ANSYS有限元分析指南：CAD模型建模策略

"这篇教程介绍了CAD模型建模原则在ANSYS基础分析中的应用，并概述了ANSYS软件的主要功能和模块，特别强调了其在结构分析和高度非线性瞬态动力分析中的应用。" 在进行CAD模型建模时，遵循正确的原则至关重要。首先，决定模型的细节程度是一个关键步骤。如果某些特征如倒角或孔对分析结果影响不大，可以简化或忽略，以减少计算复杂性。然而，如果这些特征对分析目标有直接影响，特别是可能产生最大应力的地方，则必须保留并精确建模。 其次，利用模型的对称性可以显著降低计算量。如果几何形状、材料属性和载荷情况都具有对称性，例如轴对称、旋转对称或镜像对称，可以通过分析模型的一部分然后进行对称性叠加来节省计算资源。但需要注意，这种简化方式只适用于上述所有条件都对称的情况。 对于应力奇异点，比如点载荷、约束点或尖角处，这些区域可能出现无穷大的应力值。在建模过程中应尽可能避免这些应力奇异，因为它们可能导致分析结果不准确。可以通过圆滑边角、增加网格密度或使用特定的单元类型来缓解应力集中问题。 接下来，文章简要概述了ANSYS软件的主要功能。作为一款强大的有限元分析软件，ANSYS涵盖了热、电、磁、流体和结构等多个领域的分析。其结构分析模块包括静态、动态以及各种非线性分析： 1. 静力分析：可以处理线性和非线性问题，如几何非线性、材料非线性和接触非线性。 2. 模态分析：用于计算结构的自然频率和振动模式，对于谱分析和随机振动分析也有支持。 3. 谐响应分析：研究结构对周期性载荷的响应。 4. 瞬态动力学分析：处理随时间变化的任意载荷，考虑各种非线性因素。 5. 特征屈曲分析：计算线性屈曲载荷，同时能进行非线性屈曲分析。 6. 其他专项分析，如断裂分析、复合材料分析和疲劳分析。 此外，ANSYS/LS-DYNA模块专门用于高度非线性的瞬态动力分析，具有自动接触分析、多物理场耦合、材料非线性、爆炸模拟等多种高级功能，广泛应用于复杂的工程问题，如侵彻穿甲、跌落分析等。 通过掌握这些CAD模型建模原则和ANSYS软件的功能，工程师可以更有效地解决实际工程中的问题，进行精确且高效的仿真分析。