ANSYS学习指南与技巧分享

ANSYS有限元分析软件是一个多用途的有限元法软件，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题，在许多领域中都得到了广泛应用，如航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、运动器械等。

ANSYS以多场耦合分析闻名，而且这的确是它的突出优点。除了分析传统的结构以外，对于流场的分析也非常在行，它的CFX,FLUENT均在流场分析中名列前茅，而它的电磁场分析功能也相当强大.而最引人注目的是，对于多场的分析，ANSYS采用了项目流程图的方式，用非常直观的方式直接在各个分析模块之间进行数据的拖拉和共享，从而可以实现非常复杂的数据传递，这种功能让其它赫赫有名的有限元软件如RADIOSS，PATRAN/NASTRAN,MARC,ABAQUS都望尘莫及。下面是一个ANSYS中耦合场分析的例子，从静电场传递数据到稳态热分析，再传递数据到瞬态热分析，接着传递到静力学分析，再传递数据到流场分析，在ANSYS WORKBENCH中只需要不到一分钟的简单拖拉就可以形成，而其它的软件分析起来则相对比较费事。

ANSYS最初只有经典界面，非常不好使用，而自从WORKBENCH推出来以后，这种情况大大改观。到今天，当ANSYS14推出来以后，其WORKBENCH2.0已经非常好用，操作起来相当方便，做一个有限元分析只需要简单的点点鼠标,顷刻之间就可以看到花花绿绿的应力云图，动感十足的变形动画。而最为重要的是，新版的WORKBENCH可以说是为机械工程师们量身定做的，它不仅有非常齐全的单位设置，强大的内置材料库，也有非常贴近工程概念的边界条件设置，这让其它类似软件相形见绌，所以成为机械工程师们做仿真的首选软件。

那么如何学习ANSYS呢？

我看到现在有不少初学者还在ANSYS的经典界面中痛苦的挣扎，在里面讨论如何导入IGES文件的问题，如何进行GLUE这种令人生厌的操作，我就颇为担心。我最初也是从经典界面而来，也走过许多的弯路。在最初学习的时候，别人告诉我，应该只用命令，而别用界面，当时我也试过，后来发现这种观点非常的不好，对我的学习造成了很大的误导。所以，鉴于这种痛苦的经历，为了避免大家重蹈覆辙，我觉得很有必要谈谈我的一些建议，希望为初学者指出一条快捷的道路。

首先，我们要明白，ANSYS是有限元分析软件。这意味着它是专业软件，它只是有限元方法的一种软件实现工具而已。所以，如果不懂有限元，学习ANSYS没有多大意义。我们看到，有很多人都好像赶时髦的一样在用ANSYS，但是他们在做完一个分析以后，甚至都不知道自己在做什么，结果是什么含义，他们一片茫然。这种学习方式，基本上没有什么用处。无论学习ANSYS多长时间，只要不深入到有限元理论本身，就不可能把ANSYS用好，而是始终浮在表层。因此，欲学ANSYS，先学有限元。

其次，我们也要知道，有限元法它只是一种数值分析方法而已。对于客观世界，我们总是用一些方程来加以描述其基本规律，而其中，很多物理现象是用微分方程组来描述的。而数值法只是求解微分方程组的一种方法而已。更进一步，数值方法包括有限元法，有限差分法，有限体积法，边界元法等，所以有限元法只是数值方法的一种。有限元法把对象划分为多个单元，然后对于每个单元列出其方程，最后组装得到整个研究对象的方程，然后求解这对方程组。热，结构，电磁，流场之所以最后求解不同，这主要是因为其单元方程不同，而单元方程是基于该单元所满足的具体物理规律给出来的。这就意味着，如果我们要懂该单元方程是什么意思，我们得先明白，该方程是从哪里来的。比如，对于结构分析而言，该单元方程的依据主要是弹性动力学；对于流体分析而言，单元方程的依据主要是质量守恒，动量守恒以及能量守恒的三个方程；对已电磁场而言，单元方程的依据是麦克斯韦方程组。对于热分析而言，单元方程来自于热传导方程。这就意味着，要懂得单元方程，我们先要弄明白我们所面对的是哪一个学科，需要先学习相关的基础课程。比如，要做结构分析，那么材料力学，弹性力学，机械振动是必须预先学习的，否则，我们就不知道单元方程的依据是什么。

接着，我们要知道，ANSYS有两种使用模式：经典界面和WORKBENCH界面。经典界面对于初学者以及高级研究人员适合，而WORBENCH对于一般的工程师很适合。由于经典界面对于理解有限元方法非常合适，对于杆件的分析，平面问题的分析也很合适，所以当有限元方法学习完毕以后，进入经典界面学习简单的杆件分析，平面分析，这对理解有限元法是很有好处的。但是当在经典界面里面学习完杆件和平面问题分析以后，如果要进行三维实体模型的分析，我建议立即转入WORKBENCH。WORKBENCH对于零件分析，装配体的分析提供了强大支持，这种支持力度让经典界面望尘莫及。

总之，我以为，对于初学者而言，以下的学习道路是合适的：

首先，买一本WORKBENCH的书，直接进入WORKBENCH，做几个简单的三维实体模型的分析，感受一下有限元分析的思路，这可以获得关于有限元分析的感性认识，从而激发兴趣。在此阶段花费的时间不要超过一个月。

接着，开始学习材料力学和弹性力学，主要弄清楚基本理论。对于机械系的学生而言，材料力学早就学习过，所以主要需学习弹性力学。在弹性力学上，自学的时间不要超过2个月，只学习基本方程，以及直角坐标的解法就足够，也可以适当学习极坐标解法。

然后，开始学习有限元方法。对于有限元方法，建议学习《有限元方法基础教程》这本书，它由浅入深的讲解了有限元方法，需要的地方就着重讲解，而不需要的地方一带而过。建议在这里学习的时间是3-4个月左右。

然后，进入经典界面，学习杆件的分析，平面问题的分析，主要通过做例子。在此停留的时间不要超过2个月。

接着，进入WORKBENCH界面。几乎所有的三维分析都应该在这里面进行，而且这里会成为我们以后做仿真的主战场。围绕WORKBENCH，学习一下DESIGNMODELER的建模方法，模型简化方法；接着重点学习MECHANICAL。在这里，WORKBENCH的使用，学习半个月左右；DESIGNMODELER，学习一个月左右;MECHANICAL,学习的时间就很长了，如果你锁定用ANSYS做有限元分析，那么我们人生的很多时间几乎都是与MECHANICAL打交道，它是取代经典界面的主要工具.

在进入WORKBENCH半年以后，渐渐从静力学分析开始往外扩展。比如扩展到动力学分析，此时需要先学习机械振动这门课，然后你的视野会大大开阔，WORKBENCH中的模态分析，谐响应分析，瞬态动力学分析就都可以使用了。

以后，若有对于流体分析的需要，就先看流体分析的教程，然后学习CFX,或者FLUENT，都很好。

或者，如果有对于热分析的需要，就先看传热学方面的教程，然后学习WORKBENCH中的热分析模块。

或者，如果有对于电磁分析的需要，就先获得电磁场的基本知识，然后学习WORKBENCH中的静电场，静磁场分析模块

最后，如果在实际问题中有遇到多场耦合分析的问题，则ANSYS是首选。可以做几个多物理场分析的例子，就可以直接上手。

笔者学习ANSYS上十年，深感ANSYS博大精深，恐怕一辈子也难得学习好。归根结底，是因为在ANSYS底层，是一堆专业课：弹性力学，塑性力学，蠕变力学，断裂力学，结构力学，流体力学，传热学，电磁场，有限元法，机械振动，有限体积法，等等课程。如果没有对这些课程较深的理解，要用好ANSYS恐怕没有那么容易。

以上就是我对于大家学习ANSYS的一些建议，希望对大家的学习有所帮助。

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删