ansys有限元分析软件可以对结构力学，电场，磁场，声场等进行分析，可以更好的为开发提供模拟数据。
计算结构的力学性能?→结构场:静力动力学/线性|非线性、冲击、断裂、复材等
计算结构的热力学性能?→温度场+结构场:稳态、瞬态、线性、非线性
计算流体的动力学性能?→流场:流速、压力、温度/稳态、瞬态
计算结构的电磁场性能?→电场/磁场:电感、电容、磁通量、涡流等
计算结构的NVH性能?→结构场+声场:声压、声功率
计算耦合场性能?→热结构耦合、热流耦合、热电耦合、流固耦合
计算结构的优化?→确定性优化/拓扑优化+可靠性评估
无论是基于任何类型的数值模拟，其流程均可分为“3大步和3小步”
“3大步”是指->前处理+求解+后处理
“前处理”->“3小步”->模型构建+材料的定义和赋予+网格划分
“求解”>“3小步”->载荷边界条件+位移边界条件+求解设定
“后处理”->“3小步”-常规结果（应力、应变、变形）+路径+结果导出
分析流程：模型简化–>CAD模型转化CAE模型–>分析类型选择–>材料加载–>约束，载荷及接触–>离散化–>求解–>后处理
Static Structural（静态结构）
进入Workbench主界面，选择Static Structural，配置Engineering Data(工程数据)，选择Geometry（模型），然后双击进入model（有限元模型）。
在mechanical界面，mesh（网格），generate mesh（生成网格）。static structural里面有force（力）等选项，按照力的作用点，方向大小依次设置。之后设置fixed support(约束)。solution（结果）进行选择需要计算的力，之后选择solve或者在添加的力结果使用Evaluate All Results让模型显示结果。
在左上方的result结果力有个变形比例，改成实际比例。
下表为一些名词
static Structural
| 原文 | 译文 | 作用 |
|---|---|---|
| Acceleration | 加速度 | |
| Standard Earth Gravity | 标准地球重力 | |
| Rotational Velocity | 旋转速度 | |
| Rotational Acceleration | 转动加速度 | |
| Pressure | 压力 | |
| Hydrostatic Pressure | 静水压力 | |
| Force | 力 | |
| Remote Force | 远程力 | |
| Bearing Load | 承载力 | |
| Bolt Pretension | 螺栓预紧载荷 | |
| Moment | 时间 | |
| Line Pressure | 管路压力 | |
| Thermal Condition | 热条件 | |
| Joint Load | 联合载荷 | |
| Fluid Solid Interface | 流固界面 | |
| Fixed Support | 固定支架 | |
| Displacement | 取代 | |
| Remote Displacement | 远距离位移 | |
| Frictionless Support | 无摩擦约束 | |
| Compression Only Support | 仅压缩支持 | |
| Cylindrical Support | 圆柱形支架 | |
| Elastic Support | 弹性支承 | |
| Constraint Equation | 约束方程 | |
| Nonlinear Adaptive Region | 非线性适应域 | |
| Nodal Orientation | 节点方向 | |
| Nodal Force | 节点力 | |
| Nodal Pressure | 节点压力 | |
| Nodal Displacement | 节点位移 | |
| EM Transducer | 电磁换能器 | |
| Motion Loads | 运动载荷 | |
材料数据Engineering Data
| Density | 密度 | |
| Coefficient of Thermal Expansion | 热膨胀系数 | |
| Isotropic Elasticity | 各向同性弹性 | |
| Derive from | 源 | 选择杨氏模量等 |
| Poisson’s Ratio | 泊松比 | |
| Bulk Modulus | 体积模量 | 体积模量是弹性模量的一种，（某一点三个主应力的平均值）之间的关系的一个物理量。 |
| shear Modulus | 剪切模量 | |
| Alternating Stress R-Ratio | 交变应力R比 | |
| Tensile Ultimate Strength | 抗拉极限强度 | |
| Tensile Yield Strength | 拉伸屈服强度 | |
划分网格mesh
| display | ||
|---|---|---|
| display style | 展示风格 | |
| body color | 本色 | |
| Element Quality | 元素质量 | |
| Aspect Ratio | 纵横比 | |
| Jacobian Ratio (MAPDL) | 雅可比（MAPDL） | |
| Jacobian Ratio (Corner Nodes) | 雅可比（角节点） | |
| Jacobian Ratio | 雅可比比率 | |
| warping Factor | 翘曲系数 | |
| Parallel Deviation | 平行偏差 | |
| Maximum Corner Angle | 最大转角 | |
| skewness | 偏斜 | |
| default | ||
| Physics Preference | 物理偏好 | |
| Mechanical | 机动的 | |
| Nonlinear Mechanical | 非线性力学 | |
| Electromagnetics | 电磁学 | |
| Explicit | 明确的 | |
| Hydrodynamics | 流体力学 | |
support
| fixed support | 固定支架 | |
| displacement | 位移 | |
| remove displacement | 消除位移 | |
| velocity | 速度 | |
| impedance boundary | 阻抗边界 | |
| frictionless support | 无摩擦支撑 | |
| compression only support | 仅限压缩支持 | |
| cylindrical support | 圆柱形支架 | |
| simply support | 只是支持 | |
| fixed rotation | 固定旋转 | |
| elastic support | 弹性支撑 | |
loads
| pressure | 压力 | |
| pipe pressure | 管道压力 | |
| Hydrostatic pressure | 静水压力 | |
| force | 力 | |
| remove force | 消除力 | |
| bearing load | 承载力 | |
| blot pretention | 纯粹的要求 | |
| moment | 片刻 | |
deformation
| deformation | 变形 | |
| total | 全部的 | |
| Directional Deformation | 定向变形 | |
strain
| strain | 应变 | |
| equivalent(von-mises) | 等效（冯·米塞斯） | |
| maximum principal | 最大值 | |
| middle principal | 中值 | |
| minimum principal | 最小值 | |
| maximum shear | 最大剪切力 | |
| intensity | 增强力 | |
| normal | ||
| shear | 剪切力 | |
stress
| stress | 应力 | |
分析精度
分析精度和网格的大小有关系，在Mesh中有一个sizing表格调节里面的Element Size表示网格的直径，参看十字光标。
打包
在workbench界面File里面有Archive打包到指定位置即可。
- Result/solution and retained design point file保留分析结果
- Imported files external to project directory
restore archive 解压
模型编辑
在Geometry中有一个MD可以进行编辑模型
进入界面，没有模型generate生产模型
在主界面中，可以复制项目右键duplicate进行复制
主菜单里create可以进行创建编辑模型
共享数据
在workbench界面中拖动一个数据到另一个项目组里对应的位置就可以共享数据。如果模型没有改变使用file中的refresh all data
在后面的有限元分析中如果有多个力约束可以使用suppress压制使用。
限定力范围
在Mechanical界面中如果需要限定力最大值，需要在Geometry中应用限定，限定在上方菜单栏中ctrl+p点，ctrl+e线，ctrl+f面，ctrl+b体。选择之后应用即可
有效范围：红色应力区域连续覆盖两层单元
单元格局部划分：在Mesh中可以insert-sizing结合上面的方式划定局部单元格
单元格算法：Mesh中有method是网格算法。网格过渡平滑处理是在Mesh的Transition过渡慢更加分布均匀
- Automatic自动
- Tetrahedrons四面体
- Hex Dominant十六进制占优
- Sweep扫掠
- MultiZone多区
应力集中
应力集中是设计工程师在设计产品过程中不可避免的问题。指受力构件由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。
应力奇异性
受力体由于儿何关系，在求解应力函数的时候出现的应力无穷大。根据弹性理论，在尖角处的应力是无穷大;由于离散化误差，有限元模型并不会产生无穷大的应力结果，而会形成本例中随着网格的细化,
得出的应力值大幅度增加的现象。应力奇异是数学算法问题。应力奇异点一般出现在刚性约束和尖角处。我们可以认为应力奇异是应力集中的最极端现象
1．变形结果受网格精度影响较小，并且不存在类似应力奇异的问题，因此优先对
比位移结果，位移结果如果出现较大偏差，说明设置存在问题;
2．在设置完全一致的情况下，应力结果对比受两个因素影响:●
a.网格密度
b.应力奇异
装配体分析
简化装配体，将不必分析的东西都Suppress Body,之后按照上述分析
局部分析，在选取力分析的时候通过过滤器指定面。细化分析面到达标。注意应力奇异。
形变分析，在Deformation上面，使用等高线划分，可以看出经过简化去掉地面部分后形变的是不合理的。
接触
分析装配体时零件之间会有接触，电脑会自动在contacts里面生成，接触有五个接触类型在接触类型（Type）选项中
- 绑定接触（Bonded）:默认接触形式，不允许面或线间有相对滑动或分离，可以将此区域看做被连接在一起。
- 不分离接触(No Separation）
- 无摩擦接触（Frictionless）：这种接触形式代表单边接触,王即如果出现分离则法向压力为零，同时假设摩擦系数为0。
- 粗糙接触(Rough）
- 摩擦接触(Frictional)
刚体平移
约束Displacement可以选择约束方向，而Fxied sopport是三个方向全部约束，Displacement方向Free表示没有约束0表示全部约束。
因为两边划分节点不同即使力相同，每个节点也有相差。所以会出现位移的结果，可以采用弱弹簧来解决
在Ananlysis Settings树下有个Weak Springs开启。
在结果分析界面有个Probe（探测）子选项有个Force Reaction（反力）选择弱弹簧，就可求出弱弹簧抵消了多少力。
结果分析
应力平均值，在应力选项，Display Option不管平均未平均影响都不大。
圣维南原理
分布于弹性体上一小块面积（或体积）内的荷载所引起的物体中的应力，在离荷载作用区稍远的地方，基本上只同荷载的合力和合力矩有关;荷载的具体分布只影响荷载作用区附近的应力分布。还有一种等价的提法:如果作用在弹性体某一小块面积（或体积）上的荷载的合力和合力矩都等于零，则在远离荷载作用区的地方，应力就小得几乎等于零。
第三强度理论:最大切应力理论
基本观点:材料中的最大剪应力到达该材料的剪切抗力时，即产生塑性屈服。
第四强度理论:形状改变比能理论
基本观点:材料中形状改变比能到达该材料的临界值时，即产生塑性屈服。
强度条件:Von Mises应力=、[(a1-o2)2+(o2一o3)2+(o3- o1)2]≤[0]
式中o1，o2，o3为三大主应力，o为屈服应力
第一强度理论:最大拉应力理论
基本观点:材料中的最大拉应力到达材料的正断抗力时，即产生脆性断裂。第二强度理论:最大伸长线应变理论
基本观点:材料中最大伸长线应变到达材料的脆断伸长线应变时，即产生脆性断裂。材料力学发展历史
- 17世纪以前，人类所使用的主要材料均是砖、石头、木材、铸铁一类材质，这类
材质在我们现在看来就是脆性材料;
2.工业革命以后塑性屈服、疲劳等问题逐渐被人们所发现;
3.材料力学早期主要为建筑行业服务为主，因此很多材料力学书翻开，一般情况下
在介绍历史的时候多数案例都是赵州桥、金字塔以及各种古代建筑结构，所以只看过材料力学书前五页的并不能以此来断定这本书是适合机械的还是建筑的。
安全系数=屈服轻度/最大应力值 在Tools中safety Factor
新建材料
进入材料数据库，添加一个材料名称
Physical Properties
- Density密度
Linear Elastic
- Isotropic Elasticity各项同性参数设置:Young’s Modulus杨氏模量；Poisson’s Ratio泊松比
| Density | Young’s Modulus | Poisson’s Ratio | |
|---|---|---|---|
| ABS | 1020 | 2000 | 0.394 |
液压载荷
在Loads中有个Hydrostatic Pressure液体压强，设置接触的面，设置液体的密度，设置重力9800mm/s2，设置重力方向，设置自由面。下列为常用液体密度
| Density | |
|---|---|
| 水 | 1E-6 kg/mm3 |
