ANSYS軟件是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發，它能與多數CAD軟件接口，實現數據的共享和交換，如Pro/Engineer，NASTRAN,ALOGOR，I一DEAS，AutoCAD等，是現代產品設計中的高級CAD工具之一。

軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個強大的實體建模及網格劃分工具，用戶可以方便地構造有限元模型；分析計算模塊包括結構分析（可進行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質的相互作用，具有靈敏度分析及優化分析能力；后處理模塊可將計算結果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結構內部)等圖形方式顯示出來，也可將計算結果以圖表、曲線形式顯示或輸出。軟件提供了100種以上的單元類型，用來模擬工程中的各種結構和材料。該軟件有多種不同版本，可以運行在從個人機到大型機的多種計算機設備上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。目前版本為ANSYS5.7版，其微機版本要求的操作系統為Windows 95/98或Windows NT，也可運行于UNIX系統下。微機版的基本硬件要求為：顯示分辨率為1024×768，顯示內存為2M以上，硬盤大于350M，推薦使用17英寸顯示器。

雙擊實用菜單中的“Preprocessor”，進入ANSYS的前處理模塊。這個模塊主要有兩部分內容：實體建模和網格劃分。

(1)實體建模

ANSYS程序提供了兩種實體建模方法：自頂向下與自底向上。自頂向下進行實體建模時，用戶定義一個模型的最高級圖元，如球、棱柱，稱為基元，程序則自動定義相關的面、線及關鍵點。用戶利用這些高級圖元直接構造幾何模型，如二維的圓和矩形以及三維的塊、球、錐和柱。無論使用自頂向下還是自底向上方法建模，用戶均能使用布爾運算來組合數據集，從而“雕塑出”一個實體模型。ANSYS程序提供了完整的布爾運算，諸如相加、相減、相交、分割、粘結和重疊。在創建復雜實體模型時，對線、面、體、基元的布爾操作能減少相當可觀的建模工作量。ANSYS程序還提供了拖拉、延伸、旋轉、移動、延伸和拷貝實體模型圖元的功能。自底向上進行實體建模時，用戶從最低級的圖元向上構造模型，即：用戶首先定義關鍵點，然后依次是相關的線、面、體。

(2)網格劃分

ANSYS程序提供了使用便捷、高質量的對CAD模型進行網格劃分的功能。包括四種網格劃分方法：延伸劃分、映像劃分、自由劃分和自適應劃分。延伸網格劃分可將一個二維網格延伸成一個三維網格。映像網格劃分允許用戶將幾何模型分解成簡單的幾部分，然后選擇合適的單元屬性和網格控制，生成映像網格。ANSYS程序的自由網格劃分器功能是十分強大的，可對復雜模型直接劃分，避免了用戶對各個部分分別劃分然后進行組裝時各部分網格不匹配帶來的麻煩。自適應網格劃分是在生成了具有邊界條件的實體模型以后，用戶指示程序自動地生成有限元網格，分析、估計網格的離散誤差，然后重新定義網格大小，再次分析計算、估計網格的離散誤差，直至誤差低于用戶定義的值或達到用戶定義的求解次數。

前處理階段完成建模以后，用戶可以在求解階段獲得分析結果。點擊快捷工具區的SAVE_DB將前處理模塊生成的模型存盤，退出Preprocessor，點擊實用菜單項中的Solution，進入分析求解模塊。在該階段，用戶可以定義分析類型、分析選項、載荷數據和載荷步選項，然后開始有限元求解。

后處理模塊POST1和POST26ANSYS軟件的后處理過程包括兩個部分：通用后處理模塊POST1和時間歷程后處理模塊POST26。通過友好的用戶界面，可以很容易獲得求解過程的計算結果并對其進行顯示。這些結果可能包括位移、溫度、應力、應變、速度及熱流等，輸出形式可以有圖形顯示和數據列表兩種。

(1)通用后處理模塊POST1

點擊實用菜單項中的“General Postproc”選項即可進入通用后處理模塊。這個模塊對前面的分析結果能以圖形形式顯示和輸出。例如，計算結果（如應力）在模型上的變化情況可用等值線圖表示，不同的等值線顏色，代表了不同的值(如應力值）。濃淡圖則用不同的顏色代表不同的數值區(如應力范圍），清晰地反映了計算結果的區域分布情況。

（2)時間歷程響應后處理模塊POST26

點擊實用菜單項中的TimeHist Postpro選項即可進入時間歷程響應后處理模塊。這個模塊用于檢查在一個時間段或子步歷程中的結果，如節點位移、應力或支反力。這些結果能通過繪制曲線或列表查看。繪制一個或多個變量隨頻率或其它量變化的曲線，有助于形象化地表示分析結果。另外，POST26還可以進行曲線的代數運算。

創建ANSYS模型通常有4種途徑：

（1）創建實體模型，然后劃分有限元網絡。

（2)在其它Pro/E軟件中創建實體模型，然后通數據接口導入ANSYS軟件中，經過修正后劃分有限元網絡。

（3）直接創建幾何實體模型的單元和節點。

（4)在Pro/E軟件中創建有限元模型，將單元和節點的數據直接導入ANSYS軟件。

ANSYS程序提供了使用便捷、高質量的對Pro/E模型進行網格劃分的功能。包括四種網格劃分方法：延伸劃分、映像劃分、自由劃分和自適應劃分。

延伸網格劃分可將一個二維網格延伸成一個三維網格。映像網格劃分允許用戶將幾何模型分解成簡單的幾部分，然后選擇合適的單元屬性和網格控制，生成映像網格。ANSYS程序的自由網格劃分器功能是十分強大的，可對復雜模型直接劃分，避免了用戶對各個部分分別劃分然后進行組裝時各部分網格不匹配帶來的麻煩。自適應網格劃分是在生成了具有邊界條件的實體模型以后，用戶指示程序自動地生成有限元網格，分析、估計網格的離散誤差，然后重新定義網格大小，再次分析計算、估計網格的離散誤差，直至誤差低于用戶定義的值或達到用戶定義的求解次數。立板的靜力學分析過程

1.選擇分析模塊

由于ANSYS能模擬的物理現象有多種，所以主功能窗口的命令相當多，我們可以利用Main Menu中的Preferences功能將部分命令隱藏起來。在此，我們的物理領域選擇

2.創建有限元模型

（1）創建和輸入幾何模型如圖1所示。

（2)定義單元類型

為求得精確地結果，ANSYS提供了150種元素，每一種元素都有適用其的分析方式及一種特定的編號，為分析結果的可靠性，我選擇Plane183。操作步驟依次為

“MainMenu”→“Preprocessor”→“Element Type”→“Add/Edit/Delete”→“Add”→“Solid”-plane 183

（3）定義材料屬性

選擇材料Q235-A，材料性質對分析的影響特別大，設置時要注意單位的統一。操作步驟依次為

“MainMenu”→“Preprocessor”→“Material Props”→“MaterialModels”→“Structural”→“Linear”→“Elastic”→“Isotropic”→“Material”→“Exit”

在“Isotropic”中彈性模量“EX”定義為2e11，泊松比“PRXY”定義為0.3。

（4)劃分網絡

網絡劃分的精度決定了有限元計算的好壞。操作步驟依次為“Meshing”→“SizeCntrls”→“Manualsize”→“Global”-Mesh”→“Free”→“Pick A11”。結果如圖2所示。

3.施加載荷并求解

（1）在銷孔的圓周上下兩側施加載荷，使其受力均勻，結果如圖3所示。

（2)對立板施加對稱約束，如圖4所示。

(3)進行求解，結果如圖5所示。

4.查看結果

（1）出現幾何實體模型在X軸、Y軸、Z軸的應力變形圖，結果分別如圖6、7、8所示。

（2）出現單元應力云圖如圖9所示。

利用ANSYS軟件對立板進行有限元分析是一種全新的技術手段，能了解零件在載荷施加后的變形情況。由立板的應力云圖可知該零件受力不均勻，在銷孔處受力最大，其主要原因是出現了應力集中，而其最大應力值小于Q235材料的許用彎曲應力值，所以滿足應力的要求。而由銷孔向四周擴散時力逐漸變小，故可以選擇強度低點的材料，從而可以減少成本，使經濟更加合理，更有利于設計方案的實現。

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