拉、延伸、旋轉、移動、延伸和拷貝實體模型圖元的功能。附加的功能還包括 圓弧構造、切線構造、通過拖拉與旋轉生成面和體、線與面的自動相交運算、自動倒角生成、用於網格劃分的硬點的建立、移動、拷貝和 刪除。自底向上進行實體建模時,用戶從最低級的圖元向上構造模型,即:用戶首先定義關鍵點,然後依次是相關的線、面、體。
 
ansys -●網格劃分
  ANSYS程序提供了使用便捷、高質量的對CAD模型進行網格劃分的功能。包括四種網格劃分方法:延伸劃分、映像劃分、自由 劃分和自適應劃分。延伸網格劃分可將一個二維網格延伸成一個三維網格。映像網格劃分允許用戶將幾何模型分解成簡單的幾部分,然後 選擇合適的單元屬性和網格控制,生成映像網格。ANSYS程序的自由網格劃分器功能是十分強大的,可對複雜模型直接劃分,避免了 用戶對各個部分分別劃分然後進行組裝時各部分網格不匹配帶來的麻煩。自適應網格劃分是在生成了具有邊界條件的實體模型以後,用戶 指示程序自動地生成有限元網格,分析、估計網格的離散誤差,然後重新定義網格大小,再次分析計算、估計網格的離散誤差,直至誤差 低於用戶定義的值或達到用戶定義的求解次數。


分析計算模塊包括結構分析(可進行線性分析、非線性分析和高度非線性分析)、流體動力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析,可模擬多種物理介質的相互作用,具有靈敏度分析及優化分析能力;

后處理模塊可將計算結果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示(可看到結構內部)等圖形方式顯示出來,也可將計算結果以圖表、曲線形式顯示或輸出。

軟體提供了100種以上的單元類型,用來模擬工程中的各種結構和材料。該軟體有多種不同版本,可以運行在從個人機到大型機的多種計算機設備上,如PC,SGI,HP,SUN,DEC,IBM,CRAY等。

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