Ansys 的學習的總結(jié).ppt

1、Ansys 學習總結(jié)Ansys提供的分析類型：1、結(jié)構靜力學分析：2、結(jié)構動力學分析：3 、結(jié)構屈曲分析：4、熱力學分析：5、電磁場分析：6、流體動力學分析7、耦合場分析8、優(yōu)化設計9、ANSYS/LS-DYNA顯式動力分析熱分析（穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)）熱應力分析（直接加溫載、間接法、直接法）模態(tài)、瞬態(tài)、諧響應、譜分析線性和非線性有限元問題的Ansys一般分析步驟：1、指定工作目錄、工作名稱2、指定分析類型（單元過濾選項）3 、定義單元類型、實常數(shù)、材料模型4、建模，網(wǎng)格劃分5、定義邊界條件，加載，求解6、（定義變量）查看結(jié)果7、保存數(shù)據(jù)，退出建模（4）靜力學分析（7）結(jié)構動力學分析（7）熱力學分析（5

2、）其它分析（4）電磁場分析（3）耦合場分析（3）ANSYS/LS-DYNA顯式動力分析（1）液體耦合、優(yōu)化、載荷工況組合、坐標系的組合應用總體變形云圖剪力圖彎矩圖平面剛架受力分析空間桁架受力分析總體變形云圖等值線圖位移矢量圖總體變形云圖下邊緣應力變化曲線帶孔平板受力分析（對稱分析）平板模型在空間無任何約束，應在水平和豎直軸線上分別添加Y向和X向約束。彈性體三通受力分析（對稱分析）結(jié)果分析：三通內(nèi)部受均勻壓力應在結(jié)合處產(chǎn)生最大壓力。單元劃分不均勻?qū)е洛e誤結(jié)果。理論上，矩形單元精度比三角形單元高。有待于進一步完善。Von Mises應力圖塑性三通受力分析矩形三角網(wǎng)格（加溫度載荷）總體受力云圖空間剛

3、架受力分析靜力學分析板手受力Mises 應力圖線性靜力學分析水壩內(nèi)應力分析由于水壩很長，可取其橫截面按平面應力分析地。難點：加載函數(shù)的應用Mises 應力圖合位移等值線圖模態(tài)分析用于分析結(jié)構的振動特性，即確定結(jié)構的固有頻率和振型。是線性分析它是諧響應分析、瞬態(tài)動力學分析以及譜分析等其它動力學分析的基礎。模態(tài)分析均勻直桿的固有頻率分析模態(tài)分析模型飛機機翼模態(tài)分析有預應力模態(tài)分析弦的橫向振動諧響應分析主要用于確定線性結(jié)構承受隨時間按正弦規(guī)律變化的載荷時的穩(wěn)態(tài)響應。是線性分析諧響應分析單自由度系統(tǒng)的受迫振動重物質(zhì)量m=1kg，彈簧剛度k=104N/m，阻尼系數(shù)c=63Ns/m，激振力f(t)=F0s

4、int，F(xiàn)0=2000N，為激振頻率。相頻響應曲線幅頻響應曲線瞬間動力學分析也稱時間歷程分析主要用于確定結(jié)構承受隨時間按任意規(guī)律變化的載荷時的響應。可以確定結(jié)構在靜載、瞬載和正弦載荷的任意組合作用下隨時間變化的位移、應力和應變。載荷步瞬間動力學分析凸輪從動件運動分析位移速度曲線位移加速度曲線瞬間動力學分析桿件承載彈塑性響應位移時間響應曲線譜分析是一個將模態(tài)分析的結(jié)果與一個已知的譜聯(lián)系起來計算結(jié)構的位移和應力的分析技術。主要用于時間歷程分析，以便確定結(jié)構對隨機載荷或隨機時間變化載荷的動力響應情況。如地震、颶風、海浪、火箭發(fā)動機的振動等。形式：響應譜（單點響應譜（SPRS）、多點響應譜（MPRS）

5、，動力設計分析方法（DDAM），功率譜密度（PSD）譜分析地震位移譜作用下的板梁結(jié)構響應頻率(Hz)位移(mm)0.5110.52.40.83.80.7171180.7200.8320.3屈曲分析用于確定結(jié)構開始變得不穩(wěn)定時的臨界載荷和屈曲模態(tài)形狀。Ansys提供兩種分析方法，非線性屈曲分析和線性（特征值）屈曲分析。必須定義材料的彈性模量或某種形式的剛度。失穩(wěn)變形臨界失穩(wěn)載荷屈曲分析壓桿的穩(wěn)定性分析穩(wěn)態(tài)熱分析存在穩(wěn)定熱源的熱分析?？梢源_定由穩(wěn)定的熱載荷引起的溫度、熱梯度、熱流率、熱流密度等參數(shù)。工程上，在進行瞬態(tài)熱分析之前，通常需要通過穩(wěn)態(tài)熱分析來確定物體內(nèi)部初始溫度場分布。另外，對于一個從瞬

6、態(tài)逐漸過渡到穩(wěn)態(tài)的傳熱問題，應將穩(wěn)態(tài)熱分析作為瞬態(tài)熱分析的最后一步工作，用于確定系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時所處的狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)熱分析圓柱問題描述：圓柱體底部受高溫載荷，周圍存在對流傳熱，求其內(nèi)部溫度場分布。建模：取圓柱體的半個軸面為研究對象。網(wǎng)格劃分：自適應網(wǎng)格瞬態(tài)熱分析瞬態(tài)熱分析用于計算一個系統(tǒng)隨時間變化的溫度場和其它熱參數(shù)。在工程中一般用瞬態(tài)熱分析計算溫度場，并找到溫度梯度最大的時間點，將此時間點的溫度場作為熱載荷進行應力計算。1小時后的溫度分布圖水箱網(wǎng)格細化至原來的66%銅塊400鐵塊500水箱20問題描述瞬態(tài)熱分析水 箱銅塊中心溫度變化曲線鐵塊中心溫度變化曲線熱應力分析用于計算一個結(jié)構發(fā)生溫度變化時，組

7、件的膨脹、收縮受限或由于溫度分布不均導致脹縮程度不同所產(chǎn)生的熱應力。Ansys提供的計算熱應力的方法：直接加溫度載荷、間接法、直接法熱應力分析雙金屬片（直接加溫度載荷）鋼制線膨脹系數(shù)10e-6/銅制線膨脹系數(shù)16e-6/t100時簧片變形網(wǎng)格細化至原來的1/2t100時簧片變形熱應力分析液體管路（間接法）管路保溫層先進行熱分析，將所求得的節(jié)點溫度作為體載荷施加到結(jié)構上(穩(wěn)態(tài))，或找到溫度梯度最大時間點，并將該時間點的結(jié)構溫度場作為體載荷施加到結(jié)構上(瞬態(tài))。然后進行結(jié)構分析Mises 應力圖熱分析；單元類型轉(zhuǎn)換：Switch Elem TypeThermal to Struc；定義材料結(jié)構特性

8、；讀取熱分析結(jié)果熱應力分析液體管路（直接法）使用耦合單元，同時施加結(jié)構分析和熱分析的約束和載荷Mises 應力圖節(jié)點溫度分布圖網(wǎng)格細化至間接法的1/2Fluid velocity Contour Plot 圖Fluid velocity vector圖154號節(jié)點的速度和位移圖流體結(jié)構耦合汽缸說明：活塞壓縮汽缸內(nèi)的氣體定義時間參數(shù)數(shù)組；定義流體單元；定義流體結(jié)構交互界面、出口；定義汽缸壁；確定FLOTRAN分析選項；指定空氣流體特性；指定FSI選項；設定流固交互分析的收斂值和輸出頻率，設定松馳因子；設定時間增量、迭代步數(shù)；讀取流體分析結(jié)果文件（.rfl）讀取結(jié)果基于FEA的流場分析模塊,優(yōu)勢在

9、于流固的耦合,但是總體性能很差 流固耦合分析優(yōu)化設計梁求滿足條件且使其質(zhì)量最小的梁狀態(tài)變量：用于定義優(yōu)化的邊界條件，是設計變量的函數(shù)。狀態(tài)變量設計變量：即自變量，通過該值的改變來獲得優(yōu)化結(jié)果。體積最小目標變量：最終的優(yōu)化目的，是設計變量的函數(shù)，在Ansys中優(yōu)化的目的是獲得目標變量的最小值。優(yōu)化設計：將設計問題的物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型。特點是直接使用Ansys分析的各種結(jié)果，不需要為目標函數(shù)、約束條件建立解析方程優(yōu)化設計梁求滿足條件且使其質(zhì)量最小的梁定義參量初始值；結(jié)構求解；定義單元表（定義幾何參量）；計算并提取單元總體積；提取梁的最大撓度值；生成優(yōu)化分析文件；進入優(yōu)化處理器，指定分析文件；定

10、義設計變量、狀態(tài)變量，指定目標函數(shù)；存儲優(yōu)化數(shù)據(jù)庫；指定優(yōu)化方法；運行優(yōu)化程序；查看結(jié)果。載荷工況組合簡支梁的撓度梁的撓度梁的撓度梁的撓度Element Von Mises Stress 圖坐標系的應用圓軸扭轉(zhuǎn)分析建模Element Von Mises Stress 圖Element YZ-shear stress 圖軸向、徑向單元密度增加一倍徑向單元密度增加一倍；軸向單元密度增加四倍；擠出密度增加一倍ABI電勢分布等值線圖電流分布等值線圖問題描述與一般分析步驟不同之處1）單元不同2）加載不同靜態(tài)電磁場分析薄圓盤導電分析靜態(tài)電磁場分析:用于分析不隨時間變化的磁場，包括永磁場、穩(wěn)恒電流產(chǎn)生的磁場

11、、勻速運動的導體產(chǎn)生的磁場求圓盤上的電場分布磁回路磁動勢降計算結(jié)果鐵芯模型考慮鐵芯在空氣中的磁漏的模型與一般分析步驟不同之處定義單元類型（Solid98鐵芯、Inifin47周圍空氣、Sourc36線圈）單獨的線圈單元（線圈纏繞方向）結(jié)果顯示定義路徑（鐵芯中線的七個點）宏文件的創(chuàng)建存在問題：宏文件的創(chuàng)建靜態(tài)電磁場分析鐵芯線圈磁場分析線圈求磁回路的磁動勢降及磁場分布鐵芯磁通密度等值線圖鐵芯磁場分布矢量圖不考慮磁漏的磁場分布矢量圖不考慮磁漏的磁通密度等值線圖問題描述：八面體諧振腔，腔壁材料為銅，腔體填充物為聚合物，求該諧振腔的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)和磁場分布。高頻電磁場分析諧振腔工作分析與一般分析步驟

12、不同之處定義單元類型（高頻電磁單元）約束及載荷方式（電強邊界約束，載荷為腔壁電導率和相對磁導率）指定模態(tài)分析選項（加載頻率范圍）存在問題：加載頻率范圍高頻電磁場分析:用于分析結(jié)構電磁場和電磁波的輻射及傳導過程。包括諧性高頻電場分析和模態(tài)高頻電場分析。建模磁通密度等值線圖電場強度矢量圖磁場強度矢量圖高頻電磁場分析諧振腔工作分析諧振頻率品質(zhì)因數(shù)建模熱結(jié)構耦合分析帶焊縫的金屬件退火冷卻鋼鐵銅問題描述：鋼板和鐵板焊接，焊接材料為銅，初始溫度為800度，空冷，周圍空氣溫度為30度，給出三種材料的相關物理性能參數(shù)，求5分鐘后該零件內(nèi)部的溫度場及應力場分布。與一般分析步驟不同之處定義單元類型（plane13

13、耦合單元）材料性能參數(shù)（需要三種材料的線膨脹系數(shù)、密度、比熱以及不同溫度點的彈性模量、柏松比、導熱系數(shù)、屈服強度和切變模量）指定分析選項（瞬態(tài)分析）約束及載荷方式（底面位移約束，周圍空氣加對流載荷，零件加溫度載荷）求解方式（直接耦合）存在問題：Plane13單元要求指定相對磁導率（不設定此項不影響結(jié)果，但求解過程中會指示模型存在三處錯誤；可設定為，不影響結(jié)果）時間積分控制合位移等值線圖Von Mises應力等值線圖溫度場分布等值線圖熱結(jié)構耦合分析帶焊縫的金屬件退火冷卻建模鋼鐵銅熱電耦合分析熱電冷卻器工作分析溫度場分布等值線圖電勢場分布等值線圖IIThThTcPN問題描述：由兩個正方體半導體元件

14、和一個連接銅帶組成，溫度載荷Th50，冷卻溫度Tc0，電流強度I20A，求冷卻器中溫度場和電場分布。建模熱液體耦合分析腔體中空氣熱流分析問題描述：內(nèi)裝空氣的腔體縱剖面，溫度載荷左壁面T1500，右壁面T2200，給出壓力、重力及雷諾數(shù)，設腔體有足夠長度，試對腔體內(nèi)氣體流動情況進行分析建模T1T2與一般分析步驟不同之處未設置空氣材料參數(shù)（由求解選項FLDATA指定）存在問題：FLOTRAN求解器的設定溫度場分布等值線圖X方向速度場分布等值線圖速度矢量結(jié)果Y方向速度場分布等值線圖ANSYS/LS-DYNA顯式動力分析ANSYS/LS-DYNA是ANSYS公司和LSTC公合作的產(chǎn)品，該程序?qū)NSY

15、S前后處理和LS-DYNA求解器相連接，彌補了ANSYS程序在非線性領域的不足，加強了LS-DYNA程序的前后處理能力和通用性。ANSYS/LS-DYNA將顯式積分非線性動力分析程序LS-DYNA和ANSYS的前處理器PREP7和后處理POST1和POST26有機結(jié)合在一起。利用ANSYS程序在有限元模型的建立及結(jié)果處理上的優(yōu)勢，而LS-DYNA程序中的顯式算法能迅速求解短時間、大變形、動態(tài)問題和復雜的多沖擊非線性接觸問題，兩者的完美結(jié)合可使復雜煩瑣的顯式動力分析難度大大降低。侵 徹 分 析彈體侵徹靶板分析問題描述：彈體以800m/s的速度侵徹靶板彈體靶板模型與一般分析步驟不同之處定義單元類型（solid164單元，彈靶相同）約束及載荷方式（靶板周圍位移約束，彈體賦初速度800m/s）LS-DYNA后處理器（lsprepostd）存在問題：后處理器lsprepostd的應用Nodes Von Mises Stress 圖Y向加速度等值線圖Y向速度等值線圖彈體上端面中心點Y方向各參數(shù)變化曲線等效應力時間 曲線加速度時間 曲線速度時間 曲線LS-DYNA后處理Y向速度等值線圖彈靶作用結(jié)果Y向應力等值線變化圖遇到的問題1、已解決2、流體結(jié)構耦合分析（Fluid Coupling）模塊中找不到流固耦合分析設置選項FSI Set Up選項。3、如何將含有Time Step的動