(2024年)ANSA初級培訓(xùn)教程

ANSA初級培訓(xùn)教程12024/3/26CATALOGUE目錄ANSA軟件概述ANSA基本操作有限元分析基礎(chǔ)ANSA前處理功能介紹ANSA后處理功能介紹ANSA在工程應(yīng)用中的實(shí)例分析22024/3/26CHAPTER01ANSA軟件概述32024/3/26ANSA軟件是一款廣泛應(yīng)用于工程仿真領(lǐng)域的有限元前處理軟件，具有強(qiáng)大的幾何清理、網(wǎng)格劃分和模型設(shè)置功能。ANSA軟件支持多種CAD數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入，能夠?qū)崿F(xiàn)與主流CAE軟件的無縫集成，提高仿真分析效率。ANSA軟件擁有豐富的求解器接口，支持多種求解器并行計(jì)算，滿足大規(guī)模仿真分析需求。ANSA軟件介紹42024/3/26ANSA軟件應(yīng)用領(lǐng)域用于飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析，提高產(chǎn)品性能和安全性。應(yīng)用于車身、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)等部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和碰撞安全性分析。對各種機(jī)械設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等性能分析。用于船舶、海洋平臺(tái)等結(jié)構(gòu)的流體力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。航空航天汽車工業(yè)機(jī)械工程船舶海洋52024/3/26能夠快速清理和修復(fù)復(fù)雜的CAD模型，提高網(wǎng)格劃分質(zhì)量。強(qiáng)大的幾何處理能力支持多種網(wǎng)格類型，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化的網(wǎng)格劃分，提高工作效率。智能化的網(wǎng)格劃分技術(shù)提供多種邊界條件、載荷和約束設(shè)置方式，滿足各種仿真分析需求。豐富的模型設(shè)置功能支持多種CAD和CAE軟件數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)與其他軟件的協(xié)同工作。良好的開放性和兼容性ANSA軟件特點(diǎn)與優(yōu)勢62024/3/26CHAPTER02ANSA基本操作72024/3/26

ANSA軟件安裝與啟動(dòng)安裝前準(zhǔn)備確保計(jì)算機(jī)滿足ANSA軟件的最低系統(tǒng)要求，獲取正確的軟件安裝程序。安裝過程按照安裝向?qū)У闹甘局鸩酵瓿绍浖陌惭b，選擇合適的安裝路徑和組件。啟動(dòng)ANSA在安裝完成后，通過桌面快捷方式或開始菜單啟動(dòng)ANSA軟件。82024/3/26屬性窗口顯示選中對象的詳細(xì)屬性信息，如幾何、材料、邊界條件等。項(xiàng)目瀏覽器顯示當(dāng)前打開的項(xiàng)目文件結(jié)構(gòu)，方便用戶管理和瀏覽項(xiàng)目內(nèi)容。工具欄包含常用命令的快捷按鈕，方便用戶快速執(zhí)行操作。主界面包括菜單欄、工具欄、項(xiàng)目瀏覽器、屬性窗口等主要組成部分。菜單欄提供文件操作、編輯、視圖、工具等常用功能選項(xiàng)。ANSA軟件界面介紹92024/3/26ANSA軟件基本操作創(chuàng)建新項(xiàng)目選擇新建項(xiàng)目命令，指定項(xiàng)目名稱和保存路徑，設(shè)置項(xiàng)目相關(guān)參數(shù)。打開現(xiàn)有項(xiàng)目通過文件菜單或工具欄中的打開命令，瀏覽并選擇要打開的項(xiàng)目文件。保存項(xiàng)目使用保存命令將當(dāng)前項(xiàng)目保存到指定位置，確保項(xiàng)目數(shù)據(jù)安全。導(dǎo)入幾何模型支持多種CAD格式文件的導(dǎo)入，如IGES、STEP、CATIA等，方便用戶進(jìn)行后續(xù)分析。創(chuàng)建有限元模型在導(dǎo)入幾何模型后，用戶可以定義材料屬性、劃分網(wǎng)格、施加邊界條件等，以建立有限元模型。運(yùn)行分析和查看結(jié)果在完成有限元模型建立后，用戶可以運(yùn)行分析并查看分析結(jié)果，如應(yīng)力、位移云圖等。102024/3/26CHAPTER03有限元分析基礎(chǔ)112024/3/26有限元分析的定義有限元分析（FiniteElementAnalysis，F(xiàn)EA）是一種數(shù)值分析方法，用于求解各種復(fù)雜工程問題的近似解。有限元分析的應(yīng)用領(lǐng)域有限元分析廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)、電磁學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，為工程設(shè)計(jì)提供重要的理論支持。有限元分析的基本原理有限元分析通過將連續(xù)的求解域離散為一組有限個(gè)、且按一定方式相互連接在一起的單元的組合體，來模擬和逼近原始的連續(xù)體，從而將一個(gè)連續(xù)的無限自由度問題轉(zhuǎn)化為離散的有限自由度問題。有限元分析概述122024/3/26建立有限元模型，包括幾何建模、網(wǎng)格劃分、材料屬性定義、邊界條件設(shè)置等。前處理求解后處理選擇合適的求解器，對有限元模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，得到節(jié)點(diǎn)位移、單元應(yīng)力等結(jié)果。對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化處理和數(shù)據(jù)分析，評估設(shè)計(jì)方案的合理性和可行性。030201有限元分析基本步驟132024/3/26節(jié)點(diǎn)（Node）剛度矩陣（StiffnessM…載荷向量（LoadVector）邊界條件（BoundaryCo…自由度（DegreeofFr…單元（Element）有限元模型中的離散點(diǎn)，用于定義單元的形狀和大小。由節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的幾何實(shí)體，用于模擬連續(xù)體的力學(xué)行為。描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的獨(dú)立變量，如位移、轉(zhuǎn)角等。描述單元?jiǎng)偠忍匦缘木仃?，用于建立有限元方程。描述作用在?jié)點(diǎn)上的外力或約束反力的向量。描述物體在邊界上的約束或受力情況的條件。有限元分析常用術(shù)語解析142024/3/26CHAPTER04ANSA前處理功能介紹152024/3/26ANSA提供自動(dòng)修復(fù)工具，能夠識(shí)別并修復(fù)模型中的幾何錯(cuò)誤，如重疊、間隙、自交等。自動(dòng)修復(fù)對于復(fù)雜的幾何問題，用戶可以使用手動(dòng)修復(fù)工具進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，包括頂點(diǎn)編輯、邊編輯、面編輯等。手動(dòng)修復(fù)為了提高計(jì)算效率，ANSA支持幾何簡化功能，如減少細(xì)節(jié)、合并面等。幾何簡化幾何清理與修復(fù)功能162024/3/26根據(jù)幾何模型的復(fù)雜程度，ANSA提供多種自動(dòng)網(wǎng)格劃分算法，生成高質(zhì)量的網(wǎng)格。自動(dòng)網(wǎng)格劃分用戶可以對自動(dòng)生成的網(wǎng)格進(jìn)行手動(dòng)編輯，如添加、刪除、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和單元，調(diào)整網(wǎng)格疏密等。手動(dòng)網(wǎng)格編輯ANSA提供網(wǎng)格質(zhì)量檢查工具，幫助用戶識(shí)別并修復(fù)質(zhì)量差的網(wǎng)格，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。網(wǎng)格質(zhì)量檢查網(wǎng)格劃分與編輯功能172024/3/26自定義材料用戶可以根據(jù)需要自定義材料屬性，如彈性模量、泊松比、密度、熱膨脹系數(shù)等。材料庫ANSA內(nèi)置豐富的材料庫，支持各種常見的工程材料，如金屬、非金屬、復(fù)合材料等。材料賦值用戶可以將定義好的材料屬性賦值給模型的各個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的材料分布。材料屬性定義功能182024/3/26123ANSA支持多種邊界條件設(shè)置，如固定、自由、對稱、周期性等。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的邊界條件。邊界條件設(shè)置用戶可以在模型上施加各種載荷，如力、壓力、溫度等。ANSA提供靈活的載荷施加方式，支持分布式載荷和集中載荷。載荷施加對于非線性分析，用戶可以在ANSA中定義載荷歷程，模擬實(shí)際工況下的載荷變化情況。載荷歷程定義邊界條件與載荷施加功能192024/3/26CHAPTER05ANSA后處理功能介紹202024/3/2603模型與結(jié)果同步顯示在查看結(jié)果時(shí)，可同步顯示原始模型和分析結(jié)果，便于用戶對比分析。01支持多種格式ANSA能夠讀取和顯示多種CAE分析軟件的結(jié)果文件，如Nastran、Abaqus、LS-DYNA等。02可視化界面提供直觀的可視化界面，用戶可方便地進(jìn)行結(jié)果文件的選擇、加載和查看。結(jié)果文件讀取與顯示功能212024/3/26數(shù)據(jù)提取用戶可根據(jù)需要提取特定節(jié)點(diǎn)、單元或區(qū)域的結(jié)果數(shù)據(jù)，如位移、應(yīng)力、應(yīng)變等。數(shù)據(jù)處理提供豐富的數(shù)據(jù)處理功能，如數(shù)據(jù)篩選、排序、統(tǒng)計(jì)、圖表生成等。自定義公式支持用戶自定義公式進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和處理，滿足個(gè)性化需求。結(jié)果數(shù)據(jù)提取與處理功能222024/3/26報(bào)告模板自定義報(bào)告多種輸出格式批量處理結(jié)果報(bào)告生成與輸出功能01020304提供多種報(bào)告模板，用戶可根據(jù)需要選擇合適的模板生成結(jié)果報(bào)告。支持用戶自定義報(bào)告格式和內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化報(bào)告輸出。結(jié)果報(bào)告可輸出為Word、PDF、Excel等多種格式，便于用戶分享和交流。支持批量生成和輸出結(jié)果報(bào)告，提高工作效率。232024/3/26CHAPTER06ANSA在工程應(yīng)用中的實(shí)例分析242024/3/26介紹如何在ANSA中建立結(jié)構(gòu)模型，并進(jìn)行高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分，以適應(yīng)復(fù)雜的幾何形狀。建模與網(wǎng)格劃分詳細(xì)解釋如何設(shè)置靜力學(xué)分析的邊界條件，如固定支撐、滑動(dòng)支撐等，并施加外部載荷，如重力、壓力等。邊界條件與載荷施加闡述如何定義材料的彈性模量、泊松比、密度等關(guān)鍵參數(shù)，以便進(jìn)行準(zhǔn)確的靜力學(xué)分析。材料屬性定義介紹如何利用ANSA的后處理功能，查看和分析靜力學(xué)分析的結(jié)果，如位移、應(yīng)力、應(yīng)變等，并進(jìn)行可視化展示。結(jié)果后處理與可視化實(shí)例一：結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析252024/3/26實(shí)例二：結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析動(dòng)力學(xué)建模解釋如何在ANSA中建立動(dòng)力學(xué)模型，包括質(zhì)量、阻尼和剛度矩陣的定義。模態(tài)分析詳細(xì)介紹如何進(jìn)行模態(tài)分析，以確定結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型和阻尼比等關(guān)鍵參數(shù)。響應(yīng)分析闡述如何對結(jié)構(gòu)進(jìn)行響應(yīng)分析，以預(yù)測結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)載荷下的行為，如地震、風(fēng)載等。結(jié)果后處理與可視化介紹如何利用ANSA的后處理功能，查看和分析動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)果，如時(shí)程響應(yīng)、頻響函數(shù)等，并進(jìn)行可視化展示。262024/3/26熱傳導(dǎo)建模解釋如何在ANSA中建立熱傳導(dǎo)模型，包括定義熱源、熱邊界條件和材料熱屬性等。熱應(yīng)力分析闡述如何將熱傳導(dǎo)分析與結(jié)構(gòu)力學(xué)分析相結(jié)合，進(jìn)行熱應(yīng)力分析，以評估熱載荷對結(jié)構(gòu)完整性的影響。穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)分析詳細(xì)介紹如何進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱傳導(dǎo)分析，以預(yù)測結(jié)構(gòu)在不同時(shí)間尺度下的溫度分布和熱流情況。結(jié)果后處理與可視化介紹如何利用ANSA的后處理功能，查看和分析熱傳導(dǎo)分析的結(jié)果，如溫度分布、熱流密度等，并進(jìn)行可視化展示。實(shí)例三：熱傳導(dǎo)分析272024/3/26ABCD流體動(dòng)力學(xué)建模解釋如何在ANSA中建立流體動(dòng)力學(xué)模型，包括定義流體域、邊界條件和流體屬性等。流固耦合分析闡述如何將流體動(dòng)力學(xué)