彈性力學(xué)及有限元法 ANSYS實(shí)例演示課件

彈性力學(xué)及有限元法ANSYS實(shí)例演示課件目錄CONTENTS彈性力學(xué)基礎(chǔ)有限元法基礎(chǔ)ANSYS軟件介紹實(shí)例演示：ANSYS應(yīng)用結(jié)論與展望01彈性力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)是研究彈性物體在外力作用下變形和內(nèi)力的學(xué)科。它主要關(guān)注物體在受力后的變形和應(yīng)力分布。彈性力學(xué)在工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如結(jié)構(gòu)分析、機(jī)械設(shè)計(jì)、土木工程等。彈性力學(xué)簡介物體是連續(xù)的，可以被微分。物體的內(nèi)部沒有任何摩擦力。物體的變形是線性的，符合胡克定律。物體的應(yīng)變與應(yīng)力之間存在線性關(guān)系。彈性力學(xué)的基本假設(shè)彈性力學(xué)的基本方程平衡方程幾何方程物理方程描述物體的變形情況。描述物體的應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系。描述物體內(nèi)部力的平衡狀態(tài)。02有限元法基礎(chǔ)有限元法簡介有限元法是一種數(shù)值分析方法，通過將連續(xù)的物理系統(tǒng)離散化為有限數(shù)量的單元，利用這些單元的組合來逼近真實(shí)系統(tǒng)的行為。它廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域，用于解決各種復(fù)雜的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等問題。離散化對每個(gè)單元進(jìn)行力學(xué)分析，建立單元的數(shù)學(xué)模型。單元分析整體分析求解01020403通過求解數(shù)學(xué)模型，得到系統(tǒng)的近似解。將連續(xù)的物理系統(tǒng)劃分為有限數(shù)量的離散單元。將所有單元的數(shù)學(xué)模型組合起來，形成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。有限元法的實(shí)現(xiàn)過程結(jié)構(gòu)分析用于分析結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等。流體動力學(xué)分析用于分析流體在各種條件下的流動特性。熱學(xué)分析用于分析熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射等。電磁學(xué)分析用于分析電磁場的行為和特性。有限元法的應(yīng)用范圍03ANSYS軟件介紹ANSYS軟件概述010203提供多物理場仿真和優(yōu)化工具支持多種操作系統(tǒng)和平臺全球領(lǐng)先的大型有限元分析軟件123支持復(fù)雜幾何建模、網(wǎng)格劃分和材料屬性定義前處理模塊進(jìn)行有限元分析、求解和后處理求解器模塊提供豐富的可視化功能，如云圖、等值線、動畫等后處理模塊ANSYS的主要功能模塊ANSYS的安裝與配置安裝過程根據(jù)操作系統(tǒng)要求進(jìn)行安裝，選擇所需模塊和許可證配置過程設(shè)置工作目錄、單位系統(tǒng)、求解器參數(shù)等04實(shí)例演示：ANSYS應(yīng)用問題描述本實(shí)例將演示如何使用ANSYS軟件對一個(gè)簡單的彈性力學(xué)問題進(jìn)行建模和分析。問題涉及一個(gè)矩形薄板在受到垂直方向的壓力作用下的變形和應(yīng)力分布。使用ANSYS的幾何建模功能，創(chuàng)建一個(gè)矩形薄板模型。選擇適當(dāng)?shù)膯挝恢?，如國際單位制（SI）。為薄板指定彈性模量、泊松比和密度等材料屬性。通過與已知解進(jìn)行比較，驗(yàn)證模型的正確性和準(zhǔn)確性。1.創(chuàng)建模型3.定義材料屬性模型驗(yàn)證2.設(shè)置單位問題描述與建模根據(jù)問題描述，為薄板設(shè)置彈性模量、泊松比和密度等材料屬性。材料屬性網(wǎng)格劃分網(wǎng)格質(zhì)量檢查對薄板進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選擇合適的網(wǎng)格密度以提高求解精度。檢查網(wǎng)格質(zhì)量，確保網(wǎng)格劃分滿足求解精度要求。030201材料屬性設(shè)置與網(wǎng)格劃分

邊界條件與載荷設(shè)置邊界條件根據(jù)實(shí)際情況，為薄板的邊界設(shè)置約束條件，如固定約束或簡支約束。載荷設(shè)置在薄板的上方施加垂直方向的壓力載荷，模擬實(shí)際受力情況。載荷與邊界條件驗(yàn)證通過有限元分析理論，驗(yàn)證所設(shè)置的載荷和邊界條件的正確性。選擇適當(dāng)?shù)那蠼馄黝愋秃颓蠼膺x項(xiàng)，進(jìn)行求解計(jì)算。求解設(shè)置查看分析結(jié)果，包括變形圖、應(yīng)力分布云圖和等效應(yīng)力分布圖等。結(jié)果后處理根據(jù)分析結(jié)果，評估薄板的應(yīng)力分布和變形情況，驗(yàn)證模型的正確性和可靠性。結(jié)果分析求解與結(jié)果后處理05結(jié)論與展望結(jié)構(gòu)分析有限元法能夠模擬復(fù)雜結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為，為工程設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。復(fù)雜問題求解彈性力學(xué)和有限元法結(jié)合，可解決復(fù)雜邊界條件和多場耦合問題。高效計(jì)算有限元法通過離散化處理，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)值計(jì)算的高效求解。彈性力學(xué)及有限元法的應(yīng)用價(jià)值優(yōu)勢ANSYS作為一款成熟的有限元分析軟件，具有強(qiáng)大的前后處理和求解功能，支持多種物理場模擬。局限性ANSYS軟件的學(xué)習(xí)曲線較陡峭，需要用戶具備一定的專業(yè)背景和經(jīng)驗(yàn)；同時(shí)，對于某些特殊問題，可能需要結(jié)合其他軟件或方法進(jìn)行求解。ANSYS軟件的優(yōu)勢與局限性進(jìn)一步發(fā)展多物理場耦合的有限元分析方法，以模擬更復(fù)雜的工程問題。多物理場耦合結(jié)合高性能計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模、更高精度有限元分析。高性能計(jì)算研