《ANSYS Workbench 16.0超级学习手册》——第1章 ANSYS Workbench 16.0概述1.1 ANSYS软件简介-阿里云开发者社区

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《ANSYS Workbench 16.0超级学习手册》——第1章 ANSYS Workbench 16.0概述1.1 ANSYS软件简介

简介:

本节书摘来自异步社区《ANSYS Workbench 16.0超级学习手册》一书中的第1章,第1.1节,作者: 黄志新 更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

第1章 ANSYS Workbench 16.0概述

本章从总体上对ANSYS Workbench 16.0自带软件包括结构力学模块、流体力学模块等进行概述,同时对ANSYS Workbench 16.0最新整合的其他模块进行简单介绍,其中包括低频电磁场分析模块Ansoft Maxwell、多领域机电系统设计与仿真分析模块Ansoft Simplorer、疲劳分析模块nCode及复合材料建模与后处理模块ACP等。同时,本章还以SolidWorks软件为例,介绍Workbench 16.0与常见的CAD软件进行集成的步骤及方法。

学习目标:

(1)了解ANSYS Workbench软件各模块的功能;

(2)掌握ANSYS Workbench软件与SolidWorks软件的集成设置;

(3)掌握ANSYS Workbench平台的常规设置,包括单位设置、外观颜色设置等。

1.1 ANSYS软件简介

ANSYS提供广泛的工程仿真解决方案,这些方案可以对设计过程要求的任何场进行工程虚拟仿真。全球的诸多组织都相信ANSYS为它们的工程仿真软件投资带来最好的价值。

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、美国ANSYS公司开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换。

软件主要包括3个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。

(1)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。

(2)分析计算模块包括结构分析(线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分析、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。

(3)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。

ANSYS的特色功能如下。

(1)前后处理。

① 双向参数互动的CAD接口;

② 智能网格生成器;

③ 各种结果的数据处理;

④ 各种结果的图形及动画显示;

⑤ 全自动生成计算报告。

(2)结构静力分析(线性/非线性)。

(3)叠层复合材料(非线性叠层壳单元、高阶叠层实体单元、Tsai—Wu失效准则、图形化)。

① 非线性分析能力;

② 几何非线性(大变形、大应变、应力强化、旋转软化、压力载荷强化);

③ 材料非线性(近70种非线性材料本构模型,含弹塑性、蠕变、黏塑性、黏弹性、超弹性、非线性弹性、岩土和混凝土、膨胀材料、垫片材料、铸铁材料等);

④ 单元(或称边界/状态)非线性;

⑤ 高级接触单元(点对点接触、点对面接触、刚对柔面面接触、柔对柔面面接触、线性接触(MPC)等,支持大滑移和多种摩擦模型,支持多场耦合接触)。

(4)其他非线性单元(旋转铰接单元、弹簧-阻尼器单元、膜壳单元等)。

(5)动力学分析能力。

① 模态分析(自然模态分析、预应力模态分析、循环对称模态、阻尼复模态、模态综合分析);

② 谐响应分析;

③ 瞬态分析(线性/非线性、多种算法);

④ 响应谱和随机振动分析(单点谱、多点谱、功率谱);

⑤ 转子动力学分析。

(6)屈曲分析(线性屈曲、非线性屈曲、循环对称屈曲分析)。

(7)高级对称分析(循环对称模态分析、循环对称结构静力分析、轴对称、平面对称和反对称)。

(8)断裂力学分析(应力强度因子、J积分、裂纹尖端能量释放率)。

(9)通用疲劳分析。

(10)结构热分析部分(Professional)。

① 稳态温度场(热传导、热对流、热辐射);

② 瞬态温度场(热传导、热对流、热辐射、相变);

③ 管流热耦合;

④ 支持复杂热载荷和边界条件;

⑤ 非线性特性(接触传热、非线性材料)。

(11)耦合场分析部分及其他功能。

① 静流体分析(流固耦合静动力分析)。

② 声学分析(声波在各种声学介质中的传播、声波的反射和吸收(远场))。

③ 耦合场分析。

(12)设计优化:多种优化算法、多种辅助工具。

(13)拓扑优化:拓扑形状优化、拓扑频率优化。

(14)概率设计系统(PDS)。

① 10种概率输入参数;

② 参数的相关性;

③ 两种概率计算方法——蒙特卡罗法、响应面法;

④ 支持分布式并行计算;

⑤ 可视化概率设计结果。

(15)其他实用技术。

① P单元、子结构、子模型分析技术;

② 单元生死分析技术;

③ 专用单元(螺栓单元、真实截面梁单元、表面效应单元、轴对称谐波单元等)。

(16)二次开发特征。

① ANSYS参数化设计语言(APDL);

② 用户可编程特性(UPF);

③ 用户界面设计语言(UIDL);

④ 专用界面开发工具(TCL/TK);

⑤ 外部命令。

(17)求解器:直接求解器、多种迭代求解器、特征值求解器。

(18)并行求解器。

① 分布式ANSYS求解器:包括两个稀疏矩阵求解器(Sparse和Distributed Sparse(直接求解器))、一个PCG求解器和一个JCG求解器。

② 代数多重网格求解器AMG:支持多达8个CPU的共享式并行机(CPU每增加一倍,求解速度提高80%,对病态矩阵的处理性能优越)。

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