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文檔簡介
1、ANSYS軟件介紹ANSYS開發(fā),ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、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它能與多數(shù)CAD 軟件接口,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享禾n交換,女nPro/Engineer,NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCAD等, 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中的高級CAD工具之一。、軟件功能簡介軟件主要包括三個部分: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(wǎng)格劃分工具,用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型;分析計算模塊包括結(jié)構(gòu)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(xué)分析、電磁場分析、
2、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(zhì)的相互作用,具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力;后處理模塊可將計算結(jié)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(jié)構(gòu)內(nèi)部)等圖形方式 顯示出來,也可將計算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。啟動ANSYS,進入畫面以后,程序停留在開始平臺。可以進入各處理模塊:PREP7 (通用前處理模塊),從開始平臺(主菜單)SOLUTION (求解模塊),POST1 (通用后處理模塊),冊的全部內(nèi)容都可以聯(lián)機查閱。POST26 (時間歷程后處理模塊)。 ANSYS用戶手用戶的指令可以通過鼠標(biāo)點擊菜單項選取和
3、執(zhí)行,也可以在命令輸入窗口通過鍵盤輸入。命令一經(jīng)執(zhí)行,該命令就會在 丄OG文件中列出,打開輸出窗口可 以看到丄OG文件的內(nèi)容。如果軟件運行過程中出現(xiàn)問題,查看 丄OG文件中的命 令流及其錯誤提示,將有助于快速發(fā)現(xiàn)問題的根源。.LOG文件的內(nèi)容可以略作修改存到一個批處理文件中,在以后進行同樣工作時,并執(zhí)行,這是ANSYS軟件的第三種命令輸入方式。這種命令方式在進行某些重復(fù) 性較高的工作時,能有效地提高工作速度。由ANSYS自動讀入、 前處理模塊PREP7雙擊實用菜單中的“Preprocessor ”,進入ANSYS的前處理模塊。這個模塊主要有兩部分內(nèi)容:實體建模和網(wǎng)格劃分。實體建模ANSYS程序
4、提供了兩種實體建模方法:自頂向下與自底向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、棱柱, 稱為基元,程序則自動定義相關(guān)的面、線及關(guān)鍵點。用戶利用這些高級圖元直接 構(gòu)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(shù)據(jù)集,從而 個實體模型。 ANSYS程序提供了完整的布爾運算,諸如相加、相減、 分割、粘結(jié)和重疊。在創(chuàng)建復(fù)雜實體模型時,對線、面、體、基元的布爾操作能減少相當(dāng)可觀的建模工作量。ANSYS程序還提供了拖拉、延伸、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(gòu)造、切線構(gòu)造、通過拖拉與旋轉(zhuǎn)生成
5、面和體、線與面的自動相交運算、自動倒角生成、用 于網(wǎng)格劃分的硬點的建立、移動、拷貝和刪除必、自底向上進行實體建模時,用戶從最低級的圖元向上構(gòu)造模型,即:用戶 首先定義關(guān)鍵點,然后依次是相關(guān)的線、面、體。網(wǎng)格劃分“雕塑相交、旋轉(zhuǎn)、移ANSYS程序提供了使用便捷、高質(zhì)量的對CAD模型進行網(wǎng)格劃分的功能包括四種網(wǎng)格劃分方法:延伸劃分、映像劃分、自由劃分和自適應(yīng)劃分。延伸網(wǎng)格劃分可將一個二維網(wǎng)格延伸成一個三維網(wǎng)格。映像網(wǎng)格劃分允許用戶將幾何模型分解成簡單的幾部分,然后選擇合適的單元屬性和網(wǎng)格控制,網(wǎng)格。ANSYS程序的自由網(wǎng)格劃分器功能是十分強大的,可對復(fù)雜模型直接劃分,避免了用戶對各個部分分別劃分然
6、后進行組裝時各部分網(wǎng)格不匹配帶來的麻煩。自適應(yīng)網(wǎng)格劃分是在生成了具有邊界條件的實體模型以后,用戶指示程序自動地生成有限兀網(wǎng)格,分析、估計網(wǎng)格的離散誤差,然后重新定義網(wǎng)格大小,再次分析計算、估計網(wǎng)格的離散誤差,直至誤差低于用戶定義的值或達到用戶定義的求解次數(shù)。、求解模塊 SOLUTION前處理階段完成建模以后,用戶可以在求解階段獲得分析結(jié)果。Preprocessor點擊快捷工具區(qū)的 SAVE_DB 將前處理模塊生成的模型存盤,退出,點擊實用菜單項中的 Solution ,進入分析求解模塊。 在該階段,用戶可以定義分析類型、分析選項、載荷數(shù)據(jù)和載荷步選項,然后開始有限元 求解。ANSYS 軟件提供
7、的分析類型如下:1. 結(jié)構(gòu)靜力分析用來求解外載荷引起的位移、應(yīng)力和力。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結(jié)構(gòu)的影響并不顯著的問題。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(yīng)變及接觸分析。2. 結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析用來求解隨時間變化的載荷對結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)動力學(xué)分析類型包括:瞬態(tài)動力學(xué)分析、模態(tài)分析、諧波 響應(yīng)分析及隨機振動響應(yīng)分析。ANSYS 程序可3. 結(jié)構(gòu)非線性分析性三種。結(jié)構(gòu)非線性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或部件的響應(yīng)隨外載荷不成比例變化
8、。求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題,包括材料非線性、幾何非線性和單元非線4. 動力學(xué)分析ANSYS 程序可以分析大型三維柔體運動。當(dāng)運動的積累影響起主要作用時,可使用這些功能分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在空間中的運動特性,并確定結(jié)構(gòu)中由此產(chǎn) 生的應(yīng)力、應(yīng)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(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞的三種類型均可進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、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(jié)構(gòu)應(yīng)力之間的熱結(jié)構(gòu)耦合分析能 力。6. 電磁場分析主要用于電磁場問題的分析,如電感、電容、磁通量密度、渦流、電場分布、磁力線分布、力、運動效應(yīng)、電路和能量損失等。還可用于螺線管、調(diào)
9、節(jié) 器、發(fā)電機、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測裝置等的設(shè)計和分析 領(lǐng)域。7. 流體動力學(xué)分析ANSYS 流體單元能進行流體動力學(xué)分析,分析類型可以為瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)。 分析結(jié)果可以是每個節(jié)點的壓力和通過每個單元的流率。并且可以利用后處理功 能產(chǎn)生壓力、流率和溫度分布的圖形顯示。另外,還可以使用三維表面效應(yīng)單 元和熱流管單元模擬結(jié)構(gòu)的流體繞流并包括對流換熱效應(yīng)。8. 聲場分析程序的聲學(xué)功能用來研究在含有流體的介質(zhì)中聲波的傳播,或分析浸在流體中的固體結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。這些功能可用來確定音響話筒的頻率響應(yīng),研究 音樂大廳的聲場強度分布,或預(yù)測水對振動船體的阻尼效應(yīng)。9. 壓電分析用于分析二維或三維結(jié)
10、構(gòu)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(yīng)。這種分析類型可用于換熱器、振蕩器、諧振器、麥 克風(fēng)等部件及其它電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)動態(tài)性能分析??蛇M行四種類型的分析:靜 態(tài)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、瞬態(tài)響應(yīng)分析四、后處理模塊 POST1 和 POST26POST1 和時間ANSYS 軟件的后處理過程包括兩個部分:通用后處理模塊歷程后處理模塊 POST26 。通過友好的用戶界面,可以很容易獲得求解過程的 計算結(jié)果并對其進行顯示。這些結(jié)果可能包括位移、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、速度 及熱流等,輸出形式可以有圖形顯示和數(shù)據(jù)列表兩種。通用后處理模塊 POST1點擊實用菜單項中的Ge
11、neral Postproc ”選項即可進入通用后處理模塊。這個模塊對前面的分析結(jié)果能以圖形形式顯示和輸出。例如,計算結(jié)果(如應(yīng)力)在模型上的變化情況可用等值線圖表示,不同的等值線顏色,代表了不同 的值(如應(yīng)力值)。濃淡圖則用不同的顏色代表不同的數(shù)值區(qū)(如應(yīng)力范圍), 清晰地反映了計算結(jié)果的區(qū)域分布情況。時間歷程響應(yīng)后處理模塊 POST26點擊實用菜單項中的 TimeHist Postpro 選項即可進入時間歷程響應(yīng)后處理模塊。這個模塊用于檢查在一個時間段或子步歷程中的結(jié)果,如節(jié)點位移、應(yīng)POST26 還可力或支反力。這些結(jié)果能通過繪制曲線或列表查看。繪制一個或多個變量隨頻 率或其它量變化的曲
12、線,有助于形象化地表示分析結(jié)果。另外, 以進行曲線的代數(shù)運算。ABAQUS軟件介紹ABAQUS 是一套功能強大的工程模擬的有限元軟件,其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問題。ABAQUS 包括一個,可以富的、可模擬任意幾何形狀的單元庫。并擁有各種類型的材料模型庫 模擬典型工程材料的性能,其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復(fù)合材料、 鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質(zhì)材料。作為通用/位移)問題,還可以的模擬工具, ABAQUS除了能解決大量結(jié)構(gòu)(應(yīng)力模擬其他工程領(lǐng)域的許多問題,例如熱傳導(dǎo)、質(zhì)量擴散、熱電耦合分析、聲學(xué)分析、巖土力學(xué)分析(流體滲透/應(yīng)力耦合分析)
13、及壓電介質(zhì)分析。ABAQUS 有兩個主求解器模塊ABAQUS/Sta ndard和ABAQUS/Explicit。 ABAQUS 還包含一個全面支持求解器的圖形用戶界面,即人機交互前后處理模塊ABAQUS/CAE 。 ABAQUS 對某些特殊問題還提供了專用模塊來加以解決。ABAQUS 被廣泛地認(rèn)為是功能最強的有限元軟件,可以分析復(fù)雜的固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng),特別是能夠駕馭非常龐大復(fù)雜的問題和模擬高度非同時線性問題。 ABAQUS 不但可以做單一零件的力學(xué)和多物理場的分析,還可以做系統(tǒng)級的分析和研究。ABAQUS 的系統(tǒng)級分析的特點相對于其他的分析軟件來說是獨一無二的。由于ABAQUS 優(yōu)秀的
14、分析能力和模擬復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性使得ABAQUS被各國的工業(yè)和研究中所廣泛的采用。ABAQUS 產(chǎn)品在大量的高科技產(chǎn)品研究中都發(fā)揮著巨大的作用。ABAQUS 軟件與 ANSYS 軟件的對比分析1 在世界范圍內(nèi)的知名度兩種軟件同為國際知名的有限元分析軟件,在世界范圍內(nèi)具有各自廣泛的用戶群。 ANSYS 軟件在致力于線性分析的用戶中具有很好的聲譽,它在計算機資 源的利 用,用戶 界面開 發(fā)等方面也做 出了較 大的貢 獻。 ABAQUS軟件則致力于更復(fù)雜和深入的工程問題,其強大的非線性分析功能在設(shè)計和研究的高端用戶群中得到了廣泛的認(rèn)可。由于 ANSYS 產(chǎn)品進入中國市場早于ABAQUS ,并且在五年前
15、 ANSYS的界面是當(dāng)時最好的界面之一,所以在中國,ANSYS 軟件在用戶數(shù)量和市場推廣度方面要高于 ABAQUS 。但隨著 ABAQUS 北京辦事處的成立, ABAQUS 軟件的用戶數(shù)目和市場占有率正在大幅度和穩(wěn)步提高,并可望在今后的幾年內(nèi)趕上和超過ANSYS 。2 應(yīng)用領(lǐng)域:ANSYS 軟件注重應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,目前已覆蓋流體、電磁場和多物理場耦合等十分廣泛的研究領(lǐng)域。ABAQUS 則集中于固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和相關(guān)領(lǐng)域研究,致力于解決該領(lǐng)域的深層次實際問題。3求解器功能對于常規(guī)的線性問題,兩種軟件都可以較好的解決,在模型規(guī)模限制、計算流程、計算時間等方面都較為接近。ABAQUS 軟件在求解非
16、線性問題時具有非常明顯的優(yōu)勢。其非線性涵蓋材料非線性、幾何非線性和狀態(tài)非線性等多個方面。顯式積另外,由于 ABAQUS/Standard( 通用程序 )和 ABAQUS/Explicit(分 ) 同為 ABAQUS 公司的產(chǎn)品,它們之間的數(shù)據(jù)傳遞非常方便,可以很容易 地考慮預(yù)緊力等靜力和動力相結(jié)合的計算情況。ABAQUS 軟件的求解器是智能化的求解器,可以解決其它軟件不收斂的非線性問題,其它軟件也收斂的非線性問題,ABAQUS 軟件的計算收斂速度較快,并更加容易操作和使用。綜合起來, ABAQUS 軟件具有:1 )更多的單元種類,單元種類達433 種,提供了更多的選擇余地,并更能深入反映細(xì)微的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象和現(xiàn)象間的差別。除常規(guī)結(jié)構(gòu)外,可以方便 地模擬管道、接頭以及纖維加強結(jié)構(gòu)等實際結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為2 )更多的材料模型,包括材料 的本構(gòu)關(guān)系和失效準(zhǔn)則等,僅橡膠材料模型就達 16 種。除常規(guī)的金
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