大型有限元軟件ansys的案例
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大型有限元軟件MSC-NASTRAN
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大型通用有限元CAE軟件－－ALGOR
algor 技術例題
經典書籍《大型有限元軟件MSC-NASTRAN》
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通用有限元程序ANSYS在大型、復雜建筑物中應用研究
《通用有限元程序ANSYS在大型、復雜建筑物中的工作應用研究》ansys的實際應用和理論進行了不少的摸索
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基于ANSYSWorkbench的支架的有限元分析
為進一步改進支架的結構設計, 實現支架的CAE標準化生產, 本文采用大型有限元分析軟件ANSYS 對發動機支架的應力分布進行了計算和仿真分析,得出了該構件的應力和應變分布云圖, 從而為支架的強度分析研究提供了比較實用的有限元分析方法。
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問題描述與分析
支架是現代化機械工程中進行高效生產和安全生產最為關鍵的構件之一。由于支架重量過大會給運輸、安裝、搬家帶來很多困難, 且材料消耗費用也是支架成本的主要構成部分, 所以選擇其重量以及強度分析具有很實際的意義。
已知某支架，在兩孔內做約束，在頂面上施加1000KN/m2的壓強，然后，對支架進行強度校核，并分析支架的最大變形以及支架的等效應力。該支架的邊界條件是兩個螺栓孔做全固定約束，載荷為均布載荷，分析的目的是判斷該結構是否失效和變形是否符合設計要求。利用Pro/E軟件建立的支架的三維幾何模型如圖一所示。
圖1 支架的三維幾何模型
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建立有限元模型
本模型采用整體智能網格劃分, 有限元模型的網格劃分后如圖2所示；以使有限元計算結果更符合實際情況。用ANSYS 軟件對支架模型進行網格劃分,支架靜態分析選定彈性模量為2.0×1011 N/m2, 泊松比為0.3，依據結構及力學特點, 采用了Solid187 單元進行分析、計算。因為結構及載荷的對稱性成分較大, 所以既可采用整體計算，也可以采用對稱分析計算。
圖2 有限元網格劃分模型
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添加載荷和約束并求解
由于支架是由二組螺栓固定到物體上的,以圖1模型中間的螺栓孔中心為坐標原點, 縱向為X軸、橫向為Y軸、鉛垂向下為Z軸正向,在加載過程中,在螺栓固定處施加約束, 使其在各個方向的位移均為0。對圓孔表面約束各個方向的自由度。
展開 基于Ansys的鋼箱梁焊接有限元模擬
故本章運用大型商業有限元軟件ANSYS經典界面進行數值模擬，在研究過程中利用了ANSYS內置的腳本語言APDL進行建模，分析鋼板焊接過程的溫度場。
1 鋼板幾何模型建立
為了簡化鋼箱梁的形狀，節約數值模擬與實驗的成本，本章將鋼箱梁結構簡化為一個長為0.2m、寬為0.15m、厚度為0.03m的塊狀幾何模型，ANSYS中的幾何模型效果如下圖所示。
在上圖的模型中，筆者標明了坐標系系統，在本章此后的位置信息的描述中，均采用此坐標系系統。
2 移動焊接熱源的施加
在鋼板焊接過程中，焊點熱源作用在鋼板上有一定面積，在該面積上的熱量分布不是均勻的，中心點附近的熱量較高，周圍的熱量較低。對于該種焊接熱源的不均勻分布，現今很多學者將該熱源的分布形式簡化為高斯積分函數，本章參考前人的研究，采用高斯熱源分布函數。
熱源函數的三維函數圖像如下圖所示（假設qm=1 J·s /m2，R=1m）。
移動焊接熱源在鋼板模型的上表面的中線位置施加，起始點的位置坐標為（0，0，0.03m）,并沿著y方向勻速移動至最終點（0，0.2m，0.03m）具體的施加位置、移動方向與移動軌跡如上圖所示。如圖所示，焊接中心點（0，0）位置處的熱流密度最大，周圍的熱流密度隨著與中心點的距離增大而減小。
據以上內容可知，在ANSYS中施加焊接移動熱源需要明確的熱源參數包括焊接電壓U、焊接電流I、焊接熱效率與電弧有效加熱半徑R。具體參數如表1所示。
展開 有限元分析軟件ANSYS的簡介
近來又兼并了非線性分析軟件MARC,成為目前世界上規模最大的有限元分析系統。ANSYS軟件致力于耦合場的分析計算，能夠進行結構、流體、熱、電磁四種場的計算，已博得了世界上數千家用戶的鐘愛。ADINA非線性有限元分析軟件由著名的有限元專家、麻省理工學院的K.J.Bathe教授領導開發，其單一系統即可進行結構、流體、熱的耦合計算。并同時具有隱式和顯式兩種時間積分算法。由于其在非線性求解、流固耦合分析等方面的強大功能，迅速成為有限元分析軟件的后起之秀，現已成為非線性分析計算的首選軟件。
縱觀當今國際上CAE軟件的發展情況，可以看出有限元分析方法的一些發展趨勢：
1、與CAD軟件的無縫集成
當今有限元分析軟件的一個發展趨勢是與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成部件和零件的造型設計后，能直接將模型傳送到CAE軟件中進行有限元網格劃分并進行分析計算，如果分析的結果不滿足設計要求則重新進行設計和分析，直到滿意為止，從而極大地提高了設計水平和效率。為了滿足工程師快捷地解決復雜工程問題的要求，許多商業化有限元分析軟件都開發了和著名的CAD軟件（例如Pro/ENGINEER、Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks、IDEAS、Bentley和AutoCAD等）的接口。有些CAE軟件為了實現和CAD軟件的無縫集成而采用了CAD的建模技術，如ADINA軟件由于采用了基于Parasolid內核的實體建模技術，能和以Parasolid為核心的CAD軟件（如Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks）實現真正無縫的雙向數據交換。
2、更為強大的網格處理能力
有限元法求解問題的基本過程主要包括：分析對象的離散化、有限元求解、計算結果的后處理三部分。
展開 有限元分析軟件：ANSYS融會與貫通
有限元分析軟件：ANSYS融會與貫通
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有限元軟件ANSYS對不同材料的懸臂梁進行模態分析 ￥19.89
懸臂梁模態分析：作業5
1、 問題的提出
建立如圖1所示三維立體模型，并利用有限元軟件ANSYS對不同材料的懸臂梁進行模態分析。計算要求：底座下表面全約束，計算前五階自振頻率和振動模態，并且選用三種不同的網格密度，比較對模態和頻率的影響。
圖1 懸臂梁結構圖
2、 建模和求解
2.1 建模及導入 ANSYS
2.1.1 建模方式
根據圖1尺寸，在三維建模軟件SolidWorks中建立三維模型，只需拉伸指令即可建立圖2所示模型。為了能夠導入ANSYS19.2軟件，將模型另存為格式為.x_t 的文件如圖3所示。
圖2 懸臂梁三維圖
圖3 文件保存格式圖
2.1.2 導入方式
雙擊打開 ANSYS，通過 File → Import → PARA 指令，如圖4所示，選擇之前保存的 liang.x_t 文件，如圖5所示。導入效果如圖6所示為線框顯示，然后通過 PltoCtrls → Style → Solid Model Facets，下拉選擇 Normal Faceting，刷新后顯示為實體，如圖7所示。
圖4導入過程圖
圖5導入過程圖
圖6導入效果圖
圖7導入實體圖
2.2 單元選擇
確定研究對象為實體結構，如圖8所示。此處使用軟件版本為 ANSYS19.2，沒有找到 solid92單元，此處選擇20node186單元進行計算，選擇方式見圖9。
展開 
有限元分析軟件 ANSYS ASAS在近海結構里的應用
ASAS是完全集成模塊的近海結構有限元方法，主要用于滿足近海結構和艦船工程師的特殊需要。ASAS具有強大的解決大規模工程問題的能力，包括線性和非線性分析。專門的集成模塊大大提高了ASAS的性能，可以對特定的問題提供全面的求解。
ASAS-OFFSHORE用于近海平臺套管/甲板以及其它相關結構的全面評估。ASAS(NL)用于包含耦合波－結構相互作用的非線性有限元分析。ASAS-SUPERPACK用于通常目的的有限元模擬和分析。
可以通過MS-EXCEL、Mathcad或其它用戶程序訪問集成結果數據庫，并提供大量對梁、加強板或混凝土的編碼檢查，使得ASAS卓越超群。
主要特色
· 全面的近海結構分析能力
· 用于結果存儲和調用的集成數據庫
· MS-EXCEL和Mathcad接口
· 規則/不規則波的耦合波－結構相互作用
· ASAS-VISUALIZER
· 性能－64GB ASAS(L), 8GB ASAS(NL)
· 來自AQWA 的壓力/運動載荷傳遞
· 集成的加強板&混凝土評估
全面的近海結構分析能力
ASAS為海洋結構工程師提供了廣泛的分析功能。30年來 ASAS-OFFSHORE提供了套管設計的最重要的方法，包含了波載荷、分析、代碼檢查、疲勞和耦合在一起的土壤－樁－結構的相互作用。ASAS求解器還和FEMGV集成在一起提供包含建模和后處理的強大的有限元分析工具。ASAS(NL)的非線性功能也適用于近海平臺和通用的有限元分析。
用戶結果集成數據庫
ASAS 14版本于2003年發布。這一版本的主要特點是提供了跨所有模塊的通用數據庫，允許后處理器能夠從ASAS(L) 或 ASAS(NL)以及其它的后處理器獲取所有結果。
展開 基于ANSYS/Workbench軟件的球罐有限元分析
公稱容積/m3充裝系數內直徑/mm支柱數目設計壓力/MPa設計溫度/℃介質密度/(kg·m-3)20000.915700102.4-45~-26500腐蝕裕量/mm基本風壓/Pa基本雪壓/Pa抗震設防烈度殼體材料上支柱材料下支柱材料1.55504007JGE-HHITEN610U2LJGE-HHITEN610U2LQ345D
計算溫度/℃設計壓力/MPa重力加速度/(m·s-2)地震最大水平加速度/(m·s-2)-262.49.810.9151基本風壓/Pa水壓試驗壓力/MPa安全系數nb安全系數ns5503.02.41.5
1.2 分析計算軟件[4]
Workbench是ANSYS公司提出的協同仿真環境，解決企業產品研發過程中CAE軟件的異構問題[4]。自ANSYS 7.0開始，ANSYS公司推出了ANSYS經典版(ANSYS/APDL)和ANSYS/Workbench兩個版本，擁有相同的求解功能。ANSYS/Workbench相對于ANSYS經典版的優勢在于：
1)集成了很多主流三維軟件(UG、Pro/E、SolidWorks等)的接口，采用它們創建好模型后可直接導入到Workbench界面進行網格劃分操作，縮短模型的修復時間，對于大型裝配體的處理非常方便。
2)網格處理比ANSYS經典版方便，通過MESH功能可以快速劃分出高質量的網格，大大縮短了模型的網格劃分時間。
2 有限元分析步驟
球罐的有限元分析流程如圖1所示，分別對球罐的球殼和支柱進行水壓試驗工況、設計工況以及地震工況進行分析計算；然后，對應力集中部位進行應力線性化操作，判斷計算得出的應力強度是否滿足材料的許用應力強度[5]。
具體操作步驟如下：
1)在SolidWorks中建立2 000 m3球罐模型的1/20。
展開 有限元分析軟件_ansys 融會與貫通
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展開 《有限元分析軟件—ANSYS融會與貫通》
作者 ： 博嘉科技
出版社 ： 中國水利水電出版社
出版日期：2002年11月
CAEnet價：￥36元
郵費:￥5元
總價:￥41元
可用分兌換：
兌換要求及條件:請參考中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動
兌換所需可用分：按照中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動相關條款。
申請兌換或有疑問請到《兌換申請區》發貼。
注：書價可能會根據市場價格波動，以您兌換時的價格為準。
ISBN:7-5084-1257-5/TP.512
條形碼 ：9787508412573
字數 ：561千字 印張：25.75
印數 ：0001-5000 頁數：397
開本 ：787*1000 1/16
ANSYS作為國際流行的融結構、熱、流體、電磁、聲學于一體的大型通用有限元分析軟件，廣泛應用于機械、土木、水利、機電、航天、冶金等領域。本書是作者在使用ANSYS解決實際工作問題基礎上，參考有關文獻資料后完成的。內容安排上以結構分析為主，同時兼顧熱分析，并且對ANSYS的高級分析技術以及ANSYS的參數化設計也作了較詳細的介紹，書中還附有大量實例。全書在內容編排上，從讀者的實際應用出發，由淺入深、循序漸進、言簡意賅、操作性強。
本書既可作為理工科院校有關專業高年級本科生、研究生及教師學習使用ANSYS的教材或參考書，也可作為從事機械制造、交通運輸、土木工程、航空航天、汽車、水利、地礦、造船、電子、生物醫學等領域科學研究及產品開發的廣大工程技術人員使用ANSYS的參考書。
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