最新点和圆--直线和圆课件PPT.ppt 134页

'点和圆--直线和圆 2.如图，在A地往北90m处的B处，有一栋民房，东120m的C处有一变电设施，在BC的中点D出有一古建筑。因施工需要必须在A处进行一次爆破，为使民房，变电设施古建筑都不遭破坏。问爆破影响的半径应控制在什么范围之内？ 3.如图，有一个三角形鱼塘，在它的3个顶点A,B,C三处均有一棵大白杨树，现设想把三角形鱼塘扩建成圆形养鱼场，但必须保持白杨树不动，请问能否实现这一设想?若能，请设计画出示意图；若不能，说明理由。 随堂演练 有限元分析系统(FEAS)简介计算固体力学的最终目的还是要为工程结构的设计计算提供服务，把计算力学方法编制成程序并发展成应用软件实际上也是计算固体力学发展的一个不缺少的方面。迄今为止，只有有限元法被开发成商用软件，并为工程界和科研部门广泛采用。目前世界上已有很多有限元分析系统。 现在的有限元分析系统差不多都移植到微机上了，可以通过人机交互式的界面完成问题的有限元分析。整个过程分为三个阶段：1.前处理；2.求解；3.后处理。 1.前处理前处理具有CAD式的操作环境，人们可以直观地形成设计或分析问题的几何模型，按照用户的要求生成有限元网格，指定材料性能，施加载荷和边界条件。 2.求解在前处理工作完成后，即可将待解的问题递交给求解器求解，求解器包括静力，动力，线性，非线性，稳态和瞬态等各种方法求解。现在的有限元分析系统不但能分析固体力学问题，而且也能分析其他方面的问题，例：电磁场分析，机械系统的动力分析(刚体动力学分析)，流体动力分析，声学分析，空气弹性分析等。 3.后处理求解得到的结果可以用后处理模块进行结果的显示或数据的输出。结果显示一般包括用图形显示五种结果：a.应力、应变、位移和温度等物理量的等值线图或彩色云图；b.结构变形前后的形状和网格图；c.变形过程的动画演示；d.时间历程图；e.任意节点或高斯积分点上变量与时间的历程曲线。 系统的接口现在的有限元系统的前处理系统都有一个与CAD/CAM相连的接口，可以直接从CAD/CAM或其他工程绘图软件读入数据文件，然后进入编码转换，成为有限元系统的前处理用的几何图形，接着就可以进行下一步的前处理过程。 有限元系统之间的接口此外有的有限元系统可读入其他的有限元系统的数据文件来进行前处理，求解和后处理。例NASTRAN可以读入ANSYS和ABAQUS的输入文件进行前处理，然后求解和后处理。 常用的有限元软件：1.ABAQUS2.ANSYS3.MSC/NASTRAN4.ADINA5.NISA/Display6.MSC/PATRAN ABAQUSABAQUS是由Hibbitt,Karlsson,Sorensen三人合作开发的有限元分析系统，因此，公司的名字就称为HKS公司，在1978年推出。 ANSYSANSYS是美国SwansonAnalysisSystemInc.(SASI)研究和开发的有限元分析系统。该公司是JohnSwanson于1970年创立的。 MSC/NastranMSC/Nastran(NASAStructuralAnalysis)是最早的一个有限元分析系统，最初是为美国航天局(NASA)研究和发展的结构分析系统程序，所以称为NASTRAN，在1971年，由MSC公司开发和支持的，于1983年MSC公司推出了商用的NASTRAN版本。 ADINAADINA(AutomaticDynamicIncrementalNonlinearAnalysis)的开发者为K.J.Bathe教授，也是SAP5(StructuralAnalysisProgram)程序的三个开发者之一。 NISA/DisplayNISA(NumericallyIntegratedelementsforSystemAnalysis)美国EMAC(EngineeringMechanicsResearchCorporation)开发的一个有限元分析系统，它有一个DISPLAY模块，是用于前处理和后处理的。 MSC/PATRANMSC/PATRAN是一个最著名的前后处理系统，它诞生于1980年,是在美国国家宇航局(NASA)的资助下，随着计算机及其交互技术的发展,而产生的新一代计算机辅助工程分析前后处理系统,它率先把工程分析人员从繁重的数据准备工作中摆脱出来,并提供漂亮的计算结果仿真。目前,己广泛应用于航空航天,汽车,造船,海洋石油开采和国防等各工业技术领域。 PATRAN的主要特点(1)开放的工程分析框架结构从上图可以看出,通过DGA(DirectGeometryAccess)技术，PATRAN可以直接从各CAD软件中取得几何模型。CADPATRAN材料数据库FEM分析软件PATRAN PATRAN在读入几何以后，可以生成单元的网格和节点，再加上材料的参数，外部载荷和边界条件，然后输入到计算软件进行计算。 PATRAN前处理的结果可用于各种FEM计算软件例:ABAQUS,ANSYS,MSC/NASTRAN,MSC/DYTRAN(碰撞分析),Fluent(流场分析)等其他软件。计算结果可以用这些软件来作后处理，也可以用PATRAN来进行后处理。 据有关文献介绍，ANSYS和NASTRAN适用于线性到中度非线性分析，ABAQUS和ADINA是非线性功能较强的有限元分析系统。 在美国，各个工业部门在应用有限元分析系统时有所不同，例在航空航天部门中，NASTRAN是最常用的，在核工业和能源工业中，最多应用的是ABAQUS,ADINA,ANSYS和MARC等，在美国的汽车工业部门则使用NISA/DISPLAY和SUPERB等，而STRUDL则在土木工程师中较为流行，因为它的梁单元较好。 (一)ABAQUS概况ABAQUS是美国HKS(Hibbitt,Karlsson,Sorensen)公司开发的大型通用有限元分析程序。是一个功能齐全的有限元程序。能较好地处理高度非线性问题是该程序的特点。它有下列几个模块： (1)ABAQUS/CAE它是一个完整的ABAQUS交互式图形环境系统。是一个功能强大的前后处理器。它使复杂的有限元分析和结果的显示变为简单易行。它有下列几个功能： (a)产生或输入(直接用几何数据库或用IGES格式)要计算结构的几何模型，将几何分解成可剖分的区域，并生成有限元网格；(b)在几何上指定物理和力学性能；(c)在模型几何上指定载荷和边界条件； (d)在完成模型后，完整的ABAQUS(*.inp)数据形成，递交作业进行计算，并可监视和控制作业；(e)可视化模块则用于解释结果。 (2)ABAQUS/Viewer是ABAQUS/CAE的可视化模块，用于交互式的计算结果的后处理。后处理过程用菜单显示所有的可选项。ABAQUS软件的结果可用五类图形显示：*等值线或彩色云图*历程图*变形*图形*动画显示 (3)ABAQUS/Standard这是通用的计算分析模块，能够求解线性和非线性问题，包括结构对静力、动力、热和电的响应。 (4)ABAQUS/Explicit用显式时间积分的方法分析固体和结构的非线性，瞬态和动力问题。它适用于冲击和爆炸等短时和瞬态动力问题，对于成形过程和接触问题这样高度非线性问题也是非常有效的。 (5)ABAQUS/Aqua这是一个可加在ABAQUS/Standard中的一个模块，可用于海上采油平台和海底管道等近海结构的模拟，包括海洋中的波、浪、风载和浮力的影响。 (6)ABAQUS/Safe根据有限元的计算结果，计算疲劳寿命。 (7)ABAQUS/Design这是一个可加在ABAQUS/Standard中的一个模块，用户可进行设计敏度分析(DesignSensitivityAnalysis)。 (二)ABAQUS的计算分析功能(1)静力分析(Staticanalysis)静力分析是不考虑惯性影响的应力分析。它有下列几个功能：a.静力分析(Staticanalysis)，包括线性和非线性；b.屈曲特征值(Eigenvaluebucklinganalysis)，临界(分叉)载荷的确定； c.分析结构的不稳定失效和屈曲后分析(Unstablecollapseandpostbucklinganalysis)；d.拟静力分析(Quasi-staticanalysis)；分析与时间相关材料性能的瞬态响应，例如：蠕变和膨胀(Swelling),粘弹性和粘塑性，可以是线性和非线性的问题。 (2)动力分析(Dynamicanalysis)静力分析是考虑惯性影响的应力分析。它有下列几个功能：A.Direct-solutiondynamicanalysisA1.Implicitdynamicanalysis用于强非线性瞬性动力响应；A2.Explicitdynamicanalysis A3.Subspace-basedexplicitdynamicanalysis子空间投影法(subspaceprojectionmethod)用于动力平衡方程的直接显式积分；A4.Directsolutionsteady-stateharmonicresponseanalysis；A5.Subspace-basedsteady-stateharmonicresponseanalysis； B.Modalsuperposition(模态迭加过程)B1.Frequencyextraction,计算系统的固有频率；B2.Modaldynamictimehistoryanalysis,用模态迭加法分析线性问题的动力时间历程响应；B3.Mode-basedsteady-stateharmonicresponseanalysis,以系统的固有模态为基础的稳态动力分析用于计算线性化系统对调和激励的响应； B4.Responsespectrumanalysis,线性的响应谱分析；B5.Randomresponseanalysis(随机响应分析)在系统固有模态的基础上计算模型随机激励的线性化响应。 在显式计算中应用中心差分算子，显式积分的优点：1.可以用于非常大的问题；2.在求解不连续现象时更有效；3.可求解复杂的一般三维与变形体接触的问题；4.解应力波问题时比隐式计算更有效。 (3)Steady-statetransportanalysis用于包括摩擦和惯性影响的稳态滚轨分析(steady-staterollingsolutionsincludingfrictionaleffectandinertiaeffect)； (4)Heattransferanalysisa.Uncoupledheattransferanalysis与应力/位移或电场无关，线性，非线性的稳态和瞬态分析。b.Sequentiallycoupledthermalstressanalysis应力/位移与温度场相关，但温度场与应力/位移无关，所以，可以先分析温度场，然后再分析应力/位移。 c.Fullcoupledthermalstressanalysis全耦合热应力分析可同时求解应力/位移和温度场。例如。在金属的快速加工问题中，金属的非弹性变形可能产生热，在接触问题中，间隙中产生的热可能与间隙允差或压力有关。d.Adiabaticanalysis力学变形产生热的速度很快，以致这个热没有时间在材料中传播。 e.coupledthermal-electricalanalysis可以分析电流导体时产生的热问题。f.Cavityradiation在非耦合热传导问题中，可包括空洞辐射效应。 (5)Electricalanalysisa.Coupledthermal-electricalanalysisb.Piezoelectricanalysis在压电材料中，电位梯度产生位移/应变，而应变又引起材料中的电位变化。 (6)土力学和地质力学分析a.Coupledporefluiddiffusionandstressanalysis用于模拟渗水介质中单向，部分或完全饱和流体的流动。(modelsinglephase,partiallyorfullysaturatedthroughporousmedia：saturatedflow,partiallysaturatedflow,combinedflow,moistureflow)． b.Geostaticstressstate用来得到equilibratedgeostaticstate．检验初始地质静力应力场与外载及边界条件是否处于平衡或者迭代使之平衡，这是地质分析中的第一步。 (7)质量扩散分析(Massdiffusionanalysis)用于模拟一种材料通过另一种材料的稳态或瞬态扩散，例氢在金属中的扩散。模拟由温度和/或压力引起的质量扩散。 (8)声音，激波和耦合声-结构分析(Acoustic,shockandcoupledacoustic-structuralanalysis)Modelsoundpropagation,emissionandradiationproblems；Modelblasteffectonstructuresinteractingwithfluids；Modelacoupledacoustic-structuralsystem (9)ABAQUS/AQUAanalysisItisusedtoapplysteadycurrent,wave,andwindloadingtopartiallysubmergedstructuresinproblemssuchasthemodelingofoffshorepipinginstallationsortheanalysisofmarinerisers. (10)Contactanalysis(接触分析)用于模拟二维和三维接触问题：两个变形体之间的有限-滑动接触；两个变形体之间小的相对运动的接触；刚性体和变形体之间的接触；两个刚性表面之间的接触；一组点与刚性表面之间的接触；一组点与变形体之间的接触. (三)ABAQUS的单元库ABAQUS有极为丰富的单元库：1.应力/位移分析1.1连续体单元：三维体单元，二维单元(平面应力，平面应变，轴对称)，无限元用于模拟边界无穷远的问题，例水坝地基。 协调元：三角形族，等参数元，杂交元用于近不可压缩和不可压缩材料的问题。1.2杆元(trusselement)只能受轴向力，不传递弯矩。1.3梁单元(beamelement)可以受拉压、剪切、弯曲和扭转，1.4构架单元(frameelement)二节点的直的柔性单元，用于框架结构的弹性(允许屈曲)或弹-塑性(塑性铰)分析。 1.5管接头单元(elbowelement)用于初始圆形管和管端部的非线性分析。1.6薄膜单元(membraneelement)1.7壳元(shellelement)1.2-1.7这六种单元属于结构单元。1.8连接单元(connectelement)例弹簧(springs)和阻尼器(dashpots)1.9刚性单元(rigidelement) 1.10专用单元1.10.1Gasketelement用于模拟垫圈的性能，1.10.2Hydrostaticfluidelement用于模拟流体的空洞。1.10.3Linespringelement用于模拟壳中部分穿透裂纹。 1.10.4Elastic-plasticjoint模拟结构元件之间的柔性连接(在AQUA中)。1.10.5Dragchains模拟在海底拖拉链的影响。1.10.6Pipe-soilinteractionelement模拟海底管道与土的相互作用。 1.11接触单元(Contactelement)1.11.1Gap1.11.2Tube-totubeelement1.11.3Slidelinecontactelement1.11.4Rigidsrufaceelement 2.Porepressureelement3.Coupledtemperature-displacementelement(耦合温度-位移单元)4.热传导分析4.1Diffusiveheattransferelement4.2Forcedcovectionheattransferelement 5.Coupledthermal-electricalelement(耦合热-电分析)6.Piezoelectricalelement(压电单元)力-电耦合问题分析7.Acousticelement(声单元)用于模拟小的压力变化下的声介质。8.用户定义单元(用户自已编写子程序UEL) (四)材料材料的性能有：1.一般的性质：材料的阻尼，密度和热膨胀系数等；2.弹性力学性能；2.1线弹性：各向同性，正交各向异性；2.2不受拉或不受压模型； 2.3多孔材料的弹性，压应力随体应变的指数函数变化；2.4Hypoelastic(亚弹性)材料性能,可以是温度相关的；2.5Hyperelastic(超弹性)材料；2.5.1显示瞬态弹性响应的材料，可以是大应变，例橡胶，发动机的固体燃料；2.5.2Elastomericfoambehavior(弹性泡沫材料性能),例细胞组织的固体； 2.6Foam压应变可达到90%；2.7粘弹性：描述率相关的材料性能，时间域，频率域. 3.非弹性力学性能；3.1Metalplasticity(金属塑性)3.1.1Classicalmetalplasticity(经典的金属塑性),可以考虑塑性功产生的热，用于金属成形过程；3.1.2Modelformetalsubjectedtocyclicloading(循环载荷下的金属塑性)；3.1.3Rate-dependentyield(率相关屈服)，屈服强度与应变率相关； 3.1.4Rate-dependentplasticity(率相关的塑性),creepandswelling(蠕变和膨胀)；3.1.5Annealigormelting(退火或软化)；3.1.6Anisotropicyield/creep(各向异性屈服/蠕变)；3.1.7Porousmetalplasticity(多空金属塑性)，Gursontheory；3.1.8Castironplastisity(铸铁塑性),可以是非相关流动准则，即流动面与屈服函数是不相同的，这时刚度矩阵是不对称的； 3.1.9ORNL-OakRidgeNationalLaboratoryconstitutivemodel(美国橡树岭国家试验室提出的本构模型)；3.1.10Deformationplasticity(形变塑性理论)；Ramberg-Osgood指数型塑性模型，3.1.11Crackingmodelforconcrete(用于混凝土的开裂模型)，用于模拟混凝土或加筋混凝土(或其他相似的脆性材料)的拉伸开裂，简单的脆性失效准则用来从网格中去掉失效的单元。 3.2Otherplasticitymodels3.2.1ExtendedDrucker-Pragermodels，模拟土和岩石等带摩擦的材料，压力相关屈服，拉压屈服强度不同，硬化和软化，3.2.2ModifiedDrucker-Prager/Capmodel，可计算塑性和蠕变，模拟有粘结力的地质(cohesivegeologic)材料，压力相关屈服； 3.2.3Mohr-Coulombplasticity，经典的塑性屈服准则，可硬化和软化的材料；3.2.4Criticalstate(clay，陶土，粘土)plasticitymodel，屈服函数与三个应力不变量有关；3.2.5Crushableformplasticitymodel(可压缩泡沫塑性模型)，能量吸收结构中； 3.3Jointmaterialmodel(解理材料模型)，解理面上张开或摩擦滑移，只能受压，拉伸刚度为零；3.4Concrete(混凝土)，加rebar选项时可用于加筋混凝土。 4.其他的材料性能4.1热性能；4.2声性能；4.3质量扩散性能；4.4hydrostatic流体性能,电性能；4.5porefluidflowpropertes5.用户定义的材料性能(用户自已编写子程序UMAT)5.1用户定义的材料力学性能；5.2用户定义的材料热性能。 (五)分析问题的步骤1.前处理(ABAQUS/CAE)：生成*.inp文件，这是一个文本文件；2.用*.inp文件递交运行求解(ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit)，得到计算结果；3.后处理(ABAQUS/CAE或ABAQUS/Viewer，对于6.1以前的版本，用ABAQUS/Post)，用图形显示计算结果。 实际上，用户也可以直接编写*.inp文件，然而直接运行计算。下面以三维球体压入厚板的问题为例说明*.inp文件的格式: *HEADINGAdaptivemeshingexample3DSpericalindentation*RESTART,TIMEMARKS=YES,WRITE,NUM=10*NODE,NSET=ALLN1,0.,300.10,0.,0.401,600.,300.410,600.,0.0*NSET,NSET=N11,*NSET,NSET=N1010, *NSET,NSET=N401401,*NSET,NSET=N410410*NFILL,NSET=TOP2DN1,N401,40,10*NFILL,NSET=BOT2DN10,N410,40,10*NFILL,NSET=HEADTOP2D,BOT2D,9,1*NCOPY,SHIFT,OLDSET=HEAD,NEWSET=TAILCHANGENUMBER=164000.,0.,600.0.,0.,-1.,0.,0.,1.,0., *NFILL,NSET=NALLHEAD,TAIL,40,410*ELEMENT,TYPE=C3D8R1,2,12,11,1,412,422,421,411*ELGEN,ELSET=BLANK1,40.10,1,9,1,40,40,410,360*NCOPY,SHIFT,OLDSET=BOT2D,NEWSET=TOPLASTCHANGENUMBER=164000.,0.,600.,0.,0.,-1.,0.,0.,1.,0.*NFILL,NSET=BOTBOT2D,BOTLAST,40,410 *INCLUDE,INPUT=ale_indet_sphelset.inp*NODE,NSET=NOUT100000,300.,410.,300.,*ELEMENT,TYPE=MASS,ELSET=PMASS100000,100000*MASS,ELSET=PMASS0.2*SOLIDSECTION,ELSET=BLANK,MATERIAL=MATCONTROLS=SECT*SECTIONCONTROLS,HOURGLASS=STIFFNESSKINEMATICS=ORTHOGONAL,NAME=SECT *MATERIAL,NAME=MAT*ELASTIC2.0E6,0.3*PLASTIC0.15E5,0.00.6E5,1.0*BOUNDARYBOT,1,3100000,1,100000,3,100000,4,6, *AMPLITUDE,NAME=RAMPP,TIME=TOTALTIMEDEFINITION=SMOOTHSTEP0.0,0.0,0.06,-250.,*ELSET,ELSET=SMALL,GEN6495,6505,16855,6865,17215,7225,1*NSET,NSET=SMALL7571,7581,7591,8001,8391,8401,8411*SURFACE,TYPE=ELEMENT,NAME=TARGETUPPER,S5 *SURFACE,TYPE=REVOLUTION,NAME=PUNCH300.,400.,300.,300.,600.,300.,START,100.,0.CIRCL,0.,-100.,0.,0.*RIGIDBODY,REFNODE=100000ANALYTICALSURFACE=PUNCH*STEP*DYNAMIC,EXPLICIT0,0.06*BOUNDARY,AMPLITUDE=RAMPP100000,2,2,1 *SURFACEINTERRACTION,NAME=IMP_TARG*CONTACTPAIR,INTERRACTIONIMP_TARGPUNCH,TARGET*HISTORYOUTPUT,TIME=1.0E4*ELHISTORY,ELSET=SMALLS,LE,LEP,NE,NEP,PEEQ*NODEHISTORY,NSET=SMALLRF,U*ENERGYHISTORYALLKE,ALLIE,ALLVD,ALLWK,ETOTAL,DT *FILEOUTPUT,NUMBERINTERVAL=6,TIMEMARK=YES*ELFILE,ELSET=SMALLS,LE,LEP,NE,NEP*NODEFILE,NSET=NOUTU,RF*ENERGYFILE*ADAPTIVEMESH,ELSET=BLANK,MESHSWEEPS=3*ENDSTEP (六)用户子程序ABAQUS中提供用户自编子程序的功能，例：UEL用来定义用户自已的单元；UMAT定义材料的本构关系；CREEP定义时间相关的粘塑性性能(蠕变和膨胀swelling)。有40多个子程序可以定义。 (七)可调用的子程序(Utilityroutine)在用户编子程序时，可以调用一些ABAQUS软件提供的子程序，例：SINV：计算应力不变量,CALLSINV(STRESS,SINV1,SINV2,NDI,NSHR)有7个子程序可以调用。 (八)访问结果文件有时候为了把ABAQUS的计算结果加以分析或处理，需要访问结果文件，该文件的扩展名为*.fil，这时用户在运行完ABAQUS程序以后，可以用自已编制的程序把这个文件中感兴趣的结果读出来，加以整理或画相关的曲线。 (九)ABAQUS的使用(1)在ABAQUS/CAE的图形界面上，可以进行前处理，求解分析和后处理。(2)在ABAQUS命令行下运行ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit，例我们已经有beam.inp的文件，就可用以用下列命令进行ABAQUS/Standard的分析求解： d:>abaqusjob=beam在运行结束后，产生beam.dat文件，这是一个文本文件，可以用一般的文本编辑软件查看，编辑或打印。该文件包括输入的*inp文件，所求解问题的节点，单元信息，材料性能，外载，边界条件和计算结果，计算结果包括位移，应变和应力等，输出的结果由用户在*.inp文件控制，可以输出全部或部分结果。 在有错误的情况下，该文件会给出相关的错误信息，以便用户改正错误后重新运行计算。直接在*.inp文件上改正错误，有时是很快的。在得到计算结果后，可以用下列命令进行后处理，即结果的图形显示，以判断计算结果是否合理：d:>abaqusviewerodb=beam这是用ABAQUS/Viewer调用beam.odb文件进行后处理。beam.odb文件也是分析计算阶段产生的文件。 (十)ABAQUS的安装一般在WINDOWSNT上使用。在使用用户子程序功能时，要安装VFORTRAN。 ANSYS 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。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,I－DEAS,AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。 CAE的技术种类有很多，其中包括有限元法(FEM,即FiniteElementMethod),边界元法(BEM,即BoundaryElementMethod)，有限差法(FDM,即FiniteDifferenceElementMethod)等。每一种方法各有其应用的领域，而其中有限元法应用的领域越来越广，现已应用于结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等。 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；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； 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。 延续了ANSYS一贯强大的耦合场技术，10.0版本为复杂的流固耦合（FSI）问题提供了更完善的解决方案。该版本整合了世界一流的应力分析和流体分析技术，形成了一套完整的FSI解决方案。通过适合于特定场要求的网格划分，一个单一的几何体可以应用于两种场。 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。 ANSYS发布10.0新版本美国宾夕法尼亚州6月2日消息：作为优化产品研发流程的仿真技术及软件的开发者和革新者，ANSYS公司今天发布ANSYS10.0新版本。新版本在性能、易用性、协同工作及耦合技术，如流固耦合，等方面有很大提高。10.0新版本是在目前的9.0软件的基础上研发的，与其有很好的兼容性，将与7月正式投入市场。 该版本提供了有效地解决FSI动力学分析的信息交换功能。目前市场上没有任何其他的FSI软件可以提供如此强大的稳健性和高度的精确性分析。另外，该版本可以在多个机群进行并行处理解决超大模型。 “ANSYS10.0代表了最先进的CAE整合技术，较9.0有了显着的提高”，ANSYS公司总裁兼首席执行官JimCashman说，“我们一直致力于拓展ANSYS仿真技术的广度和深度，同时建立各种类型的仿真分析软件的空前大连盟。得益于ANSYSWorkbench整合CAE技术的架构，我们创建了建模、仿真、分析、前后处理的一系列无缝链接。10.0新版本整合了世界上最优秀的结构、热、流体等分析功能。” ANSYS10.0加入了旋转机械和叶片设计工具，丰富了Workbench环境下的行业化功能。即ANSYSBladeModeler，一款针对旋转机械叶片构件的高效的三维设计工具；以及ANSYSTurboGrid，一款高质量的叶片设计六面体网格划分工具。 “结合了ANSYSCFX和涡轮专用的前后处理CFD功能，10.0版本提供了涡轮机械设计和分析完整的解决方案，”ANSYS公司副总裁兼总经理ChrisReid说，“应力分析、计算流体动力学分析或流固耦合分析的模型可以直接建立，通过CAD系统连通性，可以把模型扩展到上下游部件，最终完成整个模型的分析。ANSYSWorkbench是提供此功能上独一无二的环境，借此空气动力学工程师可以进行CFD设计，同时确认结构特征。这将大幅度缩短设计流程。” 在机械应用领域，ANSYS10.0包括了ANSYSWorkbench下全部的热瞬态分析功能。这不仅帮助用户进行非常复杂的时域仿真，同时ANSYSWorkbench也可自动完成很多建模和求解工作。这样可以轻松快速地求解设备在一定运行时间内的热性能。 为了满足日益增加的对大型复杂问题及时有效的分析需求，ANSYS10.0的并行求解器如今可增加了对CPU和通信技术的选择余地。除了支持Ethernet和GigabitEthernet，ANSYS10.0还支持Myrinet和InfiniBand。相对于以前的架构，ANSYS10.0能以最少的成本满足高性能的机群计算。 本着以低成本硬件设备提供高性能解决方案的目标，ANSYSWorkbench现可支持WindowsXP64位机的AMD和EMT64芯片集。此项改革解决了许多用户在Windows操作系统下运行大型模型所面临的2GB内存限制。另外，它也使得ANSYS用户不再需要写硬盘就能完成整个求解，从而节约求解时间。 对于用户，这将帮助他们更加经济有效地解决大型模型问题，如那些低频稳态和全瞬态电磁分析问题。ANSYS10.0并行求解器可以解决高于一亿自由度的大型电磁问题，在CAE行业独树一帜。 在高频电磁领域，10.0版本提供了一个新的模式端口。此端口大大简化了集成电路（IC）、射频识别(RFID)和射频微机电系统(MEMS)等多种设备分析传输线端口的建模。标准算例显示，利用此端口建模，可以显着缩小模型尺寸，在保证精确的频域计算结果前提下，节约30％到50％的求解时间和内存需求。 新版本增加了旋转机械的陀螺效应，它提高了ANSYS对涡轮机械和其他旋转结构的转子动力学分析的能力。 在耦合场领域，结构－热－电磁三场耦合分析中增加热弹阻尼(TED)，一个在金属、制陶及MEMS领域非常重要的内耗装置。 ANSYS继续Workbench主旋律，提供我们的用户可供选择的全自动或个人控制的强大分析软件。我们在核心的网格处理技术上有十足的增强，在ANSYSWorkbench各个应用程序间共享网格。 另外，双向参数互动的CAD接口的稳健性也得到了提高。ANSYS®ICEMCFD™10.0通过混合网格剖分新功能和CAD模型细节处理功能，提供了完整的一系列网格划分工具以模拟真实世界，如汽车引擎罩下的散热分析和汽车碰撞分析。 ANSYS公司副总裁兼总经理MikeWheeler说:“ANSYS10.0是ANSYS跨出的又一大步，在每种场都是这样，也包括各种场在ANSYSWorkbench的耦合，”“没有其他任何一家CAE公司可以与我们相匹敌，在一个单一的CAE环境下提供如此广泛的解决方案。” ANSYSDesignSpace通过DesignSpace，设计工程师可以在产品设计阶段对3DCAD中生成的模型（包括零件和装配件）进行应力变形分析、热及热应力耦合分析、振动分析和形状优化，同时可对不同的工况进行对比分析。ANSYS/DesignSpace拥有智能化的非线性求解专家系统，可自动设定求解控制，得到收敛解；用户不需具备非线性有限元知识即可完成过去只有专家才能完成的接触分析。 ANSYS软件提供的分析类型如下：1.结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。 2.结构动力学分析结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。ANSYS可进行的结构动力学分析类型包括：瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。 3.结构非线性分析结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题，包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。 4.动力学分析ANSYS程序可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时，可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性，并确定结构中由此产生的应力、应变和变形。 5.热分析程序可处理热传递的三种基本类型：传导、对流和辐射。热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析。热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热－结构耦合分析能力。 6.电磁场分析主要用于电磁场问题的分析，如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线分布、力、运动效应、电路和能量损失等。还可用于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及无损检测装置等的设计和分析领域。 7.流体动力学分析ANSYS流体单元能进行流体动力学分析，分析类型可以为瞬态或稳态。分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。并且可以利用后处理功能产生压力、流率和温度分布的图形显示。另外，还可以使用三维表面效应单元和热－流管单元模拟结构的流体绕流并包括对流换热效应。 8.声场分析程序的声学功能用来研究在含有流体的介质中声波的传播，或分析浸在流体中的固体结构的动态特性。这些功能可用来确定音响话筒的频率响应，研究音乐大厅的声场强度分布，或预测水对振动船体的阻尼效应。 9.压电分析用于分析二维或三维结构对AC（交流）、DC（直流）或任意随时间变化的电流或机械载荷的响应。这种分析类型可用于换热器、振荡器、谐振器、麦克风等部件及其它电子设备的结构动态性能分析。可进行四种类型的分析：静态分析、模态分析、谐波响应分析、瞬态响应分析.'