ANSYS有限元软件的特点

zsh1975

　　ANSYS程序的用户界面基于公共的标准，用户可方便地交互访问ANSYS的各种功能、命令、说明和参考资料。菜单系统直观，输入方法灵活。用户可通过菜单、对话框、工具杆、或直接输入命令等方法输入指令。
　　非线性计算
　　非线性计算是软件的一个突出特色。程序可求解静态和瞬态非线性问题。在非线性分析中，使用基于Newton-Raphson法的迭代过程，用一系列线性近似逐渐收敛于实际上的非线性解。程序具有载荷步自动划分功能，以及自动定义时间步长能力，在保证精度的前提下，使求解所需时间步数最小。
　　耦合场的分析
　　当考虑到受热、结构、流体、电、电磁场等多物理场的影响时，可通过藕合场单元直接实现或通过序贯场分析间接实现。直接祸合法在单个分析中采用耦合场单元，这些单元在节点上有多个自由度〔跨几个场)，允许在所涉及到的分析学科间交叉耦合;间接耦合场分析法包括两种分析，每种分析属于不同的场，场间耦合是把第一个分析的结果作为载荷施加到第二个分析。
　　在前处理阶段完成建模后，则可到求解器中对该分析进行求解。在ANSYS分析的求解阶段，用户能指定分析类型、分析选项、载荷数据和载荷步选项，然后开始有限元求解，规定分析类型，即指出求解该问题应使用哪些控制方程。一般可用的分析范围包括结构、热、电磁场、电场、静电、流体、CFl)和耦合场分析。每种分析类型又包括几种特定的分析类型，根据不同模型建立方式的特点，本文根据不同的情况，对轧辊和轧件所用的建模方法也不相同。对于弹性辊模型采用自顶向下的实体建模方法;对于刚性辊模型，也可以采用实体建模的方法，但也可利用轧辊为刚体的特点简化建模方法。ANSYS程序中提供有刚一柔面对面接触单元，因此采用直接生成刚性接触单元的方法生成轧辊模型，其几何尺寸可通过接触单元对所共用的实常数确定。对轧件仍采用与弹性辊模型相同的建模方法。采用这种方法建立的模型单元少，建模方法简单。
　　轧制过程中轧件与轧辊要发生接触，接触问题是非线性问题，它既非材料非线性又非几何非线性，而是边界条件非线性，解决轧制过程中的接触问题面临着两个困难:其一是接触面间的接触状态随着载荷的施加是在不断地变化的，其二是轧辊与轧件间的接触要考虑摩擦，这使得计算过程中收敛困难。接触问题可分为两种:刚一柔接触和柔一接触。在刚一柔接触中，将与可变形体相比刚度很大的面视为刚性面，而在柔一柔接触中，相互接触的物体都是可变形的。在对轧制过程的模拟中，若不考虑轧辊的弹性变形时，即将轧辊视为刚体，则可将辊件间的接触作为刚一柔接触，但要考虑轧辊的弹性变形时，辊件间的接触就是柔一柔接触。用程序中提供的接触单元来模拟轧辊与轧件间的接触行为。ANSYS软件中有三类接触单元:点对点接触单元、点对面接触单元、面对面接触单元。

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