材料成形過程模擬仿真

1、整理課件Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n數(shù)值模擬的有限元法簡介數(shù)值模擬的有限元法簡介n實(shí)驗(yàn)室簡介實(shí)驗(yàn)室簡介n上機(jī)實(shí)驗(yàn)軟件上機(jī)實(shí)驗(yàn)軟件Ansys簡介簡介n上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟n上機(jī)分組上機(jī)分組整理課件Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n在未變形體（毛坯）與變形體（產(chǎn)品）之間建立運(yùn)動(dòng)在未變形體（毛坯）與變形體（產(chǎn)品）之間建立運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，預(yù)測塑性成形過程中材料的流動(dòng)規(guī)律，包括學(xué)關(guān)系，預(yù)測塑性成形過程中材料的流動(dòng)規(guī)律，包括應(yīng)力場、應(yīng)變場

2、的變化、溫度場變化及熱傳導(dǎo)等。應(yīng)力場、應(yīng)變場的變化、溫度場變化及熱傳導(dǎo)等。 n計(jì)算材料的成形極限，即保證材料在塑性變形過程中計(jì)算材料的成形極限，即保證材料在塑性變形過程中不產(chǎn)生任何表面及內(nèi)部缺陷的最大變形量可能性。不產(chǎn)生任何表面及內(nèi)部缺陷的最大變形量可能性。 n預(yù)測塑性成形過程順利進(jìn)行所需的成形力及能量，為預(yù)測塑性成形過程順利進(jìn)行所需的成形力及能量，為正確選擇加工設(shè)備和進(jìn)行模具設(shè)計(jì)提供依據(jù)。正確選擇加工設(shè)備和進(jìn)行模具設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n現(xiàn)代制造業(yè)的高速發(fā)展，對塑性成形工藝分析和模具設(shè)現(xiàn)代制造業(yè)

3、的高速發(fā)展，對塑性成形工藝分析和模具設(shè)計(jì)方面提出了更高的要求計(jì)方面提出了更高的要求 。n若工藝分析不完善、模具設(shè)計(jì)不合理或材料選擇不當(dāng)，若工藝分析不完善、模具設(shè)計(jì)不合理或材料選擇不當(dāng)，則會(huì)在成型過程中產(chǎn)生缺陷，造成大量的次品和廢品，則會(huì)在成型過程中產(chǎn)生缺陷，造成大量的次品和廢品，增加了模具的設(shè)計(jì)制造時(shí)間和費(fèi)用。增加了模具的設(shè)計(jì)制造時(shí)間和費(fèi)用。 n傳統(tǒng)工藝分析和模具設(shè)計(jì)，主要依靠工程類比和設(shè)計(jì)經(jīng)傳統(tǒng)工藝分析和模具設(shè)計(jì)，主要依靠工程類比和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，反復(fù)試驗(yàn)修改，調(diào)整工藝參數(shù)以消除成形過程中的驗(yàn)，反復(fù)試驗(yàn)修改，調(diào)整工藝參數(shù)以消除成形過程中的失穩(wěn)起皺、充填不滿、局部破裂等產(chǎn)品缺陷，生產(chǎn)成本失穩(wěn)起皺、充

4、填不滿、局部破裂等產(chǎn)品缺陷，生產(chǎn)成本高，效率低。高，效率低。n 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及材料加工過程數(shù)值分析技術(shù)的快速隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及材料加工過程數(shù)值分析技術(shù)的快速發(fā)展，可以在計(jì)算機(jī)上模擬材料成型的整個(gè)過程，分析發(fā)展，可以在計(jì)算機(jī)上模擬材料成型的整個(gè)過程，分析各工藝參數(shù)對成型的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)。各工藝參數(shù)對成型的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)。Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n上限法（上限法（Upper Bound Method）用于分析較為簡單的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)變形問題；用于分析較為簡單的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)變形問題； n邊界元法邊界元法(Boundary Elemen

5、t Method) 用于模具設(shè)計(jì)分析和溫度計(jì)算用于模具設(shè)計(jì)分析和溫度計(jì)算 ；n有限元法（有限元法（Finite Element Method）用于大變形的體積成形和板料成形，變形過程常呈用于大變形的體積成形和板料成形，變形過程常呈現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)，材料的幾何形狀、邊界、材料的性質(zhì)等現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)，材料的幾何形狀、邊界、材料的性質(zhì)等都會(huì)發(fā)生很大的變化。都會(huì)發(fā)生很大的變化。Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n將具有無限個(gè)自由度的連續(xù)體看成只具有有限個(gè)自由將具有無限個(gè)自由度的連續(xù)體看成只具有有限個(gè)自由度的單元集合體。度的單元集合體。n單元之間只

6、在指定節(jié)點(diǎn)處相互鉸接，并在節(jié)點(diǎn)處引入單元之間只在指定節(jié)點(diǎn)處相互鉸接，并在節(jié)點(diǎn)處引入等效相互作用以代替單元之間的實(shí)際相互作用。等效相互作用以代替單元之間的實(shí)際相互作用。n對每個(gè)單元選擇一個(gè)函數(shù)來近似描述其物理量，并依對每個(gè)單元選擇一個(gè)函數(shù)來近似描述其物理量，并依據(jù)一定的原理建立各物理量之間的關(guān)系。據(jù)一定的原理建立各物理量之間的關(guān)系。n最后將各個(gè)單元建立起來的關(guān)系式加以集成，就可得最后將各個(gè)單元建立起來的關(guān)系式加以集成，就可得到一個(gè)與有限個(gè)離散點(diǎn)相關(guān)的總體方程，由此求得各到一個(gè)與有限個(gè)離散點(diǎn)相關(guān)的總體方程，由此求得各個(gè)離散點(diǎn)上的未知量，得到整個(gè)問題的解。個(gè)離散點(diǎn)上的未知量，得到整個(gè)問題的解。Lab

7、oratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n它對問題的性質(zhì)、物體的形狀和材料的性質(zhì)幾乎沒有它對問題的性質(zhì)、物體的形狀和材料的性質(zhì)幾乎沒有特殊的要求，只要能構(gòu)成與有限個(gè)離散點(diǎn)相關(guān)的總體特殊的要求，只要能構(gòu)成與有限個(gè)離散點(diǎn)相關(guān)的總體方程就可以按照有限元的方法求解。方程就可以按照有限元的方法求解。n有限元法能考慮多種外界因素對變形的影響，如溫度、有限元法能考慮多種外界因素對變形的影響，如溫度、摩擦、工具形狀、材料性質(zhì)不均勻等。除邊界條件和摩擦、工具形狀、材料性質(zhì)不均勻等。除邊界條件和材料的熱力學(xué)模型外，有限元的求解精度從理論上看材料的熱力學(xué)模型

8、外，有限元的求解精度從理論上看一般只取決于有限元網(wǎng)格的疏密。一般只取決于有限元網(wǎng)格的疏密。n利用有限元進(jìn)行數(shù)值分析可以獲得成形過程多方面的利用有限元進(jìn)行數(shù)值分析可以獲得成形過程多方面的信息，如成形力、應(yīng)力分布、應(yīng)變分布、變形速率、信息，如成形力、應(yīng)力分布、應(yīng)變分布、變形速率、溫度分布和金屬的流動(dòng)方向等。溫度分布和金屬的流動(dòng)方向等。 Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n由于單元形狀具有多樣性，使用有限元法處理任何材料模型，任意的邊由于單元形狀具有多樣性，使用有限元法處理任何材料模型，任意的邊界條件，任意的結(jié)構(gòu)形狀，在原則上一般

9、不會(huì)發(fā)生困難。材料的塑性加界條件，任意的結(jié)構(gòu)形狀，在原則上一般不會(huì)發(fā)生困難。材料的塑性加工過程，基本上可以利用有限元法進(jìn)行分析，而其它的數(shù)值方法往往會(huì)工過程，基本上可以利用有限元法進(jìn)行分析，而其它的數(shù)值方法往往會(huì)受到一些限制。受到一些限制。 n能夠提供塑性成形過程中變形的詳細(xì)信息（應(yīng)力應(yīng)變場、速度場、溫度能夠提供塑性成形過程中變形的詳細(xì)信息（應(yīng)力應(yīng)變場、速度場、溫度場、網(wǎng)格畸變等），為優(yōu)化成形工藝參數(shù)及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供詳細(xì)而可場、網(wǎng)格畸變等），為優(yōu)化成形工藝參數(shù)及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供詳細(xì)而可靠的依據(jù)?？康囊罁?jù)。 n雖然有限元法的計(jì)算精度與所選擇的單元種類，單元的大小等有關(guān)，但雖然有限元法的計(jì)算精度

10、與所選擇的單元種類，單元的大小等有關(guān)，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元法將提供高精度的技術(shù)結(jié)果。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元法將提供高精度的技術(shù)結(jié)果。 n用有限元法編制的計(jì)算機(jī)程序通用性強(qiáng)，可以用于求解大量復(fù)雜的問題，用有限元法編制的計(jì)算機(jī)程序通用性強(qiáng)，可以用于求解大量復(fù)雜的問題，只需修改少量的輸入數(shù)據(jù)即可。只需修改少量的輸入數(shù)據(jù)即可。 n由于計(jì)算過程完全計(jì)算機(jī)化，既可以減少一定的試驗(yàn)工作，又可直接與由于計(jì)算過程完全計(jì)算機(jī)化，既可以減少一定的試驗(yàn)工作，又可直接與CAD/CAM實(shí)現(xiàn)集成，使模具設(shè)計(jì)過程自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)集成，使模具設(shè)計(jì)過程自動(dòng)化。 Laboratory of Materials Nume

11、rical Simulation 2008/10n彈塑性有限元法彈塑性有限元法 n剛塑性有限元法剛塑性有限元法 n剛粘塑性有限元法剛粘塑性有限元法 同時(shí)考慮彈性變形和塑性變形，對同時(shí)考慮彈性變形和塑性變形，對于小塑性變形所求的未知量是單元于小塑性變形所求的未知量是單元節(jié)點(diǎn)位移，適用于結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，屈服節(jié)點(diǎn)位移，適用于結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，屈服等問題。對于大塑性變形，采用增等問題。對于大塑性變形，采用增量法分析。既可以分析加載過程，量法分析。既可以分析加載過程，又可以分析卸載過程，計(jì)算殘余應(yīng)又可以分析卸載過程，計(jì)算殘余應(yīng)力應(yīng)變及回彈、以及模具和工件之力應(yīng)變及回彈、以及模具和工件之間的相互作用。可以處理幾何非線間

12、的相互作用?？梢蕴幚韼缀畏蔷€性和非穩(wěn)態(tài)問題，其缺點(diǎn)是所取是性和非穩(wěn)態(tài)問題，其缺點(diǎn)是所取是的步長不能太大，計(jì)算工作量繁重。的步長不能太大，計(jì)算工作量繁重。過去彈塑性有限元法主要適用于分過去彈塑性有限元法主要適用于分析板料成形、彎曲等工序。析板料成形、彎曲等工序。 對于大多數(shù)體積成形問題，彈性變對于大多數(shù)體積成形問題，彈性變形量較小，可以忽略，即可將材料形量較小，可以忽略，即可將材料視為剛塑性體。這種方法不需要用視為剛塑性體。這種方法不需要用應(yīng)力應(yīng)變增量進(jìn)行求解，計(jì)算時(shí)增應(yīng)力應(yīng)變增量進(jìn)行求解，計(jì)算時(shí)增量步進(jìn)可取得大一些，但對于每次量步進(jìn)可取得大一些，但對于每次增量變形來說，材料仍處于小變形增量變形

13、來說，材料仍處于小變形狀態(tài)，下一步計(jì)算是在材料以前的狀態(tài)，下一步計(jì)算是在材料以前的累加變形幾何形狀和硬化特性基礎(chǔ)累加變形幾何形狀和硬化特性基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，因此，可以用小變形之上進(jìn)行的，因此，可以用小變形的計(jì)算方法來處理大變形問題，并的計(jì)算方法來處理大變形問題，并且計(jì)算模型較簡單。剛塑性有限元且計(jì)算模型較簡單。剛塑性有限元法常用于一些金屬的冷加工問題。法常用于一些金屬的冷加工問題。 熱加工（再結(jié)晶溫度以上）應(yīng)變熱加工（再結(jié)晶溫度以上）應(yīng)變硬化效應(yīng)不顯著，材料對變形速硬化效應(yīng)不顯著，材料對變形速度具有較大的敏感性，因此，在度具有較大的敏感性，因此，在研究熱加工問題時(shí)要采用粘塑性研究熱加工問題時(shí)要采

14、用粘塑性本構(gòu)關(guān)系。把熱加工時(shí)金屬視為本構(gòu)關(guān)系。把熱加工時(shí)金屬視為非牛頓不可壓縮流體，建立了相非牛頓不可壓縮流體，建立了相應(yīng)的有限元列式，可以進(jìn)行穩(wěn)態(tài)應(yīng)的有限元列式，可以進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流動(dòng)的熱力耦合計(jì)算，剛粘塑性流動(dòng)的熱力耦合計(jì)算，剛粘塑性有限元法常用來分析拉拔、擠壓、有限元法常用來分析拉拔、擠壓、軋制等工藝過程軋制等工藝過程 。 Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10nABAQUS：大型有限元軟件：大型有限元軟件,廣泛模擬性能廣泛模擬性能,杰出的非線性分析杰出的非線性分析能力能力nALGOR：大型通用有限元分析、機(jī)械動(dòng)力仿真軟件：大型

15、通用有限元分析、機(jī)械動(dòng)力仿真軟件nADINA：大型通用有限元分析：大型通用有限元分析nHyperWorks：世界領(lǐng)先、功能強(qiáng)大的：世界領(lǐng)先、功能強(qiáng)大的CAE應(yīng)用軟件包應(yīng)用軟件包nCOMSOL Multiphysics(原原FEMLAB) ：功能強(qiáng)大的專業(yè)多物：功能強(qiáng)大的專業(yè)多物理場耦合理場耦合CAE分析軟件分析軟件nDeformnMSC系列：系列：Nastran、ADAMS、Marc、Autoforge等等nAnsys整理課件Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n地點(diǎn)地點(diǎn):創(chuàng)業(yè)樓創(chuàng)業(yè)樓314（材料學(xué)院實(shí)驗(yàn)測試中心）（材料學(xué)院實(shí)

16、驗(yàn)測試中心）n“211工程工程”實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室n實(shí)驗(yàn)室由一臺惠普小型機(jī)服務(wù)器、兩臺實(shí)驗(yàn)室由一臺惠普小型機(jī)服務(wù)器、兩臺IBM工工作站及作站及36臺臺PC機(jī)構(gòu)成局域網(wǎng)。機(jī)構(gòu)成局域網(wǎng)。n大型軟件：大型軟件：Marc、Ansys、 Patran、 Autoforge、 Mvision、Thermal-calcLaboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10nMarc是功能齊全的高級非線性有限元是功能齊全的高級非線性有限元求解器，提供了豐富的單元庫，多種求解器，提供了豐富的單元庫，多種復(fù)雜特性的材料模型，可以進(jìn)行復(fù)雜復(fù)雜特性的材料模型，可以進(jìn)行復(fù)雜邊

17、界條件下的結(jié)構(gòu)、溫度場、電場、邊界條件下的結(jié)構(gòu)、溫度場、電場、磁場分析，還可以進(jìn)行流磁場分析，還可以進(jìn)行流-熱熱-固、土壤固、土壤滲流、聲滲流、聲-結(jié)構(gòu)、電結(jié)構(gòu)、電-磁、電磁、電-熱以及熱熱以及熱-結(jié)構(gòu)等多場耦合模擬；結(jié)構(gòu)等多場耦合模擬；Marc支持多支持多CPU分析和大規(guī)模并行處理，提供了分析和大規(guī)模并行處理，提供了開放式用戶環(huán)境，各種子程序接口使開放式用戶環(huán)境，各種子程序接口使用戶能方便地訪問并修改程序設(shè)置，用戶能方便地訪問并修改程序設(shè)置，極大地?cái)U(kuò)展了極大地?cái)U(kuò)展了Marc的分析能力。的分析能力。Laboratory of Materials Numerical Simulation 200

18、8/10Mentat是非線性有限元分是非線性有限元分析的前后處理圖形交互界面，析的前后處理圖形交互界面，具有一流實(shí)體造型功能，全具有一流實(shí)體造型功能，全自動(dòng)網(wǎng)格劃分和建模能力，自動(dòng)網(wǎng)格劃分和建模能力，可以直觀靈活地定義多種材可以直觀靈活地定義多種材料模型和邊界條件，控制分料模型和邊界條件，控制分析過程、遞交分析、自動(dòng)檢析過程、遞交分析、自動(dòng)檢查模型的完整性，實(shí)時(shí)監(jiān)控查模型的完整性，實(shí)時(shí)監(jiān)控分析，可視化處理計(jì)算結(jié)果，分析，可視化處理計(jì)算結(jié)果，并可直接訪問常用的并可直接訪問常用的CAD/CAE系統(tǒng)。系統(tǒng)。Laboratory of Materials Numerical Simulation 20

19、08/10n開放的工程分析框架結(jié)構(gòu)開放的工程分析框架結(jié)構(gòu)n圖形用戶界面方便易用圖形用戶界面方便易用nCAD模型直接訪問和幾何建模模型直接訪問和幾何建模n智能化模型處理：可把幾何模型上的智能化模型處理：可把幾何模型上的載荷、邊界條件、材料及單元特性轉(zhuǎn)載荷、邊界條件、材料及單元特性轉(zhuǎn)化為有限元信息?；癁橛邢拊畔?。n自動(dòng)有限元建模自動(dòng)有限元建模n完全的分析集成：將多種分析軟件技完全的分析集成：將多種分析軟件技術(shù)集成到術(shù)集成到Patran一個(gè)公共環(huán)境中，共一個(gè)公共環(huán)境中，共用一個(gè)模型。用一個(gè)模型。n數(shù)據(jù)庫不同平臺相互兼容數(shù)據(jù)庫不同平臺相互兼容n用戶化技術(shù)：在用戶化技術(shù)：在Patran的框架系統(tǒng)中的框

20、架系統(tǒng)中直接嵌入自行開發(fā)的應(yīng)用程序和功能直接嵌入自行開發(fā)的應(yīng)用程序和功能n結(jié)果可視化處理結(jié)果可視化處理n開放的軟件開發(fā)環(huán)境開放的軟件開發(fā)環(huán)境:全功能的編程語全功能的編程語言言PCLLaboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10nAnsys軟件是集結(jié)構(gòu)、熱、流軟件是集結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元商用分析軟件，可通用有限元商用分析軟件，可廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、鐵道、石廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、電子、造船、汽車交通、能源、電子、造船、汽車交

21、通、國防工業(yè)、土木工程、生物醫(yī)國防工業(yè)、土木工程、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利、日用學(xué)、輕工、地礦、水利、日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究。家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究。Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10nThermo-calc是世界上最好的是世界上最好的多元相圖計(jì)算軟件。多元相圖計(jì)算軟件。nThermo-calc基于熱力學(xué)的基基于熱力學(xué)的基本原理，對于各種合金的平衡本原理，對于各種合金的平衡相圖、各種溫度下相的種類及相圖、各種溫度下相的種類及相對量均可進(jìn)行定量分析計(jì)算。相對量均可進(jìn)行定量分析計(jì)算。nThermo-cal的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫

22、涵的熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫涵蓋了廣泛的材料系列，而且數(shù)蓋了廣泛的材料系列，而且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。據(jù)準(zhǔn)確可靠。 Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10nDictra主要用來模擬多主要用來模擬多元系統(tǒng)中擴(kuò)散控制的相元系統(tǒng)中擴(kuò)散控制的相變。變。n可以計(jì)算擴(kuò)散方程、熱可以計(jì)算擴(kuò)散方程、熱動(dòng)力學(xué)平衡方程、流量動(dòng)力學(xué)平衡方程、流量平衡方程及相界面的移平衡方程及相界面的移動(dòng)等。動(dòng)等。DICTRA的基本結(jié)構(gòu)Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10nMSC.Mvision 是一個(gè)全面商品化的材料數(shù)

23、據(jù)信息系統(tǒng)，包括是一個(gè)全面商品化的材料數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，包括大量應(yīng)用于航空航天和汽車行業(yè)的大量應(yīng)用于航空航天和汽車行業(yè)的 材料數(shù)據(jù)，可以為用戶提供材料數(shù)據(jù)，可以為用戶提供最豐富、最廣泛的材料數(shù)據(jù)信息，如材料的構(gòu)成圖象最豐富、最廣泛的材料數(shù)據(jù)信息，如材料的構(gòu)成圖象(含金相含金相)，材料的成分含量，材料的各種特性數(shù)據(jù)，材料數(shù)據(jù)的測試環(huán)境材料的成分含量，材料的各種特性數(shù)據(jù)，材料數(shù)據(jù)的測試環(huán)境信息，生產(chǎn)廠家及材料出廠牌號數(shù)據(jù)等，并可將材料特性作為信息，生產(chǎn)廠家及材料出廠牌號數(shù)據(jù)等，并可將材料特性作為設(shè)計(jì)變量用于設(shè)計(jì)、分析階段的整個(gè)過程。設(shè)計(jì)變量用于設(shè)計(jì)、分析階段的整個(gè)過程。Mvision的材料構(gòu)的材料構(gòu)造

24、器和評估器可幫助用戶建立和評估自己的材料數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)。造器和評估器可幫助用戶建立和評估自己的材料數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)。整理課件Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10nANSYS公司公司nANSYS的技術(shù)特點(diǎn)的技術(shù)特點(diǎn)nANSYS的產(chǎn)品家族的產(chǎn)品家族nANSYS功能概覽功能概覽nANSYS其他分析實(shí)例其他分析實(shí)例nANSYS的模塊及其功能的模塊及其功能nANSYS的基本操作的基本操作Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10nAnsys公司是由美國公司是由美國著名力學(xué)專家，匹茲

25、著名力學(xué)專家，匹茲堡大學(xué)力學(xué)系教授堡大學(xué)力學(xué)系教授John Swanson博士博士于于1970年創(chuàng)建發(fā)展起年創(chuàng)建發(fā)展起來的，是世界來的，是世界CAE行行業(yè)最大的公司。業(yè)最大的公司。 Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n能實(shí)現(xiàn)多場及多場耦合分析能實(shí)現(xiàn)多場及多場耦合分析n實(shí)現(xiàn)前后處理、分析求解及多場分析統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。實(shí)現(xiàn)前后處理、分析求解及多場分析統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。n融前后處理與分析求解于一身。融前后處理與分析求解于一身。n強(qiáng)大的非線性分析功能強(qiáng)大的非線性分析功能n快速求解器快速求解器n最早采用并行計(jì)算技術(shù)最早采用并行計(jì)算技術(shù)n從從

26、PC、工作站、大型機(jī)到巨型機(jī)所有硬件平臺的全部數(shù)據(jù)、工作站、大型機(jī)到巨型機(jī)所有硬件平臺的全部數(shù)據(jù)文件兼容，用戶界面統(tǒng)一。文件兼容，用戶界面統(tǒng)一。n智能網(wǎng)格劃分智能網(wǎng)格劃分n可與大多數(shù)可與大多數(shù)CAD軟件集成并有接口軟件集成并有接口n多層次多框架的產(chǎn)品系列多層次多框架的產(chǎn)品系列n良好的用戶開發(fā)環(huán)境良好的用戶開發(fā)環(huán)境Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析n熱分析熱分析n電磁分析電磁分析n流體分析流體分析 (CFD

27、)n耦合場分析耦合場分析 - 多物理場多物理場Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10結(jié)構(gòu)分析的類型結(jié)構(gòu)分析的類型:n靜力分析靜力分析 - 用于靜態(tài)載荷用于靜態(tài)載荷. 可以可以考慮結(jié)構(gòu)的線性及非線性行為，考慮結(jié)構(gòu)的線性及非線性行為，例如例如: 大變形、大應(yīng)變、應(yīng)力剛大變形、大應(yīng)變、應(yīng)力剛化、接觸、塑性、超彈及蠕變等化、接觸、塑性、超彈及蠕變等.n模態(tài)分析模態(tài)分析 - 計(jì)算線性結(jié)構(gòu)的自振計(jì)算線性結(jié)構(gòu)的自振頻率及振形頻率及振形. 譜分析譜分析 是模態(tài)分析是模態(tài)分析的擴(kuò)展，用于計(jì)算由于隨機(jī)振動(dòng)的擴(kuò)展，用于計(jì)算由于隨機(jī)振動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和

28、應(yīng)變引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和應(yīng)變 (也叫作也叫作 響應(yīng)譜或響應(yīng)譜或 PSD).結(jié)構(gòu)分析用于確定結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)變、應(yīng)力及反作用力等結(jié)構(gòu)分析用于確定結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)變、應(yīng)力及反作用力等.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n諧響應(yīng)分析諧響應(yīng)分析 - 確定線性結(jié)構(gòu)對隨時(shí)確定線性結(jié)構(gòu)對隨時(shí)間按正弦曲線變化的載荷的響應(yīng)間按正弦曲線變化的載荷的響應(yīng).n瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 - 確定結(jié)構(gòu)對隨時(shí)確定結(jié)構(gòu)對隨時(shí)間任意變化的載荷的響應(yīng)間任意變化的載荷的響應(yīng). 可以考可以考慮與靜力分析相同的結(jié)構(gòu)非線性行慮與靜力分析相同的結(jié)構(gòu)非線性行為為.n特征屈曲分

29、析特征屈曲分析 - 用于計(jì)算線性屈曲用于計(jì)算線性屈曲載荷并確定屈曲模態(tài)形狀載荷并確定屈曲模態(tài)形狀. (結(jié)合瞬結(jié)合瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析可以實(shí)現(xiàn)非線性屈曲態(tài)動(dòng)力學(xué)分析可以實(shí)現(xiàn)非線性屈曲分析分析.)n專項(xiàng)分析專項(xiàng)分析: 斷裂分析斷裂分析, 復(fù)合材料分析，復(fù)合材料分析，疲勞分析疲勞分析Courtesy: Sikorsky AircraftLaboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n用于模擬非常大的用于模擬非常大的變形，慣性力占支變形，慣性力占支配地位，并考慮所配地位，并考慮所有的非線性行為有的非線性行為.n它的顯式方程求解它的顯式方程求解沖擊、碰

30、撞、快速?zèng)_擊、碰撞、快速成型等問題，是目成型等問題，是目前求解這類問題最前求解這類問題最有效的方法有效的方法.ANSYS除了提供標(biāo)準(zhǔn)的隱式動(dòng)力學(xué)分析以外，除了提供標(biāo)準(zhǔn)的隱式動(dòng)力學(xué)分析以外， 還提供了顯式動(dòng)力學(xué)分析模還提供了顯式動(dòng)力學(xué)分析模塊塊ANSYS/LS-DYNA.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n熱分析之后往往進(jìn)行結(jié)構(gòu)分熱分析之后往往進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析析,計(jì)算由于熱膨脹或收縮計(jì)算由于熱膨脹或收縮不均勻引起的應(yīng)力不均勻引起的應(yīng)力. nANSYS功能功能:相變相變 (熔化及凝固熔化及凝固), 內(nèi)熱源內(nèi)熱源 (例如電阻發(fā)熱等例如

31、電阻發(fā)熱等)三種熱傳遞方式三種熱傳遞方式 (熱傳導(dǎo)、熱熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射對流、熱輻射)ANSYS 熱分析計(jì)算物體的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)溫度分布熱分析計(jì)算物體的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)溫度分布，以，以及熱量的獲取或損失、熱梯度、熱通量等及熱量的獲取或損失、熱梯度、熱通量等.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n磁場分析中考慮的物理磁場分析中考慮的物理量是磁通量密度、磁場量是磁通量密度、磁場密度、磁力、磁力矩、密度、磁力、磁力矩、阻抗、電感、渦流、能阻抗、電感、渦流、能耗及磁通量泄漏等耗及磁通量泄漏等.n磁場可由電流、永磁體、磁場可由電流、永磁體、外

32、加磁場等產(chǎn)生外加磁場等產(chǎn)生.磁場分析磁場分析 用于計(jì)算磁場用于計(jì)算磁場.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10磁場分析的類型磁場分析的類型:n靜磁場分析靜磁場分析 - 計(jì)算直流計(jì)算直流電（電（DC)或永磁體產(chǎn)生或永磁體產(chǎn)生的磁場的磁場.n交變磁場分析交變磁場分析 - 計(jì)算由計(jì)算由于交流電于交流電(AC)產(chǎn)生的磁產(chǎn)生的磁場場.n瞬態(tài)磁場分析瞬態(tài)磁場分析- 計(jì)算隨計(jì)算隨時(shí)間隨機(jī)變化的電流或時(shí)間隨機(jī)變化的電流或外界引起的磁場外界引起的磁場.Laboratory of Materials Numerical Simulation 200

33、8/10n電場分析電場分析 用于計(jì)算電阻或電容系統(tǒng)的電場用于計(jì)算電阻或電容系統(tǒng)的電場. 典型的典型的物理量有電流密度、電荷密度、電場及電阻熱等物理量有電流密度、電荷密度、電場及電阻熱等.n高頻電磁場分析高頻電磁場分析 用于微波及用于微波及RF無源組件，波導(dǎo)、無源組件，波導(dǎo)、雷達(dá)系統(tǒng)、同軸連接器等分析雷達(dá)系統(tǒng)、同軸連接器等分析.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10流體分析流體分析 用于確定流體的流動(dòng)及熱用于確定流體的流動(dòng)及熱行為行為. 流體分析分以下幾類流體分析分以下幾類:nCFD - ANSYS/FLOTRAN 提供強(qiáng)提供強(qiáng)大

34、的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析功能，包大的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析功能，包括不可壓縮或可壓縮流體、層流及括不可壓縮或可壓縮流體、層流及湍流，以及多組份流等湍流，以及多組份流等.n聲學(xué)分析聲學(xué)分析 - 考慮流體介質(zhì)與周圍固考慮流體介質(zhì)與周圍固體的相互作用體的相互作用, 進(jìn)行聲波傳遞或水進(jìn)行聲波傳遞或水下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析等下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析等.n容器內(nèi)流體容器內(nèi)流體 分析分析 - 考慮容器內(nèi)的考慮容器內(nèi)的非流動(dòng)流體的影響非流動(dòng)流體的影響. 可以確定由于可以確定由于晃動(dòng)引起的靜水壓力晃動(dòng)引起的靜水壓力.n流體動(dòng)力學(xué)耦合流體動(dòng)力學(xué)耦合分析分析 - 在考慮流體在考慮流體約束質(zhì)量的動(dòng)力響應(yīng)基礎(chǔ)上，在結(jié)約束質(zhì)量的動(dòng)力響應(yīng)基

35、礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析中使用流體耦合單元構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析中使用流體耦合單元.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n耦合場分析耦合場分析 考慮兩個(gè)或多個(gè)物理場之間的相互作用。如果兩考慮兩個(gè)或多個(gè)物理場之間的相互作用。如果兩個(gè)物理場之間相互影響，單獨(dú)求解一個(gè)物理場是不可能得到個(gè)物理場之間相互影響，單獨(dú)求解一個(gè)物理場是不可能得到正確結(jié)果的，因此你需要一個(gè)能夠?qū)蓚€(gè)物理場組合到一起正確結(jié)果的，因此你需要一個(gè)能夠?qū)蓚€(gè)物理場組合到一起求解的分析軟件。求解的分析軟件。例如：例如： 在壓電力分析中，需要同時(shí)求解電壓分布（電場分析）和應(yīng)變（結(jié)在壓

36、電力分析中，需要同時(shí)求解電壓分布（電場分析）和應(yīng)變（結(jié)構(gòu)分析）構(gòu)分析）.其他需要耦合場分析的典型情況有：其他需要耦合場分析的典型情況有：n熱熱應(yīng)力分析應(yīng)力分析n流體流體結(jié)構(gòu)相互作用結(jié)構(gòu)相互作用n感應(yīng)加熱（電磁感應(yīng)加熱（電磁熱）熱）, 感應(yīng)振蕩感應(yīng)振蕩兩根熱膨脹系數(shù)不同的棒焊接在一起，圖示為加熱兩根熱膨脹系數(shù)不同的棒焊接在一起，圖示為加熱后的變形后的變形.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n基于有限元分析的基于有限元分析的疲勞技術(shù)實(shí)現(xiàn)了：疲勞技術(shù)實(shí)現(xiàn)了：產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAE仿仿真疲勞設(shè)計(jì)重真疲勞設(shè)計(jì)重設(shè)計(jì)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)研設(shè)計(jì)的現(xiàn)

37、代設(shè)計(jì)研發(fā)流程發(fā)流程,使疲勞設(shè)計(jì)使疲勞設(shè)計(jì)更加高效快速和經(jīng)更加高效快速和經(jīng)濟(jì)實(shí)用。濟(jì)實(shí)用。Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10nFe-safe/Rotate旋轉(zhuǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)機(jī)械疲勞分析模塊，利用結(jié)疲勞分析模塊，利用結(jié)構(gòu)的循環(huán)對稱性提高了構(gòu)的循環(huán)對稱性提高了旋轉(zhuǎn)部件的疲勞分析效旋轉(zhuǎn)部件的疲勞分析效率，自動(dòng)產(chǎn)生一系列不率，自動(dòng)產(chǎn)生一系列不同旋轉(zhuǎn)角度上的應(yīng)力結(jié)同旋轉(zhuǎn)角度上的應(yīng)力結(jié)果，計(jì)算出輪轂疲勞壽果，計(jì)算出輪轂疲勞壽命。命。Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n采用一

38、排氣管熱分析疲采用一排氣管熱分析疲勞壽命計(jì)算案例，利用勞壽命計(jì)算案例，利用FE-SAFE豐富的疲勞豐富的疲勞分析結(jié)果功能，可以得分析結(jié)果功能，可以得到壽命與損傷、應(yīng)力安到壽命與損傷、應(yīng)力安全系數(shù)、生存概率等的全系數(shù)、生存概率等的數(shù)值數(shù)值/曲線曲線/柱狀圖柱狀圖/3D等等值圖等。值圖等。 Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n直升飛機(jī)的螺旋槳轉(zhuǎn)直升飛機(jī)的螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)部件模型共動(dòng)部件模型共358個(gè)個(gè)零件，零件，769個(gè)裝配聯(lián)個(gè)裝配聯(lián)結(jié)關(guān)系。采用結(jié)關(guān)系。采用AWB的的自動(dòng)探測接觸功能，自動(dòng)探測接觸功能，可以輕松地實(shí)現(xiàn)零件可以輕松地實(shí)現(xiàn)

39、零件之間的接觸以及裝配之間的接觸以及裝配聯(lián)結(jié)關(guān)系。聯(lián)結(jié)關(guān)系。 Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n前處理模塊前處理模塊n求解模塊求解模塊n后處理模塊后處理模塊Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n建立模型建立模型直接建模直接建模實(shí)體建模：自頂向下，自底向上實(shí)體建模：自頂向下，自底向上輸入輸入CAD系統(tǒng)中創(chuàng)建的實(shí)體模型系統(tǒng)中創(chuàng)建的實(shí)體模型輸入輸入CAD系統(tǒng)中創(chuàng)建的有限元模型系統(tǒng)中創(chuàng)建的有限元模型n網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分自由網(wǎng)格劃分自由網(wǎng)格劃分延伸網(wǎng)格劃分延伸網(wǎng)格劃分

40、映射網(wǎng)格劃分映射網(wǎng)格劃分自適應(yīng)網(wǎng)格劃分自適應(yīng)網(wǎng)格劃分自底向上建模是指從最低圖元向上構(gòu)自底向上建模是指從最低圖元向上構(gòu)造模型。造模型。自頂向下建模是指定義一個(gè)高級圖元，自頂向下建模是指定義一個(gè)高級圖元，程序自動(dòng)定義面、線及關(guān)鍵點(diǎn)。程序自動(dòng)定義面、線及關(guān)鍵點(diǎn)。建立實(shí)體模型后，可使用布爾運(yùn)算，建立實(shí)體模型后，可使用布爾運(yùn)算，進(jìn)行相加、相減、相交、分割、粘接進(jìn)行相加、相減、相交、分割、粘接和重疊。和重疊。還可以拖拉、延伸、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)和復(fù)還可以拖拉、延伸、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)和復(fù)制實(shí)體模型，構(gòu)造圓弧、切線、自動(dòng)制實(shí)體模型，構(gòu)造圓弧、切線、自動(dòng)倒角生成等。倒角生成等。自由網(wǎng)格劃分沒有單元形狀的限制，網(wǎng)自由網(wǎng)格劃分沒

41、有單元形狀的限制，網(wǎng)格不遵循任何模式。格不遵循任何模式。映射網(wǎng)格劃分可將幾何模型分解成簡單映射網(wǎng)格劃分可將幾何模型分解成簡單的幾部分，然后選擇合適的單元屬性和的幾部分，然后選擇合適的單元屬性和網(wǎng)格控制，生成網(wǎng)格。網(wǎng)格控制，生成網(wǎng)格。延伸網(wǎng)格劃分可將二維網(wǎng)格延伸成三維。延伸網(wǎng)格劃分可將二維網(wǎng)格延伸成三維。自適應(yīng)網(wǎng)格劃分是在生成了具有邊界條自適應(yīng)網(wǎng)格劃分是在生成了具有邊界條件的實(shí)體模型以后，程序自動(dòng)生成的有件的實(shí)體模型以后，程序自動(dòng)生成的有限元網(wǎng)格。限元網(wǎng)格。WZWYWXLaboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n結(jié)構(gòu)靜力分析：結(jié)構(gòu)靜力

42、分析：n結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析n結(jié)構(gòu)非線性分析結(jié)構(gòu)非線性分析n動(dòng)力學(xué)分析動(dòng)力學(xué)分析n熱分析熱分析n電磁場分析電磁場分析n流體動(dòng)力學(xué)分析流體動(dòng)力學(xué)分析n聲場分析聲場分析n壓電分析壓電分析求解外載荷引起的位移、應(yīng)力和力；適求解外載荷引起的位移、應(yīng)力和力；適合于求解慣性和阻尼對結(jié)構(gòu)影響不顯著合于求解慣性和阻尼對結(jié)構(gòu)影響不顯著的問題；的問題；也可以進(jìn)行非線性分析，如塑性、蠕變、也可以進(jìn)行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應(yīng)變及接觸分析膨脹、大變形、大應(yīng)變及接觸分析求解隨時(shí)間變化的載荷對結(jié)構(gòu)或部件的求解隨時(shí)間變化的載荷對結(jié)構(gòu)或部件的影響；要考慮隨時(shí)間變化的力載荷及其影響；要考慮隨時(shí)間變化的

43、力載荷及其對慣性和阻尼的影響；對慣性和阻尼的影響；分析類型有：瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、模態(tài)分分析類型有：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)分析析、諧波響應(yīng)分析及隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)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。載荷不成比例變化。Ansys可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題，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包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種線性三種可以分析大型三維柔體運(yùn)動(dòng)?？梢苑治龃笮腿S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)在空間的運(yùn)動(dòng)用這些

44、功能分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在空間的運(yùn)動(dòng)特性，并確定結(jié)構(gòu)中由此產(chǎn)生的應(yīng)力、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。應(yīng)變和變形?？商幚頍醾鬟f的三種基本類型：傳導(dǎo)、可處理熱傳遞的三種基本類型：傳導(dǎo)、對流、輻射。對流、輻射。還可以模擬材料固化和熔解的相變過程還可以模擬材料固化和熔解的相變過程以及熱與結(jié)構(gòu)之間的熱以及熱與結(jié)構(gòu)之間的熱結(jié)構(gòu)耦合過結(jié)構(gòu)耦合過程。程?？煞治鲭姼?、電容、磁通量密度、渦流、可分析電感、電容、磁通量密度、渦流、電場分布、磁力線分布、力、運(yùn)動(dòng)效應(yīng)、電場分布、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、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、加速調(diào)節(jié)器

45、、發(fā)電機(jī)、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測裝置等的設(shè)計(jì)和器、電解槽及無損檢測裝置等的設(shè)計(jì)和分析。分析。流體單元可以進(jìn)行瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)流體動(dòng)力流體單元可以進(jìn)行瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)流體動(dòng)力學(xué)分析，分析結(jié)果能得到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓學(xué)分析，分析結(jié)果能得到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力和通過每個(gè)單元的流率。還可以使用力和通過每個(gè)單元的流率。還可以使用三維表面效應(yīng)單元和熱三維表面效應(yīng)單元和熱流管單元模流管單元模擬結(jié)構(gòu)的流體繞流并包括對流換熱效應(yīng)。擬結(jié)構(gòu)的流體繞流并包括對流換熱效應(yīng)。聲學(xué)功能用來研究在含有流體的介質(zhì)中聲學(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。如確

46、定音響話筒的頻結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。如確定音響話筒的頻率響應(yīng)、音樂大廳的聲場強(qiáng)度分布或預(yù)率響應(yīng)、音樂大廳的聲場強(qiáng)度分布或預(yù)測水對振動(dòng)船體的阻尼效應(yīng)。測水對振動(dòng)船體的阻尼效應(yīng)?？煞治龆S或三維結(jié)構(gòu)對可分析二維或三維結(jié)構(gòu)對AC、DC或任或任意隨時(shí)間變化的電流或機(jī)械載荷的響應(yīng)。意隨時(shí)間變化的電流或機(jī)械載荷的響應(yīng)。用于換熱器、振蕩器、諧振器、揚(yáng)聲器用于換熱器、振蕩器、諧振器、揚(yáng)聲器等部件及其他電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能等部件及其他電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能分析。分析。Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n通用后處理模塊通用后處理模塊n時(shí)間歷程響應(yīng)后

47、處理模塊時(shí)間歷程響應(yīng)后處理模塊用于查看模型的特定點(diǎn)在某一或所有時(shí)間用于查看模型的特定點(diǎn)在某一或所有時(shí)間步內(nèi)的計(jì)算結(jié)果，可獲得結(jié)果數(shù)據(jù)對時(shí)間步內(nèi)的計(jì)算結(jié)果，可獲得結(jié)果數(shù)據(jù)對時(shí)間或頻率的關(guān)系曲線及列表，如時(shí)間位移、或頻率的關(guān)系曲線及列表，如時(shí)間位移、應(yīng)力應(yīng)變曲線等，還可以進(jìn)行曲線的代應(yīng)力應(yīng)變曲線等，還可以進(jìn)行曲線的代數(shù)運(yùn)算。數(shù)運(yùn)算。用于查看整個(gè)模塊或所選取的部分模塊用于查看整個(gè)模塊或所選取的部分模塊在某一子步的結(jié)果，可用圖形顯示各種在某一子步的結(jié)果，可用圖形顯示各種應(yīng)力場、應(yīng)變場、溫度場、變形形狀等，應(yīng)力場、應(yīng)變場、溫度場、變形形狀等，還可以進(jìn)行誤差估算、載荷工況組合、還可以進(jìn)行誤差估算、載荷工況

48、組合、結(jié)果數(shù)據(jù)的計(jì)算和路徑操作等。結(jié)果數(shù)據(jù)的計(jì)算和路徑操作等。Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n啟動(dòng)啟動(dòng)ANSYSnANSYS的工作窗口的工作窗口n菜單的交互操作菜單的交互操作n圖形拾取圖形拾取nANSYS分析過程的基本步驟分析過程的基本步驟Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n開始開始程序程序 ANSYS5.7 Interactiven指定工作目錄指定工作目錄 Runn出現(xiàn)對話框按出現(xiàn)對話框按Enter鍵即可鍵即可Laboratory of Materi

49、als Numerical Simulation 2008/10應(yīng)用菜單應(yīng)用菜單主菜單主菜單工具條工具條圖形窗口圖形窗口輸入窗口輸入窗口Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10在主菜單中選擇子菜單在主菜單中選擇子菜單.要在主菜單中選擇子菜單，將鼠標(biāo)要在主菜單中選擇子菜單，將鼠標(biāo)移到帶有移到帶有 “ 符號的項(xiàng)目上，并符號的項(xiàng)目上，并按鼠標(biāo)左鍵按鼠標(biāo)左鍵.與下拉菜單不同，這些子菜單是與下拉菜單不同，這些子菜單是相對獨(dú)立的，迭加在主菜單上面相對獨(dú)立的，迭加在主菜單上面.Laboratory of Materials Numerical

50、Simulation 2008/10主菜單中各級子菜單的迭加選擇主菜單中各級子菜單的迭加選擇 .要將一個(gè)被要將一個(gè)被“壓住壓住”在菜單提在菜單提到前面來，將鼠標(biāo)移到此菜單到前面來，將鼠標(biāo)移到此菜單上，按鼠標(biāo)上，按鼠標(biāo)左鍵左鍵 (與其他基于與其他基于Windows軟軟件相同件相同).用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)取用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)取 Preprocessor 菜單菜單 ，將，將Preprocessor子菜單調(diào)到前面子菜單調(diào)到前面來來. 例如例如:Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10結(jié)尾帶結(jié)尾帶 “.”的項(xiàng)目表示將產(chǎn)生的項(xiàng)目表示將產(chǎn)生 對話框?qū)υ捒?基

51、本的主菜單交互操作基本的主菜單交互操作結(jié)尾帶結(jié)尾帶 “” 的項(xiàng)目表示將產(chǎn)生的項(xiàng)目表示將產(chǎn)生 子菜單子菜單. 結(jié)尾沒有任何符號的表示運(yùn)行一條結(jié)尾沒有任何符號的表示運(yùn)行一條ANSYS 命令命令. Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10在輸入窗口中輸入信息在輸入窗口中輸入信息.注意注意: 當(dāng)當(dāng)ANSYS提示你輸入信息時(shí)，輸入窗口的顏色會(huì)發(fā)生改變提示你輸入信息時(shí)，輸入窗口的顏色會(huì)發(fā)生改變.在輸入窗口輸入任何信息以前，請先確認(rèn)光標(biāo)在窗口內(nèi)閃動(dòng)，否則，請?jiān)诖霸谳斎氪翱谳斎肴魏涡畔⒁郧?，請先確認(rèn)光標(biāo)在窗口內(nèi)閃動(dòng)，否則，請?jiān)诖翱趦?nèi)文字輸入框按一

52、下鼠標(biāo)左鍵。在輸入完信息以后，請按回車鍵執(zhí)行口內(nèi)文字輸入框按一下鼠標(biāo)左鍵。在輸入完信息以后，請按回車鍵執(zhí)行.文字輸入框文字輸入框 例如例如:閃動(dòng)的光標(biāo)閃動(dòng)的光標(biāo) 提示信息提示信息 以前輸入的信息以前輸入的信息 Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10OK 執(zhí)行操作執(zhí)行操作，并退出此對，并退出此對話框話框. Apply 執(zhí)行操作執(zhí)行操作，但并不退出此對，但并不退出此對話框，可以重復(fù)執(zhí)話框，可以重復(fù)執(zhí)行操作行操作. Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10要顯示要顯示 t

53、he Pan, Zoom, Rotate 菜單菜單:Utility Menu: PlotCtrls Pan, Zoom, RotatePan, Zoom, Rotate菜單用于模型的平移、縮放、旋轉(zhuǎn)菜單用于模型的平移、縮放、旋轉(zhuǎn).Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10激活窗口及觀察方向控制激活窗口及觀察方向控制選擇所操作窗口的編號選擇所操作窗口的編號.正等軸側(cè)圖（從正等軸側(cè)圖（從x,y,z=1,1,1方向看）方向看）.斜二側(cè)圖斜二側(cè)圖(從從x,y,z=1,2,3方向看方向看).在工作平面內(nèi)顯示模型在工作平面內(nèi)顯示模型.后視圖后視

54、圖 (從從-Z向看向看).右視圖右視圖 (從從-X向看向看).俯視圖俯視圖 (從從+Y向看向看).仰視圖仰視圖 (從從-Y向看向看).左視圖左視圖 (從從-X向看向看).主視圖主視圖 (從從+Z向看向看).Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10縮放選項(xiàng)及縮放平移按鈕縮放選項(xiàng)及縮放平移按鈕恢復(fù)到縮放前的畫面恢復(fù)到縮放前的畫面.選擇矩形的兩個(gè)對角點(diǎn)放大，矩形的選擇矩形的兩個(gè)對角點(diǎn)放大，矩形的長寬比與顯示窗口的長寬比相同長寬比與顯示窗口的長寬比相同. 將模型向上平移一個(gè)單位將模型向上平移一個(gè)單位*.將模型向右平移一個(gè)單位將模型向右平移

55、一個(gè)單位*.將模型放大一個(gè)單位將模型放大一個(gè)單位*.*平移及縮放的單位可以由滾動(dòng)條進(jìn)行設(shè)定，詳見下頁平移及縮放的單位可以由滾動(dòng)條進(jìn)行設(shè)定，詳見下頁.選擇矩形的兩個(gè)對角點(diǎn)放大選擇矩形的兩個(gè)對角點(diǎn)放大.將模型向左平移一個(gè)單位將模型向左平移一個(gè)單位*.將模型縮小一個(gè)單位將模型縮小一個(gè)單位*.選擇正方型的中央放大選擇正方型的中央放大. 將模型向下平移一個(gè)單位將模型向下平移一個(gè)單位*.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10單位滾動(dòng)條控制單位滾動(dòng)條控制, 動(dòng)態(tài)模式控制及功能鍵動(dòng)態(tài)模式控制及功能鍵繞著繞著X,Y,Z屏幕坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)一個(gè)屏幕坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)

56、一個(gè)單位單位.設(shè)置縮放、平移及旋轉(zhuǎn)按鈕的單位的設(shè)置縮放、平移及旋轉(zhuǎn)按鈕的單位的滾動(dòng)條滾動(dòng)條.選擇此項(xiàng)，可以使用三鍵鼠標(biāo)控制控制選擇此項(xiàng)，可以使用三鍵鼠標(biāo)控制控制光源的位置、強(qiáng)度及反射光源的位置、強(qiáng)度及反射(見下頁見下頁). 選取此開關(guān)可以進(jìn)入動(dòng)態(tài)模式或選取此開關(guān)可以進(jìn)入動(dòng)態(tài)模式或光源控制。光源控制。選擇此項(xiàng)，可以使用三鍵鼠標(biāo)選擇此項(xiàng)，可以使用三鍵鼠標(biāo)進(jìn)行模型的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)、縮放及進(jìn)行模型的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)、縮放及平移平移 (見下頁見下頁). 縮放模型至適合窗口大小縮放模型至適合窗口大小. 返回模型到默認(rèn)的取向返回模型到默認(rèn)的取向 (正前方正前方)Laboratory of Materials Numeri

57、cal Simulation 2008/10使用動(dòng)態(tài)模式控制使用動(dòng)態(tài)模式控制選取動(dòng)態(tài)模式選取動(dòng)態(tài)模式.您就可以使用鼠標(biāo)鍵進(jìn)行模型的動(dòng)態(tài)的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放操您就可以使用鼠標(biāo)鍵進(jìn)行模型的動(dòng)態(tài)的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放操作作.注意注意: 也可以不選取動(dòng)態(tài)模式，直接按住也可以不選取動(dòng)態(tài)模式，直接按住Control鍵進(jìn)行模型鍵進(jìn)行模型的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放操作的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放操作. Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10 圖形拾取圖形拾取 為使用鼠標(biāo)在圖形窗口中拾取模型圖為使用鼠標(biāo)在圖形窗口中拾取模型圖元及坐標(biāo)定位元及坐標(biāo)定位.使用使用:p拾取坐標(biāo)

58、拾取坐標(biāo) - 定位一個(gè)新點(diǎn)（關(guān)鍵點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)）的坐標(biāo)定位一個(gè)新點(diǎn)（關(guān)鍵點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)）的坐標(biāo).p檢索拾取檢索拾取 - 拾取已經(jīng)存在的模型元素拾取已經(jīng)存在的模型元素.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10在主菜單中選擇帶在主菜單中選擇帶“”號結(jié)尾的菜單，將會(huì)彈出圖形拾取號結(jié)尾的菜單，將會(huì)彈出圖形拾取菜單菜單.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10拾取菜單拾取菜單定位拾取定位拾取檢索拾取檢索拾取功能功能拾取模式拾取模式拾取狀況拾取狀況拾取的數(shù)據(jù)拾取的數(shù)據(jù)鍵盤輸入選項(xiàng)鍵盤輸入選項(xiàng)

59、執(zhí)行鍵執(zhí)行鍵Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10打開面編號的打開面編號的結(jié)果結(jié)果當(dāng)多個(gè)圖元同時(shí)在圖形窗口中顯示時(shí)，可以通過打開某種圖元類型編號來區(qū)當(dāng)多個(gè)圖元同時(shí)在圖形窗口中顯示時(shí)，可以通過打開某種圖元類型編號來區(qū)分它們，這些圖元以不同的標(biāo)號和顏色顯示分它們，這些圖元以不同的標(biāo)號和顏色顯示.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10打開編號顯示打開編號顯示:Utility Menu: PlotCtrls Numbering .選取需要的項(xiàng)目選取需要的項(xiàng)目，然后選擇，然

60、后選擇OK.控制是否編號和顏控制是否編號和顏色同時(shí)顯示色同時(shí)顯示 (缺省缺省), 只顯示編號只顯示編號, 或只或只顯示顏色顯示顏色.Laboratory of Materials Numerical Simulation 2008/10n創(chuàng)建有限元模型創(chuàng)建有限元模型創(chuàng)建或引入幾何模型創(chuàng)建或引入幾何模型定義單元類型定義單元類型定義材料屬性定義材料屬性劃分單元格劃分單元格n加載并求解加載并求解施加載荷并確定載荷選項(xiàng)施加載荷并確定載荷選項(xiàng)設(shè)定約束條件設(shè)定約束條件求解求解n結(jié)果分析結(jié)果分析查看分析結(jié)果查看分析結(jié)果檢驗(yàn)結(jié)果并對模型進(jìn)行評價(jià)檢驗(yàn)結(jié)果并對模型進(jìn)行評價(jià)1. 建立有限元模型建立有限元模型3. 查