ansys分析類型的比較的案例
ansys有限元分析的類型
自己學習了一段時間的ansys，對軟件的操作個人覺得沒什么難的，熟悉了就會了，但是對ansys的原理性的知識很難理解，現在產生了關于ansys有限元分析的類型及每個類型分析的目的和作用的問題，在網上下載了個word文檔，里面講解了一些，希望前輩們補充，多多指教，歡迎大家探討~不清楚靜力學分析的目的~是不是為了分析零件的強度和變形？
ansys分析類型.doc
ANSYS分析類型與求解控制選項 (2)
定義瞬態分析選項
命令：TRNOPT, Method, MAXMODE, Dmpkey, MINMODE, MCout, TINTOPT
8. 定義瞬態積分常數
命令： TINTP, GAMMA, ALPHA, DELTA, THETA, OSLM, TOL, --, --, AVSMOOTH, ALPHAF, ALPHAM
9. 提取模態阻尼系數
命令：DMPEXT, SMODE, TMODE, Dmpname, Freqb, Freqe, NSTEPS
五、
諧分析求解控制選項
諧分析也稱諧響應分析，其求解有一定的條件，如常剛度、阻尼和質量，所有荷載和約束位移都以相同的頻率變化，不考慮瞬態效應，不考慮非線性性質（屬于線性分析）但可考慮有預應力的情況等，因此其求解控制選項比較簡單，主要相關命令有： HROPT、HROUT、HARFRQ、HREXP 及 LUMPM、EXPASS。
1. 定義諧分析選項
命令：HROPT, Method, MAXMODE, MINMODE, MCout, Damp
Method - 諧分析方法，可選擇：
=FULL（缺省）：完全法；不能用于有預應力的分析。
=REDUC：縮減法；可用于有預應力的分析。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例7---橡膠墊圈的受壓分析
本實例是ANSYS與ABAQUS比較之系列的第7個例子，該例子主要說明超彈性材料的受壓分析。
本篇1使用ABAQUS分析，下篇2將使用ANSYS進行分析
【問題描述】
一橡膠支座如下圖所示
下鋼板底面被豎直支撐，在上鋼板頂面上施加0.5MPa的壓力，要求對橡膠支座做壓縮仿真。
已知：鋼材的彈性模量206e3MPa,泊松比0.3；橡膠則有三組試驗數據：單軸拉伸，雙軸拉伸，平面剪切試驗數據如下
表1 單軸拉伸試驗數據
表2 雙軸拉伸試驗數據
表3 平面剪切試驗數據
橡膠支座的幾何尺寸均已知（該圖是通過支座旋轉軸的一個半切面）
【問題分析】
分析類型：靜力學分析
非線性考慮：因為有大變形，需要考慮幾何非線性；橡膠也鋼材緊密結合，節點共享，不需要考慮接觸問題；橡膠是典型的超彈性材料，要輸入試驗數據模擬應力-應變曲線。鋼材是線彈性。
幾何建模：軸對稱問題，只需要取出一個截面，由于結構上下對稱，再取該截面的一半建模，以減小計算量。
分析步：只需要一個分析步。
邊界條件：對于對稱面施加對稱邊界條件，在鋼材表面施加均布載荷。
網格劃分：使用四邊形雜交軸對稱單元CAX8H.
【求解過程】
1. 創建部件
根據上述尺寸創建草圖，創建一個軸對稱柔性部件，并分割為兩部分，結果如下圖。
2. 定義材料屬性
定義兩種材料屬性：鋼材和橡膠。
對于鋼材，只定義彈性模量和泊松比
對于橡膠，定義超彈性材料，確定對于應變勢能使用多項式，而該多項式是用試驗數據插值得到的。
對于試驗數據，分別輸入單軸，雙軸，平面試驗數據。
進行數據插值，獲取多項式的系數
3.
展開 ANSYS分析類型與求解器控制選項（1）
進入求解層（/SOLU命令）后，應先定義分析類型，惟一的命令如下：ANTYPE, Antype, Status, LDSTEP, SUBSTEP, Action
Antype - 分析類型，缺省時為上一次指定的分析類型
有如下一些分析類型選 項：
=STATIC 或 0 (缺省)：靜態分析，對所有自由度均有效；
=BUCKLE 或1：屈曲分析，僅對結構自由度有效
=MODAL 或 2：模態分析，僅對結構和流體自由度有效；
=HARMIC 或 3：諧分析，僅對結構、流體、磁場和電場自由度有效；
=TRANS 或 4：瞬態分析，對所有自由度均有效；
=SUBSTR 或 7：子結構分析，對所有自由度均有效；
=SPECTR 或 8：譜分析，僅對結構自由度有效（已完成模態分析）。
Status - 定義分析的狀態，可選擇狀態有兩種：
=NEW（缺省）：新的分析，忽略其后的命令參數
=REST：重啟動分析。
LSDTEP,SUBSTEP,Action - 均為重啟動參數。
在定義分析類型后，就需要設置求解控制選項，這些選項為獲得滿意結果有極大作用。盡管大多數情況下，程序已經設置了通用或比較合理的缺省值，但有些情況下必須進行設置。不同的分析類型其求解控制選項不同。
一、 靜態分析求解控制選項
靜態分析是ANSYS缺省的分析類型，該分析不考慮結構的慣性和阻尼，但靜慣性力（如重力和離心力）和慣性釋放除外。
靜態分析所能施加的荷載包括外荷載、靜慣性力、強迫位移、溫度荷載等。
展開 
車載中控主機隨機振動仿真分析-simsolid和abaqus及ansys的比較
本文旨在比較simsolid和abaqus及ansys在隨機振動過程中的差異點
固定點
PSD曲線基礎激勵 simsolid模態分析各階模態simsolid隨機響應應力分布
ANSYS各階模態ansys隨機響應應力分布
abaqus各階模態
ABAQUS隨機響應的應力
對比
模態
1
2
3
4
5
6
simsolid
385
400
611
846
1168
1718
ansys
130
136
159
480
652
782
abaqus
134
138
161
480
654
891
隨機響應
總應力
simsolid
22MPa
ansys
120MPa
abaqus
122MPa
結論 simsolid計算剛性偏大，導致總應力偏小。 ansys和abaqus的模態及隨機響應結果大致一樣。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例7---橡膠墊圈的受壓分析1
本實例是ANSYS與ABAQUS比較之系列的第7個例子，該例子主要說明超彈性材料的受壓分析。
本篇1使用ABAQUS分析，下篇2將使用ANSYS進行分析
【問題描述】
一橡膠支座如下圖所示
下鋼板底面被豎直支撐，在上鋼板頂面上施加0.5MPa的壓力，要求對橡膠支座做壓縮仿真。
已知：鋼材的彈性模量206e3MPa,泊松比0.3；橡膠則有三組試驗數據：單軸拉伸，雙軸拉伸，平面剪切試驗數據如下
表1 單軸拉伸試驗數據
表2 雙軸拉伸試驗數據
表3 平面剪切試驗數據
橡膠支座的幾何尺寸均已知（該圖是通過支座旋轉軸的一個半切面）
【問題分析】
分析類型：靜力學分析
非線性考慮：因為有大變形，需要考慮幾何非線性；橡膠也鋼材緊密結合，節點共享，不需要考慮接觸問題；橡膠是典型的超彈性材料，要輸入試驗數據模擬應力-應變曲線。鋼材是線彈性。
幾何建模：軸對稱問題，只需要取出一個截面，由于結構上下對稱，再取該截面的一半建模，以減小計算量。
分析步：只需要一個分析步。
邊界條件：對于對稱面施加對稱邊界條件，在鋼材表面施加均布載荷。
網格劃分：使用四邊形雜交軸對稱單元CAX8H.
【求解過程】
1. 創建部件
根據上述尺寸創建草圖，創建一個軸對稱柔性部件，并分割為兩部分，結果如下圖。
2. 定義材料屬性
定義兩種材料屬性：鋼材和橡膠。
對于鋼材，只定義彈性模量和泊松比
對于橡膠，定義超彈性材料，確定對于應變勢能使用多項式，而該多項式是用試驗數據插值得到的。
對于試驗數據，分別輸入單軸，雙軸，平面試驗數據。
進行數據插值，獲取多項式的系數
3. 定義并分配截面屬性
創建兩種截面屬性，分別索引兩種材料模型
將這兩種截面屬性分配到幾何圖形中對應的面域
4.
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例2---桁架系統的靜力學分析
經過上述兩個靜力學算例的比較，我們認為，ANSYS與ABAQUS在簡單線彈性問題方面的分析能力大體相同，其結論是非常相似的，而操作過程稍微有所區別。如果對于簡單的問題進行線彈性靜力學分析，隨便選擇其中一款軟件都是可以的。
后面將會開始考察非線性問題。首先考慮材料非線性。
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
ANSYS與ABAQUS比較之實例5---過盈配合問題的接觸分析
本篇博文是一個過盈配合問題的接觸分析，用于模擬機械裝配過程中壓入式裝配過程。本篇是用ABAQUS做的，后面會有兩篇分別用ANSYS，SOLIDWORKS/SIMULATION對該例子做分析。
【問題描述】
如圖所示的三個零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內圈，青色的稱為底座，內圈和底座之間有0.07mm的過盈，現在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過程中米塞斯應力的變化過程。
已知條件如下：
（1）兩個零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內圈之間是無摩擦的；內圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎入門與案例精通》，電子工業出版社，2012】
【問題分析】
（1）分析類型。雖然有一個明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應，從而使用靜力學分析。
（2）非線性考慮。接觸非線性：兩處接觸，要做接觸分析；幾何非線性：大位移，要打開大變形開關；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對稱模型，使用軸對稱。內圈和底座為變形體，而壓頭為剛體。為了保證收斂，一開始就讓內圈伸入到底座3mm。此外，為了免去裝配時調整裝配位置的麻煩，首先創建一個草圖，在該草圖中創建壓頭，內圈和底座的剖面，保證初始的裝配位置，然后使用該草圖分別創建三個部件。
（4）邊界條件。底座的底邊沒有Y位移；為保證計算收斂，壓頭兩次下移，第一次0.001mm,第二次到57mm.
【分析過程】
1. 創建草圖。
創建一個草圖如下：
其中1-2-3-4-5-6：封閉的矩形是壓頭；3-4-8-7粉筆的矩形是內圈；9-10-11-12-13-14-15-16封閉的多邊形是底座。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例4---圓壓頭與平板的接觸分析2
本文是ANSYS與ABAQUS比較之系列篇，本文是第四篇，關注的是在接觸分析方面二者的異同。
由于分析比較復雜，該比較分為兩篇來說明。上篇1是使用ABAQUS進行求解的過程，本篇2則是用ANSYS求解的過程，比較的結果將在本篇2中給出。
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1.問題描述
一半徑為10mm的圓形薄片，壓在一90mm*30mm的矩形板頂邊中間。在圓片上施加一個6KN的集中力，使得圓片壓在矩形板上，現在要求分析模型的受力狀態。
已知：矩形板材料為鋼材，彈性模量為210GPA,泊松比為0.3；圓形薄片相當剛硬，可以看做是剛體；在圓片和矩形板之間沒有摩擦。
（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎入門與案例精選》，電子工業出版社，2012.6）
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2.分析思路
（1）本問題是一個靜力學問題，而且屬于一個平面應力問題，對于板使用平面應力單元，對于圓形薄片則使用剛體。
（2）該問題還是一個接觸分析問題，它是非線性問題的一種。對于接觸設置為無摩擦的接觸。
（3）由于結構關于Y軸對稱，為了提高計算效率，可以進一步只取右半邊來分析。
3.步驟
（1）打開ANSYS WORKBENCH，創建靜力學分析模塊，并設置為2D分析類型。
（2）創建材料屬性，設置彈性模量為2.1e11Pa，泊松比為0.3.
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例4---圓壓頭與平板的接觸分析1
本文是ANSYS與ABAQUS比較之系列篇，本文是第四篇，關注的是在接觸分析方面二者的異同。
由于分析比較復雜，該比較分為兩篇來說明。本篇1是使用ABAQUS進行求解的過程，下篇2則是用ANSYS求解的過程，比較的結果將在下篇2中給出。
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【問題描述】
一半徑為10mm的圓形薄片，壓在一90mm*30mm的矩形板頂邊中間。在圓片上施加一個6KN的集中力，使得圓片壓在矩形板上，現在要求分析模型的受力狀態。
已知：矩形板材料為鋼材，彈性模量為210GPA,泊松比為0.3；圓形薄片相當剛硬，可以看做是剛體；在圓片和矩形板之間沒有摩擦。
（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎入門與案例精選》，電子工業出版社，2012.6）
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【ABAQUS6.14的求解要點】
本問題是一個靜力學問題，而且屬于一個平面應力問題，對于板使用平面應力單元，對于圓形薄片則使用解析剛體。
該問題還是一個接觸分析問題，它是非線性問題的一種。對于接觸設置為無摩擦的接觸。
由于結構關于Y軸對稱，為了提高計算效率，可以進一步只取右半邊來分析。
為了保證接觸收斂，在加載時，使用兩個分析步，第一個分析步加載10N，第二個分析步加載到6KN。
【ABAQUS6.14的求解過程】
1 創建部件
本步驟要創建圓形薄片和矩形板，由于對稱，都只創建一一半。
對于圓形薄片，使用解析剛體，以表達其不可變形的效果。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例8---帶孔平板的熱應力分析1
本博文是關于ANSYS與ABAQUS比較之系列博文，本例子使用ABAQUS做熱應力分析，后面會使用ANSYS對同一個問題做熱應力分析。
【問題描述】
一個帶孔平板結構如下圖
該平板上邊沿固定，左右兩邊是滾動支座支撐。該板的初始溫度是25度，現在要求當溫度升高到150度時，板中的應力分布。
已知：材料的彈性模量是2e9pa, 泊松比是0.3,熱膨脹系數是1.35e-5/度。
【問題分析】
1.
分析類型。這是一個平面應力問題，應力的產生是因為溫度的變化導致產生了熱應變，而該熱應變又被約束限制導致熱應力的產生。
2.
非線性考慮。只有一個物體，不存在接觸非線性；沒有材料非線性；沒有幾何非線性。總之，這就是一個最簡單的線彈性分析。
3. 幾何建模。由于該結構左右對稱，只取一半研究。
4.
邊界條件。除了常規的位移邊界條件以外，對該板施加預定義溫度場25度，而在第一個分析步修改該溫度場的溫度為150度。
【求解過程】
1. 創建部件
只取一半建模，它是一個二維的可變形部件。
2. 定義材料屬性
只需要定義彈性模量，泊松比及線膨脹系數。
3. 定義截面屬性
創建均質的實體截面，并將上述材料屬性賦予給它，然后將該截面屬性賦予給前面的部件。
4. 裝配部件
唯一的部件，導入到裝配即可。
5.設置分析步
兩個分析步。
新創建的分析步是最一般的靜力學通用分析步。
6.定義載荷和邊界條件
首先定義位移邊界條件，在初始分析步中，固定上邊，左右兩邊施加X方向的位移限制。
使用預定義場確定溫度。
對整塊板施加25度的初始溫度。
展開 
ANSYS與ABAQUS比較之實例5---過盈配合問題的接觸分析2
本篇博文是一個過盈配合問題的接觸分析，用于模擬機械裝配過程中壓入式裝配過程。本篇是用ANSYS
Workbench做的，后面會有1篇用SOLIDWORKS/SIMULATION對該例子做分析。
【問題描述】
如圖所示的三個零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內圈，青色的稱為底座，內圈和底座之間有0.07mm的過盈，現在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過程中米塞斯應力的變化過程。
已知條件如下：
（1）兩個零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內圈之間是無摩擦的；內圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎入門與案例精通》，電子工業出版社，2012】
【問題分析】
（1）分析類型。雖然有一個明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應，從而使用靜力學分析。
（2）非線性考慮。接觸非線性：兩處接觸，要做接觸分析；幾何非線性：大位移，要打開大變形開關；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對稱模型，使用軸對稱。
（4）邊界條件。底座的底邊沒有Y位移；壓頭下移57mm.
【分析過程】
（1）打開ANSYS
WORKBENCH，創建靜力學分析模塊，并設置為2D分析類型。
（2）創建材料屬性，設置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3.
（3）創建幾何模型。根據以下數據點，創建2D平面。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例1--懸臂梁受分布力系的變形分析
從這個角度來看，對于這種簡單的線彈性靜力學分析而言，用ANSYS或者ABAQUS功效相仿。
從操作步驟來看，由于ABAQUS中沒有提供單位，用戶必須自己保證單位的一致性。這一點對于初學者而言尤其重要。因為單位的不一致導致的離奇結果經常讓初學者對于有限元軟件失去信心，不過ANSYS的WB很好的解決了這個問題。在這個方面，ANSYS具備優勢。
從幾何建模來看，二者幾乎相同。
從網格劃分來看，ANSYS隱藏了關于單元的選擇問題，而ABAQUS則開放了此接口，讓用戶自己選擇合適的單元。這對于高級用戶是有利的。實際上,ANSYS
WB中隱藏單元選擇以后，對于筆者而言是很不習慣的。就筆者自己的偏好而言，在這個方面，ABAQUS處理得更妥當一些。
從材料設置來看，應該說ANSYS更人性化，很多數據都是自動提供的，用戶只要稍作修改就可以。而ABAQUS需要自己設置，相比麻煩一些。
從分析步這個概念來看，筆者感覺分析步的概念在ABAQUS中是十分重要，而ANSYS雖然也只有載荷步的概念，但是它是不明晰的。正是因為ABAQUS提供了明確的分析步的概念，使得對于多步驟的分析顯得相當簡單而直觀，而在ANSYS中則不是那么容易理解。從個人偏好而言，筆者十分欣賞ABAQUS的分析步概念。在任何一個學科中，該學科提供了哪些基本概念，直接決定著該學科的理論水平，應該說，ABAQUS的概念層次十分清晰。有材料后，將材料分配給截面，將截面分配給部件，將部件組裝成裝配體，然后對之確定分析步，在各個分析步中分別施加不同的邊界條件，再得到作業，并進行仿真。這一套概念，思路十分清晰。這種清晰的層次概念是ANSYS所缺乏的。
總體來說，就靜力學分析而言，二者效率和精度都相仿；就思路而言，ABAQUS更清晰；就方便性而言，ANSYS更簡潔明快。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例3---矩形截面簡支梁的彈塑性分析--第1篇
下篇將說明ANSYS WB中的分析步驟，并將結果進行對比。
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
ANSYS與ABAQUS比較之實例3---矩形截面簡支梁的彈塑性分析--第2篇
基于《ANSYS與ABAQUS比較之實例3---矩形截面簡支梁的彈塑性分析--第1篇》的問題和分析思想，本篇將使用ANSYS
Workbench進行建模分析。
1.分析步驟
（1）創建靜力學分析，并設置分析類型為2D分析
（2）設置材料屬性，設置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3，設置塑性行為，選擇塑性為雙線性等向強化模型，設置屈服強度為380MPa，切線模量為0，也就是理想的彈塑性模型材料。
（3）創建幾何模型，創建一個 2m x 0.2m 的長方形。
（4）賦予塑性材料屬性。
（5）劃分網格，設置網格尺寸為0.05m。
（6）施加位移邊界，約束左下角點的x,y方向位移和約束右下角點的y方向位移。
（7）施加載荷邊界，在上面的線上施加豎直向下的均布載荷，大小為8MPa。
（8）保持默認的求解算法設置，進行求解。
這時，我們發現求解并不收斂，查看求解信息，我們可以看到，由于47號節點在UY的位移值為4033815.42m，該值大于軟件設置的最大位移上限值，提示我們檢查約束設置，可能是產生了剛性位移。然而對于這個問題來說，并不是約束不足而產生的剛性位移，而最大可能就是材料非線性的求解算法問題，但是在ANSYS中修改其他算法，皆無法求解收斂。下面將修改壓力值看看是否收斂。
（9）減少均布壓力值為6MPa，再次進行求解，這時我們發現，這次是可以求解收斂。
查看等效應力，最大值為410.47MPa。
查看等效應變。
2.結論
（1）在理想的彈塑性材料模型下，當施加的載荷過大時，ANSYS求解很難收斂，而ABAQUS求解容易收斂。
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