ANSYS结构分析指南

ANSYS 结构分析指南（上） 第一章 结构分析概述 1.1 结构分析定义 结构分析是有限元分析方法最常用的一个应用领域。结构这个术语是一个广义的概念，它包括土木工程结构如桥梁和建筑物，汽车结构如车身骨架，海洋结构如船舶结构，航空结构如飞机机身，还包括机械零部件如活塞、传动轴等。 1.2 结构分析的类型 在 ANSYS 产品家族中有七种结构分析的类型。结构分析中计算得出的基本未知量(节点自由度)是位移。其他的一些未知量，如应变、应力和反力可通过节点位移导出。 包含结构分析功能的ANSYS产品有：ANSYS/Multiphysics,ANSYS/Mechanical, ANSYS/Structural和ANSYS/Professional。 下面简单列出了这七种类型的结构分析： 静力分析--用于求解静力载荷作用下结构的位移和应力等。包括线性和非线性分析。非线性分析涉及塑性、应力刚化、大变形、大应变、超弹性、接触面和蠕变等。 模态分析--用于计算结构的固有频率和模态。提供了不同的模态提取方法。 谐波分析--用于确定结构在随时间正弦变化的载荷作用下的响应。 瞬态动力分析--用于计算结构在随时间任意变化的载荷作用下的响应，并且可计及上述静力分析中提到的所有的非线性特性。 谱分析--是模态分析的扩展，用于计算由于响应谱或 PSD 输入(随机振动)引起的应力和应变。 屈曲分析--用于计算曲屈载荷和确定曲屈模态。ANSYS 可进行线性(特征值)屈曲和非线性曲屈分析。 显式动力分析--ANSYS/LS-DYNA 可用于计算高度非线性动力学问题和复杂的接触问题。 此外，除前面提到的七种分析类型外，还可以进行如下的特殊分析： 断裂力学 复合材料 疲劳分析 p-Method 梁分析 1.3 结构分析所使用的单元 从简单的杆单元和梁单元，一直到较为复杂的层合壳单元和大应变实体单元，绝大多数的 ANSYS 单元类型都可用于结构分析。 注意--显式动力分析只能采用显式动力单元(LINK160、BEAM161、PLANE162、SHELL163、SOLID164、COMBI165、MASS166、LINK167)。 表 1-1 结构单元类型 分类 单元名 说明 杆 LINK1,LINK8,LINK180 LINK10 梁 BEAM3,BEAM4 BEAM54,BEAM44 BEAM23,BEAM24 分类 单元名 说明 BEAM188,BEAM189 管 PIPE16,PIPE17,PIPE18 PIPE59 PIPE20,PIPE60 2-D实体 PLANE42,PLANE82,PLANE182,PLANE183 PLANE2 HYPER84,HYPER56,HYPER74 VISCO88 VISCO106,VISCO108 PLANE83,PLANE25 PLANE145,PLANE146 p-单元,§6 3-D实体 SOLID45,SOLID95,SOLI...