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利用ANSYS有限元分析理论及其发展
摘要:简要介绍了基本理论和有限元分析解决方案的基本步骤,并在介绍了ANSYS软件的应用,提出了有效的解决这一复杂的工程分析,其中参考的现实意义。
关键词:有限元分析 ANSYS软件开发
1有限元分析的基本理论
有限元分析的基本概念是一个简单的问题解决之后,而不是复杂的问题。这将是解决许多领域对各单位的有限宽度认为,一个适当的近似解的假设是解决了,然后域,以应付这个问题的条件。这个解决方案是不准确的解决方案,但实际问题近似解,因为一个简单的问题。由于大多数的实际问题,并得到了有限元计算精度的精确解,并能适应各种复杂的形状,从而成为有效的工程分析方法。
有限元是实际的合作,说域离散元。在以前就已经生产和使用,如使用多边形逼近圆来计算一个圆的周长,但作为一种方法早在几百年的概念有限元,是最近。有限元方法最初称为矩阵近似方法应用于飞机结构强度计算,因为它的便利性,实用性和有效性的机制以及研究的科学家的兴趣。经过几十年的努力,随着计算机技术和普及,从结构强度有限元分析的快速发展,扩展几乎所有的科学和技术领域成为一个丰富多彩的,适用范围广,实用高效的数值分析的一种方法,所有的。
解决与其他有限之间的近似限制相对小儿子域近似方法的根本区别边界值问题的有限元方法。60年代初首次提出了结构力学的有限元计算的概念生动地描绘克拉夫教授它为:“有限元法(FEM)=瑞利丽思+分段函数”。将一个简单的几何形状函数的定义,而不是整个域单位考虑复杂的边界条件,有限元法优于其他同类方法。
2有限元解的基本步骤
第一步,解决问题,并确定根据实际问题:物理性能近似解的确定和几何领域。
第二步,解决域离散化:将具有不同的形状和面积有限,在有限元离散域相互连接的近似解域****惯上被称为组件网络分割元素。显然,更小的单位(网络),离散域近似的程度,更好的效果,但也更精确的计算和错误会增加,因此域是离散有限元方法的核心技术之一。
第三步,状态变量和控制方法:一个具体的物理问题,往往会使用一组包含问题状态变量边界条件,有限元差分,把形式等同功能微分方程方程合适。
第四步,单位是构建一个合适的单位,得到的近似解,与有限的单位,包括单位的合理选择,单元测试系统,各单位的国家关系离散变量函数的若干方法,从而形成了单位矩阵。
第五步,总装解决方案:将形成离散元素的总矩阵方程(联合方程的近似解),反映了离散域,即该单位的连续性应满足连续性条件的某些职能的要求。大会是在相邻单元节点,状态变量及衍生节点上的连续性。
第六步,联立方程和结果解释:对,联立方程组有限元方法,最终,联立方程求解方法,选择并能直接与随机方法。结果是单位节点的状态变量的近似值。对于质量的计算结果,将提供设计标准比较,以评估值,并确定是否需要重复计算。
3 ANSYS有限元分析软件
ANSYS的是结构,流体,电场,磁场,在有限元分析软件之一声学分析。由世界上最大的软件公司和有限元分析软件ANSYS之一,美国和其发展的最,实现了数据交换和共享CAD软件接口,它是现代先进的CAD设计工具产品。
软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模和网格工具,用户可以很容易地结构有限元模型,分析计算模块结构分析(包括线性分析,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,分析和压电分析和多物理耦合分析,可以模拟各种物理介质的相互作用,灵敏度分析和优化分析能力,后处理模块,可以计算出轮廓的颜色显示,梯度矢量显示,爆炸显示,标记,立体显示的部分显示结果,透明和半透明的显示图形显示模式,也可以计算图表,曲线形式显示或输出结果,软件提供超过100个单位类型,用来模拟的结构和材料工程。
:实体建模和啮合
ANSYS的程序提供了两种实体建模方法
自上而下和自下而上。向下的建模顶,用户定义的最高数字模型,如球,为基称为棱镜,程序自动定义相关的面,线和点。利用这些先进的图形用户直接构造几何模型,如二维圆和矩形以及三维块,球,锥和列。无论使用自上而下或自下而上的建模,用户可以使用布尔组合数据集,因此“一”雕塑实体模型。ANSYS程序提供了完整的,如加,减,交叉,分区布尔运算,并凝聚,重叠。在创建复杂的实体模型,线,面,体,布尔操作可以减少大量的建模工作。ANSYS程序还提供了拖拉,旋转,移动,延伸和复制功能实体模型。其他功能还包括圆弧构造,切线通过拖动结构,旋转产生的表面和体,线,面自动交叉操作和自动倒角,为硬盘,移动,复制网点和删除。自底向上的建模,从最低的数字注册构造模式,即用户:用户至上,然后定义的关键点是关系到线,面和体。
ANSYS程序提供高品质,使用功能的CAD