ANSYS结构分析教程：几何非线性与大位移大应变

"这篇文档是关于Ansys 11.0的基础教程，专注于几何非线性的分析应用。Ansys是一款全球知名的大型通用有限元软件，它涵盖了热、电、磁、流体和结构等多个领域的分析模块，具备强大的前处理、求解器和后处理功能，适合处理复杂工程问题和科研项目。教程提到了Ansys能够处理大位移、大应变、大转角的几何非线性问题，并且会自动判断模型是否属于这种情况。同时，Ansys支持线性和非线性结构分析，包括静力分析、模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析、谱分析、随机振动分析以及特征屈曲分析等。此外，文档还提到了高度非线性瞬态动力分析，如ANSYS/LS-DYNA模块，用于处理全自动接触分析、多物理场耦合、断裂分析、疲劳分析等复杂场景。" 在Ansys 11.0中，几何非线性分析主要针对那些可能出现大位移、大应变和大转角的情况。这通常发生在承受极端荷载或变形的结构中。大位移意味着单元的位移可能导致单元矩阵发生变化，甚至单元面的应力会影响整体刚度。大应变则表示应变程度超出了一般的小应变假设，可能涉及有限或无限大的应变状态。Ansys软件能够自动识别这些非线性特征，并据此调整分析策略。 Ansys提供的结构分析功能非常全面，涵盖线性和非线性行为。线性静力分析适用于静态载荷，而非线性静力分析则能处理几何非线性（如大变形、大应变）、材料非线性（如塑性、粘弹性等）、接触非线性以及单元非线性等问题。模态分析则用于计算结构的自振频率和振形，而谱分析则扩展了模态分析，用于评估随机振动导致的结构响应。谐响应分析关注于结构对正弦周期性载荷的反应，瞬态动力学分析则处理随时间变化的任意载荷。其他功能如谱分析、随机振动分析、特征屈曲分析以及专项分析如断裂、复合材料和疲劳分析，都进一步增强了Ansys在解决实际工程问题时的灵活性和深度。 此外，Ansys/LS-DYNA模块专门用于高度非线性的瞬态动力分析，它包括全自动接触分析，多种接触类型，多物质和单物质欧拉分析，适应性网格和重划分技术，以及丰富的非线性材料模型。该模块还支持多物理场耦合，如结构、热、流体和声学的交互，特别适用于模拟爆炸、侵彻、鸟撞、刚体-柔体运动等复杂动态场景，以及断裂和裂纹扩展分析。 Ansys 11.0作为一个综合性的有限元分析工具，不仅具备处理几何非线性问题的能力，还能覆盖广泛的工程分析需求，为用户提供了解决复杂问题的强大平台。