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文檔簡介

1、會計學1大型通用有限元程序大型通用有限元程序ANSYS概述概述9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-2ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、熱、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、熱、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發(fā)。開發(fā)。 第1頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-3第2頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-4第3頁/共19頁9 Nov

2、ember 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-5有限元分析有限元分析是利用數(shù)學近似的方法對真實物理系統(tǒng)(幾何和載荷工況)進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素,即單元,就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。是利用數(shù)學近似的方法對真實物理系統(tǒng)(幾何和載荷工況)進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素,即單元,就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。利用在每一個單元內(nèi)假設的近似函數(shù)來分片的表示求解域上待求的未知場函數(shù)。從數(shù)學角度來講,有限元方法依賴于這樣的有限維子空間,它的基函數(shù)是具有微小支集的函數(shù)系,與大范圍分析相結(jié)合,反映了場內(nèi)任何兩個局部地點場變量的相互依

3、賴關(guān)系。一個問題的有限元分析中,未知場函數(shù)及其導數(shù)在各個結(jié)點上的數(shù)值就成為新的未知量(也即自由度),從而使一個連續(xù)的無限自由度問題變成離散的有限自由度問題。第4頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-6常見的結(jié)構(gòu)分析通用有限元程序常見的結(jié)構(gòu)分析通用有限元程序ANSYSADINAMARCNASTRANABAQUS歷史典故歷史典故:ANSYSANSYS是隨計算機硬件而發(fā)展壯大的。是隨計算機硬件而發(fā)展壯大的。ANSYSANSYS最早是在最早是在19701970年年發(fā)布的,運行在價格為發(fā)布的,運行在價格為1 1,000000,000000的由的由UnivacUn

4、ivac和和IBMIBM生產(chǎn)的計算機生產(chǎn)的計算機上,它們的處理能力遠遠落后于今天的上,它們的處理能力遠遠落后于今天的PCPC機。一臺奔騰機。一臺奔騰PCPC機在幾分鐘機在幾分鐘內(nèi)可求解內(nèi)可求解5000500050005000的矩陣系統(tǒng),而過去則需要幾天時間。的矩陣系統(tǒng),而過去則需要幾天時間。ANSYS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(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場、耦合場及碰撞等問題。因此它可應用于以下工業(yè)領(lǐng)域: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(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場、耦合場及碰撞等問題。因此它可應用于以下工業(yè)領(lǐng)域: 航空航天、汽車工業(yè)、能源機械、生物醫(yī)學、公路橋梁

5、、建筑、水利工程、電子產(chǎn)品、微機電系統(tǒng)、運動器械等。航空航天、汽車工業(yè)、能源機械、生物醫(yī)學、公路橋梁、建筑、水利工程、電子產(chǎn)品、微機電系統(tǒng)、運動器械等。 第5頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-7第6頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-8第7頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-9 結(jié)構(gòu)分析用于確定結(jié)構(gòu)的變形、應變、應力及反作用力等結(jié)構(gòu)分析用于確定結(jié)構(gòu)的變形、應變、應力及反作用力等.第8頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-

6、10第9頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-11ANSYS除了提供標準的隱式動力學分析以外,除了提供標準的隱式動力學分析以外, 還提供了顯式動力學分析模塊還提供了顯式動力學分析模塊ANSYS/LS-DYNA.第10頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-12ANSYS 熱分析計算物體的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)溫度分布熱分析計算物體的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)溫度分布,以及熱量的獲取或損失、熱梯度、熱通量等以及熱量的獲取或損失、熱梯度、熱通量等.第11頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-13磁場分析

7、磁場分析 用于計算磁場用于計算磁場.第12頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-14第13頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-15容器內(nèi)流體容器內(nèi)流體 分析分析 - 考慮容器內(nèi)的非流動流體的影響考慮容器內(nèi)的非流動流體的影響. 可以確定由于晃動引起的靜水壓力可以確定由于晃動引起的靜水壓力.流體動力學耦合流體動力學耦合分析分析 - 考慮流體約束質(zhì)量的動力響應基礎(chǔ)上,考慮流體約束質(zhì)量的動力響應基礎(chǔ)上,在結(jié)構(gòu)動力學分析中使用流體耦合單元在結(jié)構(gòu)動力學分析中使用流體耦合單元.流體分析流體分析 用于確定流體的流動及熱行為用

8、于確定流體的流動及熱行為. 第14頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-16 其他需要耦合場分析的典型情況有:其他需要耦合場分析的典型情況有:熱熱應力分析應力分析 流體流體結(jié)構(gòu)相互作用結(jié)構(gòu)相互作用聲場聲場結(jié)構(gòu)耦合振動結(jié)構(gòu)耦合振動第15頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-17建模是數(shù)值仿真分析有效與否的關(guān)鍵。建模是數(shù)值仿真分析有效與否的關(guān)鍵。一般考慮下列問題:一般考慮下列問題: 分析領(lǐng)域分析領(lǐng)域. 分析目標分析目標. 線性線性/ /非線性問題非線性問題. 靜力靜力/ /動力問題動力問題. 分析細節(jié)的考慮分析細節(jié)

9、的考慮. 幾何模型對稱性幾何模型對稱性 奇異奇異 單元類型單元類型 網(wǎng)格密度網(wǎng)格密度 單位制單位制 材料特性材料特性 載荷載荷 求解器求解器所建模型的好壞直接影響分析的精度和成本(人耗工時,計算機資源等),但通常情況下精度和成本是相互沖突。所建模型的好壞直接影響分析的精度和成本(人耗工時,計算機資源等),但通常情況下精度和成本是相互沖突。第16頁/共19頁9 November 2009大型通用有限元程序ANSYS概述L1-18.實體運動,承受壓力,或?qū)嶓w間存在接觸實體運動,承受壓力,或?qū)嶓w間存在接觸.施加熱、高溫或存在溫度變化施加熱、高溫或存在溫度變化.恒定的磁場或磁場恒定的磁場或磁場.電流(直流或交流)電流(直流或交流).氣(液)體的運動,或受限制的氣體氣(液)體的運動,或受限制的氣體/ /液體液體.以上各種情況的耦合以上各種情況的耦合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)熱熱磁磁流體流體電電耦合場耦合場準則準則分析目的直接決定分析近似模型的確定。分析目的,就是這

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