现代设计方法 教学课件 ppt 作者 张大可 第14章 有限元程序的基本组成及ANSYS简介-2.ppt
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1、第14章 有限元程序的基本组成及ANSYS简介14.1 有限元程序的基本组成v有限元前处理v有限元方程组求解v有限元后处理现代设计方法第14章 有限元程序及工程应用2重庆大学机械工程学院14.1.1 有限元前处理有限元前处理 有限元前处理模块的主要功能是为有限元求解模块准备数据。现代有限元软件的前处理模块一般应具备以下功能。 1)几何建模 几何建模是前处理模块的核心部分,这部分功能的强弱是判断一个软件好坏的重要指标。 2)单元库3)材料库4)网格划分和处理5)边界条件及载荷的定义14.1.2 有限元求解有限元求解 有限元求解模块包含一系列的有限元计算程序,它完成单元计算、总体刚度矩阵形成、约束
2、处理和有限元方程组求解。现在有限元通用软件都包含多个求解器,各自完成不同的有限元求解计算。 现代设计方法第14章 有限元程序及工程应用3重庆大学机械工程学院14.1.3 有限元后处理有限元后处理 后处理模块对求解器模块计算的成果进行进一步的计算、整理和显示。 计算整理包括将有限元求解获得的解答进一步计算处理以获得需要的各种成果,如结构分析所需的应力、应变等。软件不但能提供各种数据表格,还具有十分强大的计算成果图形显示功能,能将各种变形图、云图、等值线图、矢量图等方便地显示出来,还能提供各种动画功能直观地显示结构的工作状态。 现代设计方法第14章 有限元程序及工程应用4重庆大学机械工程学院14.
3、2 ANSYS简介 14.2.1 ANSYS的发展历程的发展历程 ANSYS是美国ANSYS公司开发的融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析系统。 ANSYS目前广泛应用于航空航天、土木、机械、车辆、造船、生物医学、核工业、电子、能源、水利、轻工等工业部门和科学研究领域,拥有全球最大的用户群并享有极高的信誉。 14.2.2 ANSYS主要技术特点主要技术特点1)十分友好的用户界面 ANSYS提供极为友好的图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)。通过GUI可以方便地访问程序的各种功能、命令、用户手册和参考材料。丰富、直观的菜单系统为用户使用
4、程序提供导航,用户输入可以通过鼠标或键盘完成,也可以二者联合使用。 现代设计方法第14章 有限元程序及工程应用5重庆大学机械工程学院2)良好的用户开发环境 ANSYS具有宏(Macro)、参数设计语言(APDL)、用户可编程特性三个层次的用户开发功能。 ANSYS具备调用其它高级语言程序或被其他高级语言程序调用的功能。 3)丰富的CAD接口 ANSYS具有与大多数CAD软件的接口,如Pro/Engineer、NASTRAN、Alogor、IDEAS 、AutoCAD等,易于实现数据共享和交换。4)多种网格划分技术 ANSYS提供了四种网格划分技术:延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。此外
5、,ANSYS还可以实现自由网格到映像网格的过渡,也可根据结构位移调整流体网格等。5)能实现多场及多场耦合分析 ANSYS不但提供结构、流体、热、电磁的单场分析能力,且在统一的模拟环境和统一数据库中进行,通过多场耦合处理工具,可实现复杂的多物理场耦合分析。现代设计方法第14章 有限元程序及工程应用6重庆大学机械工程学院6)实现前后处理、求解及多场分析统一数据库7)具有多物理场优化功能 ANSYS引入变分技术,使得优化过程不再进行多次迭代,一次性计算就可得到优化设计,并可进行多目标优化和离散优化。 8)显式、隐式算法并存,具有强大的非线性分析功能9)多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置
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