ANSYS Products2024(有限元分析軟件)

ANSYS Products 2024是美國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/禁用無線電和發(fā)射器，到維護(hù)和訪問多通道級(jí)別的結(jié)果以提高性能，都使得用戶在使用過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.通過自動(dòng)計(jì)算contact surface offset來關(guān)閉小的間隙(keyopt(5)=1) 
2.通過實(shí)常數(shù)ICONT指定目標(biāo)面周圍環(huán)境的調(diào)整范圍
3.通過實(shí)常數(shù)PMIN和PMAX來調(diào)整目標(biāo)面位置來調(diào)整初始穿透，如果目標(biāo)面被約束，則PMIN和PMAX無效

分析類型

1、結(jié)構(gòu)靜力分析
用來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。這些功能可用來確定音響話筒的頻率響應(yīng)，研究音樂大廳的聲場(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—在打開的各個(gè)設(shè)計(jì)文件文檔之間切換 
alt+tab—在打開的各個(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)