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。在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
课程概况
-
01
ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。 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及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；了解详情
-
02
分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、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；了解详情
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。
-
03
软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。了解详情
-
04
ABAQUS了解详情
ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料，作为通用的模拟工具， ABAQUS 除了能解决大量结构（应力 / 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透 / 应力耦合分析）及压电介质分析。
ABAQUS与ANSYS：功能解析与软件选择指南
Ansys在多物理场耦合、电子系统仿真、计算流体动力学、显式动力学以及结构优化方面表现出显著优势，并提供强大的平台化与易用性支持。
多物理场耦合：Ansys在这一领域表现出显著优势，能够轻松且深入地结合结构力学、流体动力学（CFD）、电磁场、热分析以及系统仿真等多个物理场，例如流固耦合FSI、热-结构耦合、电磁-热耦合以及电磁-结构耦合等。其Workbench平台为这种多物理场耦合提供了坚实的框架支持。
电子系统仿真：在芯片、封装及PCB级别的电、热、力以及电磁兼容性（SI/PI/EMI）仿真方面，Ansys堪称行业佼佼者，拥有如HFSS、Icepak、SIwave以及Maxwell等模块。
计算流体动力学：Fluent和CFX作为的通用CFD求解器，覆盖了从外部流场（如气动、水动力）到内部流场（如燃烧、多相流、传热）的广泛领域。
显式动力学：Ansys LS-DYNA在显式动力学领域独树一帜，尤其擅长处理超高速冲击、爆炸、金属成型以及跌落测试等瞬态问题。
结构优化：Ansys提供了一套全面的拓扑优化、形状优化以及尺寸优化工具，特别是在Ansys Mechanical模块内，这些工具的功能更为强大。
平台化与易用性：Workbench平台不仅提供了高效的项目管理和数据传递流程，而且对复杂仿真流程的管理也颇具优势，使得用户能够相对容易地入门。
Abaqus以其在复杂非线性结构力学、高级材料模型、隐式动力学、断裂力学、多体动力学、轮胎行业以及生物力学中的卓越表现而闻名。
复杂非线性结构力学：这是Abaqus的核心强项。它在大变形、大应变问题上，如橡胶密封件、超弹性材料以及金属塑性成型，展现出卓越的鲁棒性和精度。此外，它还擅长处理涉及大量自接触、摩擦和过盈配合等复杂接触问题，其收敛能力出众。
高级材料模型：Abaqus提供了丰富的材料本构模型库，特别适用于复杂的弹塑性、粘弹性、粘塑性、超弹性（例如各种橡胶模型）以及损伤失效（如韧性断裂、低周疲劳）分析。此外，它还对复合材料失效分析有深入的支持。
隐式动力学：Abaqus在解决准静态问题和低频动力学问题上表现出色，例如结构在缓慢加载下的非线性响应、松弛和蠕变。这使得它在处理强非线性且需要长时间步长的问题上，如密封分析、金属成型后回弹以及慢速冲击，成为。
断裂力学：Abaqus具备强大的裂纹扩展分析能力，采用XFEM和VCCT等技术。
多体动力学：Abaqus与SIMULIA的Motion产品（原SIMPACK）无缝集成，提供多体动力学仿真解决方案。
轮胎行业：在轮胎的设计、耐久性以及生热分析方面，Abaqus已成为事实上的标准。
生物力学：Abaqus在骨骼、软组织以及植入物等生物力学仿真中发挥着重要作用，得益于其强大的非线性材料模型和接触算法。
用户应根据操作难易、学习成本、价格以及具体需求来选择ANSYS或ABAQUS；ANSYS适合多物理场仿真和电子系统设计，Abaqus适合复杂非线性问题。
操作难度与学习成本是选择软件时不可忽视的因素。ANSYS以其直观的图形用户界面和丰富的教程资源，为初学者提供了友好的学习环境，上手相对容易。而ABAQUS则更侧重于命令流与脚本操作，虽然初期学习门槛相对较高，但一旦掌握，其高度自动化和个性化的分析流程将大大提升用户效率，特别适合有一定基础且追求深度定制的用户。
在价格方面，ABAQUS和ANSYS的报价均受到版本、模块数量和授权方式的影响。企业可根据自身预算和项目需求，咨询专业代理商以获取合适的报价方案。
此外，在ANSYS中，若需将上一次的分析结果作为下一次分析的起点，可以利用Ldread命令轻松实现。但需注意，每个ANSYS实体模型的面或体都必须明确对应的单元类型编号、材料属性编号、实常数编号及单元坐标系编号等关键参数，以确保分析的准确性和一致性。
有限元分析的工作原理是什么？FEA的优势是什么？
有限元分析的工作原理是什么？
有限元分析的工作原理是将目标域离散化，然后构建物理方程，以解决工程问题。
然后，通过将这些单元组合在一起来表示物理系统，工程师可以预测整个结构的行为。比如，当利用FEA解答这样的问题时：“我的汽车在行驶超过100,000英里后是否安全？”首先要使用网格单元将汽车划分为系统，将系统划分为组件，然后将组件划分为单元，这被称为网格划分。
有限元分析流程
前处理：定义要在模型中使用的物理和实际条件。
流程：通过网格划分将对象划分为有限元，并对每个单元应用相关的物理表示和/或方程。然后组合这些方程并进行求解。
后处理：计算相关结果，以分析和解释整个域的含义。
FEA的优势是什么？
为了设计旨在满足人类和地球不断变化的需求的解决方案，工程师面临着巨大的挑战。他们需要依赖于FEA的灵活性，以便探索无限的场景和条件。借助FEA，工程师可以使用任何类型的物理场（热传递、流体力学、结构力学等），对任何尺寸（从纳米级到大型客机）、任何形状的几何结构（从方形块到人体心脏）进行建模。基本上，只要有偏微分方程，FEA就有用武之地。
FEA的优势包括：评估复杂几何结构：FEA可以对很难或无法通过其他方式评估的复杂结构进行分析对多种物理场进行仿真：FEA使工程师能够一次性对多个物理问题进行建模
节省时间、资金和资源：FEA可减少对物理原型的需求，因此工程师在构建设计之前即可评估其安全性、可靠性和性能
有限元分析示例
