ANSYS Products2024(有限元分析軟件)

ANSYS Products 2024是美國(guó)AnSys公司研制的大型通用有限元分析軟件，是世界范圍內(nèi)增長(zhǎng)最快的計(jì)算輔助工程軟件。通過(guò)使用ANSYS Products 2024，用戶可以輕松地模擬和預(yù)測(cè)復(fù)雜系統(tǒng)的行為，從而提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品可靠性。無(wú)論是在航空航天領(lǐng)域的高端材料測(cè)試，還是在生物醫(yī)學(xué)中的生物力學(xué)分析，亦或是在建筑和電子行業(yè)中進(jìn)行的各種模擬實(shí)驗(yàn)，這款軟件都能提供精確且高效的解決方案。
在用戶體驗(yàn)方面，ANSYS Products 2024也進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)。從原理圖啟用/禁用無(wú)線電和發(fā)射器，到維護(hù)和訪問(wèn)多通道級(jí)別的結(jié)果以提高性能，都使得用戶在使用過(guò)程中能夠獲得更加流暢和便捷的體驗(yàn)。此外，軟件還擴(kuò)展了EMIT pyAEDT支持，提供了自定義域分析的功能，以及干擾分類等新特性，使得用戶能夠更加方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析。

使用教程

一、面載荷轉(zhuǎn)化為等效節(jié)點(diǎn)力施加的方法
在進(jìn)行分析時(shí)，有時(shí)候需要將已知的面載荷按照節(jié)點(diǎn)力來(lái)施加，比如載荷方向及大小不變的情況（ANSYS將面力解釋為追隨力，而將節(jié)點(diǎn)力解釋為恒定力），那么，在只知道面力的情況下，如何施加等效于該面力的等效節(jié)點(diǎn)力？可以通過(guò)如下步驟給有限元模型施加與已知面載荷完全等效的節(jié)點(diǎn)力:
1.在模型上施加與已知面力位置、大小相同但方向相反的面力     
Main Menu->Solution->Apply->Pressure->（注意：所施加面力要與已知力反號(hào)）
2.將模型的所有節(jié)點(diǎn)自由度全部約束
Main Menu->Solution->Apply->Displacement->On Nodes
3.求解模型
Main Menu->Solution->Current LS（這一步會(huì)生成結(jié)果文件Jobname.rst）
4.開(kāi)始新的分析
Main Menu->Solution->New Analysis
5.刪除前兩步施加的面力和約束
Main Menu->Solution->Delete->Pressure-> Main Menu->Solution->Delete-> Displacement->On Nodes
6.從Jobname.rst中保存的支反力結(jié)果施加與已知面力完全等效的節(jié)點(diǎn)力
Main Menu->Solution->Apply->Force/Moment->From Reaction
7.施加其它必要的載荷和約束，然后求解
二、隧道開(kāi)挖模擬方法 
1.直接施加重力場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。第一步，計(jì)算初始位移場(chǎng)。后續(xù)開(kāi)挖計(jì)算則減去第一步的位移場(chǎng)，得到各階段的位移
2.采用初始應(yīng)力輸入的方法。首先計(jì)算初始應(yīng)力場(chǎng)，寫出初始應(yīng)力文件。后續(xù)開(kāi)挖時(shí)，讀入初始應(yīng)力，施加重力、相同的邊界和等效釋放荷載。直接計(jì)算各施工階段的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)
三、調(diào)整初始接觸條件
一般有三種方法:
1.通過(guò)自動(dòng)計(jì)算contact surface offset來(lái)關(guān)閉小的間隙(keyopt(5)=1) 
2.通過(guò)實(shí)常數(shù)ICONT指定目標(biāo)面周圍環(huán)境的調(diào)整范圍
3.通過(guò)實(shí)常數(shù)PMIN和PMAX來(lái)調(diào)整目標(biāo)面位置來(lái)調(diào)整初始穿透，如果目標(biāo)面被約束，則PMIN和PMAX無(wú)效

分析類型

1、結(jié)構(gòu)靜力分析
用來(lái)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(wèn)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
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(lái)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
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(wèn)題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種
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
5、熱分析
程序可處理熱傳遞的三種基本類型：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。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。熱分析還具有可以模擬材料固化和熔解過(guò)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(chǎng)分析
主要用于電磁場(chǎng)問(wèn)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(wú)損檢測(cè)裝置等的設(shè)計(jì)和分析領(lǐng)域
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(guò)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)
8、聲場(chǎng)分析
程序的聲學(xué)功能用來(lái)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(lái)確定音響話筒的頻率響應(yīng)，研究音樂(lè)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)
9、壓電分析
用于分析二維或三維結(jié)構(gòu)對(duì)AC（交流）、DC（直流）或任意隨時(shí)間變化的電流或機(jī)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(dòng)態(tài)性能分析?？蛇M(jìn)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

操作界面詳解

一、工具箱主要由4個(gè)部分組成:
1.Analysis Systems
主要應(yīng)用在示意圖中預(yù)定義的模板內(nèi)
2.Component Systems
主要用于可存取多種不同應(yīng)用程序的建立和不同分析系統(tǒng)的擴(kuò)展
3.Custom Systems
用于耦合分析系統(tǒng)（FSI Thermal-Stress等）的預(yù)定義。在使用過(guò)程中，根據(jù)需要可以建立自己的預(yù)定義系統(tǒng)
4.Design Exploration
主要用于參數(shù)的管理和優(yōu)化
二、項(xiàng)目管理區(qū)
當(dāng)需要進(jìn)行某一項(xiàng)目的分析時(shí)，通過(guò)在Toolbox（工具箱）的相關(guān)項(xiàng)目上雙擊或直接按住鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)到項(xiàng)目管理區(qū)即可生成一個(gè)項(xiàng)目，在Toolbox中選擇Static Structural后，項(xiàng)目管理區(qū)即可建立Static Structural分析項(xiàng)目

快捷鍵

enter—選取或啟動(dòng) 
esc—放棄或取消 
f1—啟動(dòng)在線幫助窗口 
tab—啟動(dòng)浮動(dòng)圖件的屬性窗口 
pgup—放大窗口顯示比例 
pgdn—縮小窗口顯示比例
end—刷新屏幕 
del—?jiǎng)h除點(diǎn)取的元件（1個(gè)） 
ctrl+del—?jiǎng)h除選取的元件（2個(gè)或2個(gè)以上）
x+a—取消所有被選取圖件的選取狀態(tài) 
x—將浮動(dòng)圖件左右翻轉(zhuǎn)
y—將浮動(dòng)圖件上下翻轉(zhuǎn) 
space—將浮動(dòng)圖件旋轉(zhuǎn)90度（操作時(shí)要用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)著操作對(duì)象） 
crtl+ins—將選取圖件復(fù)制到編輯區(qū)里 
shift+ins—將剪貼板里的圖件貼到編輯區(qū)里
 shift+del—將選取圖件剪切放入剪貼板里 
alt+backspace（或用ctrl+z）—恢復(fù)前一次的操作 
ctrl+backspace—取消前一次的恢復(fù) 
crtl+g—跳轉(zhuǎn)到指定的位置 
crtl+f—尋找指定的文字 
alt+f4—關(guān)閉protel 
spacebar—繪制導(dǎo)線，直線或總線時(shí)，改變走線模式 
v+d—縮放視圖，以顯示整張電路圖 
v+f—縮放視圖，以顯示所有電路部件 
f+v—打印預(yù)覽 
P+P—放置焊盤(PCB) 
P+W—放置導(dǎo)線(原理圖) 
P+T—放置網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線(PCB) 
home—以光標(biāo)位置為中心，刷新屏幕
esc—終止當(dāng)前正在進(jìn)行的操作，返回待命狀態(tài) 
backspace—放置導(dǎo)線或多邊形時(shí)，刪除最末一個(gè)頂點(diǎn) 
delete—放置導(dǎo)線或多邊形時(shí)，刪除最末一個(gè)頂點(diǎn) 
ctrl+tab—在打開(kāi)的各個(gè)設(shè)計(jì)文件文檔之間切換 
alt+tab—在打開(kāi)的各個(gè)應(yīng)用程序之間切換 
a—彈出edit\\align子菜單 
b—彈出view\\toolbars子菜單 
e—彈出edit菜單
f—彈出file菜單 
h—彈出help菜單
j—彈出edit\\jump菜單 
l—彈出edit\\set location makers子菜單 
m—彈出edit\\move子菜單 
o—彈出options菜單 
p—彈出place菜單 
r—彈出reports菜單 
s—彈出edit\\select子菜單 
t—彈出tools菜單 
v—彈出view菜單 
w—彈出window菜單 
x—彈出edit\\deselect菜單 
z—彈出zoom菜單 
左箭頭—光標(biāo)左移1個(gè)電氣柵格 
shift+左箭頭—光標(biāo)左移10個(gè)電氣柵格 
右箭頭—光標(biāo)右移1個(gè)電氣柵格 
shift+右箭頭—光標(biāo)右移10個(gè)電氣柵格 
上箭頭—光標(biāo)上移1個(gè)電氣柵格
shift+上箭頭—光標(biāo)上移10個(gè)電氣柵格 
下箭頭—光標(biāo)下移1個(gè)電氣柵格
esc—終止當(dāng)前正在進(jìn)行的操作，返回待命狀態(tài) 
backspace—放置導(dǎo)線或多邊形時(shí)，刪除最末一個(gè)頂點(diǎn) 
delete—放置導(dǎo)線或多邊形時(shí)，刪除最末一個(gè)頂點(diǎn)