利用進(jìn)行工程分析

利用進(jìn)行工程分析第1頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一報(bào)告內(nèi)容1CAE2ANSYS簡(jiǎn)介3ANSYS軟件提供的分析類型4ANSYS程序的結(jié)構(gòu)5ANSYS工程分析實(shí)例第2頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一1CAE簡(jiǎn)介CAE（ComputerAidedEngineering，計(jì)算機(jī)輔助工程）,指用計(jì)算機(jī)輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能等。

CAE有限元法(FEM)邊界元法(BEM)有限差分法(FDM)ANSYS,Abaqus,fluentFLAC2D結(jié)構(gòu)離散化求解控制方程KA=F定解調(diào)件第3頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一2ANSYS簡(jiǎn)介功能：

建立計(jì)算模型或者輸入結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品、組件或系統(tǒng)的CAD模型；應(yīng)用施加載荷或者其他設(shè)計(jì)條件；研究產(chǎn)品的物理響應(yīng)，比如應(yīng)力水平、溫度分布或者電磁場(chǎng)等；對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低產(chǎn)品的費(fèi)用；做數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。第4頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一特點(diǎn)：

唯一能實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)及多場(chǎng)耦合分析功能的軟件；可與大多數(shù)的CAD軟件集成并有接口；方便的二次開發(fā)環(huán)境。多種求解器分別適用于不同問題及不同的硬件配置；多種自動(dòng)網(wǎng)格劃分技術(shù)；唯一實(shí)現(xiàn)前后處理、求解及多場(chǎng)分析統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的一體化大型FEA軟件；唯一具有多物理場(chǎng)優(yōu)化功能的FEA軟件；強(qiáng)大的非線性分析功能；支持從工作站到巨型機(jī)的所有硬件平臺(tái)，以及所有平臺(tái)之間的并行運(yùn)算；第5頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一3ANSYS軟件提供的分析類型

（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(duì)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(jìn)行線性分析，而且也可以進(jìn)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。連桿隨機(jī)加載疲勞分析第6頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一（2）結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析用來求解隨時(shí)間變化的載荷對(duì)結(jié)構(gòu)或部件的影響。與靜力分析不同，動(dòng)力分析要考慮隨時(shí)間變化的力載荷以及它對(duì)阻尼和慣性的影響。ANSYS可進(jìn)行的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析類型包括：瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析及隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析。鋼結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析支撐架偕響應(yīng)分析第7頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一（3）結(jié)構(gòu)非線性分析結(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。ANSYS程序可求解靜態(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性三種。彈簧板的大變形螺栓預(yù)緊接觸塑性屈服板第8頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一（4）動(dòng)力學(xué)分析ANSYS程序可以分析大型三維柔體運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)的積累影響起主要作用時(shí)，可使用這些功能分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在空間中的運(yùn)動(dòng)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。結(jié)合LS-DYNA進(jìn)行顯示動(dòng)力學(xué)分析。擊球侵徹靶板易拉罐壓潰第9頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一（5）熱分析

程序可處理熱傳遞的三種基本類型：傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射；熱傳遞的三種類型均可進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、線性和非線性分析。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。電路板熱分析熱應(yīng)力分析第10頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一（6）電磁場(chǎng)分析

主要用于電磁場(chǎng)問題的分析，如電感、電容、磁通量密度、渦流、電場(chǎng)分布、磁力線分布、力、運(yùn)動(dòng)效應(yīng)、電路和能量損失等。還可用于螺線管、調(diào)節(jié)器、發(fā)電機(jī)、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測(cè)裝置等的設(shè)計(jì)和分析領(lǐng)域。第11頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一（7）流體動(dòng)力學(xué)分析

ANSYS流體單元能進(jìn)行流體動(dòng)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(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力和通過每個(gè)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(duì)流換熱效應(yīng)。第12頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一（8）聲場(chǎng)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(dòng)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(chǎng)強(qiáng)度分布，或預(yù)測(cè)水對(duì)振動(dòng)船體的阻尼效應(yīng)。主動(dòng)聲納探測(cè)第13頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一（9）多物理場(chǎng)耦合分析

冷卻柵管的熱固耦合第14頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一4ANSYS程序的結(jié)構(gòu)

前處理器求解器后處理器計(jì)算結(jié)果顯示場(chǎng)：等值線、梯度、矢量、粒子流跡、立體切片、透明及半透明（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）圖表、曲線形式實(shí)體建模；網(wǎng)格劃分。結(jié)構(gòu)分析、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場(chǎng)分析、聲場(chǎng)分析以及多物理場(chǎng)的耦合分析

管道第15頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一5ANSYS工程分析實(shí)例

有兩塊厚度均為0.02mm的無限長(zhǎng)平板1和2，受下圖約束。平板初始溫度為20℃，求將其加熱到800℃時(shí)平板內(nèi)部的應(yīng)力場(chǎng)分布。（材料參數(shù)如下）問題描述：第16頁，共18頁，2023年，2月20日，星期一平面應(yīng)變問題；建