FEA 模型
加载 (续)
加载面力载荷
Main Menu: Solution > -Loads- Apply > Pressure > On Lines
拾取 Line
输入一个 压力值即为 均布载荷, 两个数值 定义 坡度压力
说明：压力数值为正表示其方向指向表面
加载 (续)
加载面力载荷（续）
500 L3 VALI = 500 500
Guidelines
+ 加载的操作更加容易 ,尤其是在图形中直接拾取时.
加载 (续)
无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载荷转化到有限元模型.因此 , 加载到实体的载荷将自动转化到 其所属的节点或单元上。
沿线均布的压力
均布压力转化到以线为边界 的各单元上
实体模型
加载到实 体的载荷 自动转化 到其所属 的节点或 单元上
Objective
输入 显示提示信息，输入 ANSYS命令，所有输入 的命令将在此窗口显示 。
应用菜单 包含例如文件管理、选 择、显示控制、参数设 置等功能.
主菜单 包含ANSYS的主要功能 ，分为前处理、求解、 后处理等。
工具条 将常用的通常在其他窗口后面， 需要查看时可提到前面 。
启动ANSYS
Objective
1-1. 启动ANSYS软件.
要启动ANSYS: 开始> 程序 > ANSYS 12.1 >Mechnical APDL Product Launcher
启动ANSYS(续)
当显示出这六个窗 口后，就可以使用 ANSYS了.
ANSYS窗口
1-2. ANSYS GUI中六个窗口的总体功能
ANSYS教程
第一章 ANSYS主要功能与模块
ANSYS是世界上著名的大型通用有限元计算软件， 它包括热、电、磁、流体和结构等诸多模块，具有强大 的求解器和前、后处理功能，为我们解决复杂、庞大的 工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个优良的 工作环境，更使我们从繁琐、单调的常规有限元编程中 解脱出来。ANSYS本身不仅具有较为完善的分析功能， 同时也为用户自己进行二次开发提供了友好的开发环境。 ANSYS程序自身有着较为强大三维建模能力，仅靠 ANSYS 的 GUI( 图形界面 ) 就可建立各种复杂的几何模型； 此外， ANSYS还提供较为灵活的图形接口及数据接口。 因而，利用这些功能，可以实现不同分析软件之间的模 型转换。
2）模态分析 - 计算线性结构的自振频率及振形. 谱分 析，是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动 引起的结构应力和应变 (也叫作 响应谱或 PSD). 3）谐响应分析 - 确定线性结构对随时间按正弦曲线 变化的载荷的响应. 4）瞬态动力学分析 - 确定结构对随时间任意变化的 载荷的响应. 可以考虑与静力分析相同的结构非线 性行为. 5）谱分析 6）随机振动分析等 7）特征屈曲分析 - 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.) 8）专项分析: 断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析
菜单的排列，按照由前到后 、由简单到复杂的顺序，与 典型分析的顺序相同.
二、 ANSYS文件及工作文件名
数据库文件 Log 文件 结果文件 图形文件 一些特殊的文件 jobname.db jobname.log jobname.rxx jobname.grph 二进制 文本 二进制 二进制
ANSYS的数据库，是指在前处理、求解及后处理过 程中，ANSYS保存在内存中的数据。数据库既存储输入 的数据，也存储结果数据: 输入数据 - 必须输入的信息 (模型尺寸、材料属性、载荷 等). 结果数据 - ANSYS计算的数值 (位移、应力、应变、温度 等).
Areas
Keypoints
Lines
Area
Volume
ANSYS中图元(续)
层次关系
从最低阶到最高阶，模型图元的层次关系为： • 关键点（Keypoints） • 线（Lines） • 面（Areas） • 体（Volumes） 提示: 如果低阶的图元连在高阶图元上，则低阶图元不能删除.
I’ll just change this line
图形 显示由ANSYS创建或传 递到ANSYS的图形.
三、前处理
实体建模 参数化建模 体素库及布尔运算 拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、倒角等 多种自动网格划分工具，自动进行单元形态、求解精度检查及修正 自由/映射网格划分、智能网格划分、自适应网格划分 · · 复杂几何体Sweep映射网格生成 · · 六面体向四面体自动过渡网格：金字塔形 边界层网格划分 在几何模型或FE模型上加载：点载荷、分布载荷、体载荷、函数载 荷 可扩展的标准梁截面形状库
2. 高度非线性瞬态动力分析（ANSYS/LS-DYNA） ●全自动接触分析，四十多种接触类型 ●任意拉格郎日－欧拉（ALE）分析 ●多物质欧拉、单物质欧拉 ● 适应网格、网格重划分、重启动 ● 100多种非线性材料模式 ●多物理场耦合分析：结构、热、流体、声学 ●爆炸模拟，起爆效果及应力波的传播分析 ●侵彻穿甲仿真，鸟撞及叶片包容性分析，跌落分析 ●失效分析，裂纹扩展分析 ●刚体运动、刚体－柔体运动分析 ●实时声场分析 ● BEM边界元方法，边界元、有限元耦合分析 ●光顺质点流体动力（SPH）算法
1. 实体模型及有限元模型 现今几乎所有的有限元分析模型都用实体模型建模 . 类似于CAD，ANSYS以数学的方式表达结构的几何形状， 用于在里面填充节点和单元，还可以在几何模型边界上 方便地施加载荷. 但是， 几何实体模型并不参与有限元分 析. 所有施加在几何实体边界上的载荷或约束必须最终传 递到有限元模型上（节点或单元上）进行求解. 由几何模型创建有限元模型的过程叫作网格划分
加载
4-2a. 加载.
Objective
可在实体模型或 FEA 模型 (节点和单元) 上加载.
沿线均布的压力
沿单元边界均布的压力
在关键点处 约束
在节点处约束
实体模型
FEA 模型
在关键点加集中力
在节点加集中力
加载 (续)
直接在实体模型加载的优点:
+ 几何模型加载独立于有限元网格. 重新划分网格或局部网格修改不影 响载荷.
ANSYS的分析方法(续)
2-2. ANSYS分析步骤在GUI中的体现.
Objective
分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现.
主菜单 1. 建立有限元模型 2. 施加载荷求解 3. 查看结果
ANSYS的分析方法(续)
ANSYS GUI中的功能排列 按照一种动宾结构，以动 词开始（如Create), 随后 是一个名词 (如Circle).
6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析 7. 压电分析 ●稳态、瞬态分析 ●模态分析 ●谐响应分析 8. 多场耦合分析 ●热－结构 ● 磁－热 ●磁－结构 ●流体－热 ●流体－结构 ●热－电 ●电－磁－热－流体－结构
9. 优化设计及设计灵敏度分析 ●单一物理场优化 ●耦合场优化 10.二次开发功能 ●参数设计语言 ●用户可编程特性 ●用户自定义界面语言 ●外部命令
Meshing 几何实体模型 有限元模型
ANSYS中的图元
3-3. 四类实体模型图元, 以及它们之间的层次关系.
Objective
(即使想从CAD模型中传输实体模型，也应该知道如何使用 ANSYS建模工具修改传入的 模型.) 下图示意四类图元.
• 体 (3D模型) 由面围成，代表三维实体. • 面 (表面) 由线围成. 代表实体表面、平面 形状或壳（可以是三维曲面）. • 线 (可以是空间曲线) 以关键点为端点， 代表物体的边. • 关键点 (位于3D空间) 代表物体的角点.
选择图形类型. 将弹出 选取菜 单 (见下页) 提示选择图形进行 布尔操作.
四、加载、求解
4-1. 列表和分类载荷
Objective
ANSYS中的载荷可分为: • 自由度DOF - 定义节点的自由度（ DOF ） 值 (结构分析_位移、热 分析_ 温度、电磁分析_磁势等) • 集中载荷 - 点载荷 (结构分析_力、热分析_ 热导率、电磁分析_ magnetic current segments) • 面载荷 - 作用在表面的分布载荷 (结构分析_压力、热分析_热对流 、电磁分析_magnetic Maxwell surfaces等) • 体积载荷 - 作用在体积或场域内 (热分析_ 体积膨胀、内生成热、电 磁分析_ magnetic current density等) • 惯性载荷 - 结构质量或惯性引起的载荷 (重力、角速度等)
3. 热分析 ●稳态、瞬态温度场分析 ●热传导、热对流、热辐射分析 ●相变分析 ●材料性质、边界条件随温度变化 4. 电磁分析 ●静磁场分析－计算直流电（DC)或永磁体产生的磁场 ●交变磁场分析－ 计算由于交流电(AC)产生的磁场 ●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 ●电场分析－用于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。 ●高频电磁场分析－用于微波及RF无源组件，波导、 雷达系统、同轴连接器等分析。
5. 流体动力学分析 ● 定常/非定常分析 ●层流/湍流分析 ●自由对流/强迫对流/混合对流分析 ●可压缩流/不可压缩流分析 ●亚音速/跨音速/超音速流动分析 ●任意拉格郎日－欧拉分析（ALE） ●多组份流动分析（多达6组份） ●牛顿流与非牛顿流体分析 ●内流和外流分析 ●共轭传热及热辐射边界 ●分布阻尼和风扇模型 ●移动壁面及自由界面分析
第二章 ANSYS基本使用方法
一、典型分析过程
1. 前处理——创建有限元模型 1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性） 2）创建或读入几何实体模型 3）有限元网格划分 4）施加约束条件、载荷条件 2. 施加载荷进行求解 1）定义分析选项和求解控制 2）定义载荷及载荷步选项 2）求解 solve 3. 后处理 1）查看分析结果 2）检验结果