ANSYS与ABAQUS软件介绍与对比.doc
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1、ANSYS 软件介绍ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS 开发,它能与 多数 CAD软件接口, 实现数据 的共享 和 交换 ,如Pro/Engineer,NASTRAN, Alogor, I DEAS, AutoCAD等,是现代产品设计中的高级CAD工具之一。一、软件功能简介软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型;分析计算模块包括结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分
2、析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力;后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示(可看到结构内部)等图形方式显示出来,也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。启动 ANSYS ,进入画面以后, 程序停留在开始平台。 从开始平台 (主菜单)可以进入各处理模块: PREP7 (通用前处理模块), SOLUTION (求解模块), POST1 (通用后处理模块), POST26 (时间历程后处理模块)。 ANSYS 用户手册的全部内容都可以联机查阅。用户的指
3、令可以通过鼠标点击菜单项选取和执行,也可以在命令输入窗口通过键盘输入。命令一经执行,该命令就会在 .LOG 文件中列出,打开输出窗口可以看到 .LOG 文件的内容。如果软件运行过程中出现问题,查看 .LOG 文件中的命令流及其错误提示, 将有助于快速发现问题的根源。 .LOG 文件的内容可以略作修改存到一个批处理文件中, 在以后进行同样工作时, 由 ANSYS 自动读入并执行,这是 ANSYS 软件的第三种命令输入方式。 这种命令方式在进行某些重复性较高的工作时,能有效地提高工作速度。二、 前处理模块 PREP7双击实用菜单中的 “Preprocessor ”,进入 ANSYS 的前处理模块。
4、这个模块主要有两部分内容:实体建模和网格划分。实体建模ANSYS 程序提供了两种实体建模方法:自顶向下与自底向上。自顶向下进行实体建模时,用户定义一个模型的最高级图元,如球、棱柱,称为基元,程序则自动定义相关的面、线及关键点。用户利用这些高级图元直接构造几何模型,如二维的圆和矩形以及三维的块、球、锥和柱。无论使用自顶向下还是自底向上方法建模,用户均能使用布尔运算来组合数据集,从而 “雕塑出 ”一个实体模型。 ANSYS 程序提供了完整的布尔运算,诸如相加、相减、相交、分割、粘结和重叠。在创建复杂实体模型时,对线、面、体、基元的布尔操作能减少相当可观的建模工作量。 ANSYS 程序还提供了拖拉、
5、 延伸、旋转、移动、延伸和拷贝实体模型图元的功能。附加的功能还包括圆弧构造、切线构造、通过拖拉与旋转生成面和体、线与面的自动相交运算、自动倒角生成、用于网格划分的硬点的建立、移动、拷贝和删除。自底向上进行实体建模时,用户从最低级的图元向上构造模型,即:用户首先定义关键点,然后依次是相关的线、面、体。网格划分ANSYS 程序提供了使用便捷、 高质量的对 CAD 模型进行网格划分的功能。包括四种网格划分方法:延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。延伸网格划分可将一个二维网格延伸成一个三维网格。映像网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分,然后选择合适的单元属性和网格控制,生成映像网格。 A
6、NSYS 程序的自由网格划分器功能是十分强大的,可对复杂模型直接划分,避免了用户对各个部分分别划分然后进行组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。自适应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后,用户指示程序自动地生成有限元网格,分析、估计网格的离散误差,然后重新定义网格大小,再次分析计算、估计网格的离散误差,直至误差低于用户定义的值或达到用户定义的求解次数。三、求解模块SOLUTION前处理阶段完成建模以后,用户可以在求解阶段获得分析结果。点击快捷工具区的SAVE_DB 将前处理模块生成的模型存盘,退出Preprocessor,点击实用菜单项中的Solution ,进入分析求解模块。 在该阶段,
7、用户可以定义分析类型、分析选项、载荷数据和载荷步选项,然后开始有限元求解。ANSYS 软件提供的分析类型如下:1.结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。ANSYS 程序中的静力分析不仅可以进行线性分析,而且也可以进行非线性分析,如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。2.结构动力学分析结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同,动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。ANSYS 可进行的结构动力学分析类型包括:瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。3.结构
8、非线性分析结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。ANSYS 程序可求解静态和瞬态非线性问题,包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。4.动力学分析ANSYS 程序可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时,可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性,并确定结构中由此产生的应力、应变和变形。5.热分析程序可处理热传递的三种基本类型:传导、对流和辐射。热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析。热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热结构耦合分析能力。6.电磁场分析主要用于电磁场问题的分析,如电感、电容、磁通量密度、
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