有限元软件的发展史 工作平台：大、中型计算机和工作站发展到个人微型计算机；交互方式：命令行、批处理文件方式发展到菜单、图形界面方式；输入方式：所有信息（几何形体、节点和单元划分、外力分布等）以数据方式输入发展到图形方式输入基本几何信息.ppt

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1、有限元软件的发展史 工作平台：大、中型计算机和工作站发展到个人微型计算机；交互方式：命令行、批处理文件方式发展到菜单、图形界面方式；输入方式：所有信息（几何形体、节点和单元划分、外力分布等）以数据方式输入发展到图形方式输入基本几何信息。Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望ANSYS应用范围结构力学：静力学、动力学、屈曲分析、结构非线性、接触问题、爆炸问题、运动学分析；热力学：稳态、瞬态、相变、热结构耦合；电磁学：静态磁场、动态磁场、电流传导、静电；流体力

2、学：流体静力学、流体动力学；耦合场分析：压电分析：有限元模型力学模型：几何 形体、材料参数、结构约束、外力（环境温度）条件；有限元模型：在力学模型的基础上决定单元类型、节点与单元划分方式、约束与外力处理方式。构造有限元模型的方法利用ANSYS提供的建模工具：适用于复杂三维模型，数据输入工作量小，可使用布尔操作，模型易于修改，使用CPU时间较多，可能造型失败；直接生成：适用于简单模型，可完全控制几何形状和节点、单元数目，造型工作量大，模型不易修改；用其它CAD软件生成后输入：可能产生信息丢失，一般需要对模型作修正。建模准备工作确定分析类型：静力学、动力学或特征值问题；平面问题或一般空间问题等；确

3、定模型形式：一维柱、梁或管，二维平板或壳，三维实体；模型能否简化：利用对称性；删除无关细节：删除与分析无关的倒角、圆角、小孔等细小结构；确定主要部位：可能产生应力集中或突变的部位。有限元软件使用步骤确定分析类型；前处理：输入几何图形、确定单元类型、输入材料参数、划分单元、定义外载荷和约束；求解；后处理：图形或列表显示所需结果（位移、应力或应变值）。前处理典型步骤几何造型：建立工作平面，生成基本几何形体（点、线、面和体），用布尔操作完成几何造型；选择单元，建立单元参数表；输入材料参数；划分单元：为几何形体指定单元和材料，确定划分密度，划分网格生成节点和单元；加载外力和约束处理：ANSYS启动和运

4、行方式启动：1、批处理方式（Batch）2、交互方式（Interactive）运行：1、命令行方式2、菜单命令方式ANSYS软件结构前处理器：将图形界面中输入的力学模型（几何形体、材料参数、约束条件、外部影响、节点和单元划分要求）转化为有限元数学方程；求解器：求解数学方程；后处理器：将求解结果以图形方式输出。其它功能：图形用户界面（GUI）主菜单（Main Menu）：多层次菜单窗口，大部分有限元操作命令集中于此；实用菜单（Utility Menu）：工具类的命令；图形窗口（Graphics Window）：图形显示和操作窗口；工具条（Toolbar）：快捷键；输入窗口（Input Windo

5、w）：命令、数据输入和提示内容显示窗口；输出窗口（Output Window）：文本输出窗口。主菜单选择分析类型（可选）Preferences前处理Preprocessor 求解Solution、后处理General Postprocessor和TimeHist Postprocessor其它功能命令行编辑菜单命令标记打开一子菜单；+打开图形拾取器 打开一对话框坐标系统全局坐标：直角、圆柱、球、圆环四套，同一原点，代号分别为0、1、2、3；局部坐标：用户自定义；显示坐标：当前坐标：坐标操作：选择坐标、定义局部坐标、删除局部坐标、定义曲线坐标歧点位置。工作平面定义：无限大平面，光标在该平面上移动

6、，缺省为全局坐标XY平面；操作：显示、建立、移动、旋转；特性：捕捉间距、栅格密度、坐标形式几何造型一：基本几何形体点：Keypoint、Hardpoint线：Line、Arc、Circle、Spline面：Rectangle、Circle、Polygon体：Block、Cylinder、Prism、Sphere、Cone、Torus几何造型二：布尔操作Intersect操作内容：布尔代数中的“交”运算；操作对象：线、面、体的任意组合；操作结果：所有操作对象的交集，可能是点、线、面或体；Pairwise Intersect：与Intersect操作基本相同，但操作结果是任意两个以上操作对象的交集

7、。几何造型二：布尔操作Add操作内容：布尔代数中的“并”运算；操作对象：体、同一平面内的面、共线的线；操作结果：所有操作对象的集合，为一个几何形体，无内部边界。几何造型二：布尔操作Subtract操作内容：布尔代数中的“差”运算；操作对象：同类几何形体（线、面、体），注意操作次序；操作结果：删除被减几何形体及交集；Options：操作结果选项。几何造型二：布尔操作Divide操作内容：布尔代数中的“差”运算，作用与Subtract基本相同且使用范围更广；操作对象：线、面、体的任意组合，注意操作次序；操作结果：删除被减几何形体及交集；Options：操作结果选项。几何造型二：布尔操作Overla

8、p操作内容：布尔代数中的“并”运算，作用与Add基本相同但操作结果有不同；操作对象：操作对象与交集都为同类几何形体（线、面、体）；操作结果：所有操作对象的集合，交集形成新的几何形体，产生内部边界。几何造型二：布尔操作Glue操作内容：作用类似于Overlap；操作对象：操作对象为同类几何形体，但交集必须是低一维的边界；操作结果：操作对象被粘合在一起，交集形成内部边界。几何造型二：布尔操作Partition操作内容：作用类似于Overlap或Glue；操作对象：操作对象为同类几何形体；操作结果：如操作对象的交集为同维几何形体，则被粘合在一起，交集形成内部边界（与Overlap相同）；如操作对象的

9、交集为共同边界，则被粘合在一起，（与Glue 相同）。几何造型三：编辑命令Extrude：低维几何形体沿指定路径扫描而生成高维几何形体；Extend：延伸线段；Scale：按比例缩放几何形体，三个坐标方向可设定不同比例因子。几何造型三：编辑命令Move/Modify：如仅移动下层几何体，则上层几何体可能产生难以预测的变化；Copy：可作等距多份拷贝。Reflect：仅能以当前坐标平面为对称面，可选择对称拷贝或镜像反转；Delete：存在上层几何体时不能删除下层几何体。构造有限元模型单元类型：选择单元类型；单元参数：输入截面尺寸或厚度等参数；材料参数：弹性模量、泊松比、密度；为几何形体指定单元、

10、参数与材料；确定划分网格的控制参数（可选）；划分网格。单元性能表LD：大变形LS：大应变S：应力刚化P：塑性C：蠕变SW：膨胀A：自适应离散N：非线形B：生与死E：误差评估U：非对称矩阵施加载荷集中载荷表面载荷体积载荷惯性载荷自由度约束（边界条件）求解与后处理图形表达方式：位移图、色块图、矢量图；数值表达方式：节点值、单元值。使用软件解题前的准备工作1、确定问题的力学性质2、按力学性质选择合适的单元3、按单元要求确定几何造型方法悬臂梁端点受集中载荷L=60m；b=2cm；h=6cm；A=12cm2；I=36cm4；E=2X107N/cm2；v=0.3；P=1000N材料力学解：A计算结果的检验实验对照与类似问题比较按理论作定性判断提高计算精度的方法h-方法：在相对误差较高的区域采用较小的单元P-方法：在相对误差较高的区域采用精度较高的单元（单元的节点数较多）动力学分析谐响应分析：系统对简谐激励的稳态响应动力分析：系统对时变激励的瞬态响应谱分析：系统对随机激励的响应