（3）强大的非线性分析能力：可进行几何非线性、材料非线性、接触非线性和单元非线性分析。其中，材料非线性包括压电材料和形状记忆合金等。
4）强大的网格划分能力：可智能网格划分，根据几何模型的特点自动生成有限元网格。也可根据用户的要求，实现多种网格划分。
5）良好的优化能力：通过ansys的优化设计功能，确实最优设计方案；通过ansys的拓扑优化功能，可对模型进行外形优化，寻求物体对材料的最佳利用。
6）单场及多场耦合分析能力：ansys不但能进行诸如结构、热、流体运动、电磁等单场分析，还可进行这些类型的相互影响研究，即多物理场耦合分析。
7）具有多种接口能力：ansys提供了与多数cad软件及有限元分析软件的接口程序，可实现数据的共享和交换，如ug、pro/engineer、parasolid、solidwork、cadam、soldedge、solid designer、cadkey、cadds、autocad等，以及nastran、algor-fem、ideas等。
8）强大的后处理能力：可获得任何节点和单元的数据，具有列表输出、图形显示、动画模拟等多种数据输出形式，可进行多种数据工况的组合和各种数**算，以及时间历程分析能力等。
9）强大的二次开发能力：可利用apdl、upfs、uidl等进行二次开发，几乎可完成用户的任意功能要求，这点是很多软件所不能比拟的。
10）强大的数据统一能力：ansys使用统一的数据库储存模型数据和求解结果，实现前后处理、分析求解及多场分析的数据统一。
11）支持多种硬件平台和操作系统平台。
1.1.2 ansys软件的分析功能。
ansys软件功能非常强大，主要可进行下列五个方面的分析：
· 结构分析—分析结构的变形、应力和稳定问题；
· 热分析—分析系统或部件的温度分布；
· 流体分析—分析确定流体的流动状态和温度；
· 电磁场分析—分析计算电磁设备中的磁场；
· 耦合场分析—考虑两个或多个物理场之间的相互作用。
ansys的结构分析有七种类型，结构分析的基本未知量是位移，其他未知量如应力、应变和反力等均通过位移量导出。七种类型的结构分析功能如下：
（1）静力分析：用于求解静力荷载作用下结构的静态行为，可以考虑结构的线性与非线性特性。非线性特性包括大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹、蠕变等。
（2）特征屈曲分析：用于计算线性屈曲荷载和屈曲模态。非线性屈曲分析和循环对称屈曲分析属于静力分析类型，不属于特征值屈曲分析类型。
（3）模态分析：计算线性结构的固有频率和振型，可采用多种模态提取方法。可计算自然模态、预应力模态、阻尼复模态、循环模态等。
（4）谐响应分析：确定线性结构在随时间正弦变化的荷载作用下的响应。
（5）瞬态动力分析：计算结构在随时间任意变化的荷载作用下的响应，可以考虑与静态分析相同的结构非线性特性，可以考虑非线性全瞬态和线性模态叠加法。
（6）谱分析：模态分析的扩展，用于计算由于响应谱或psd输入（随机振动）引起的结构应力和应变。可考虑单点谱和多点谱分析。
（7）显示动力分析：ansys/ls-dyna可用于计算高度非线性动力学和复杂的接触问题。
除上述七种分析类型外，还可进行特殊分析，包括断裂分析、复合材料分析、疲劳分析、p-方法、梁分析等。
1.1.3 ansys处理器。
用户无需十分清楚ansys的内部运行过程，但有必要基本了解ansys内部的结构。
ansys按功能模块分为九个处理器，每个处理器执行不同的任务。通常一个命令必须在其所属的处理器下执行，否则会出现错误，但有的命令可以在多个处理器下使用，其目的在于方便操作。
当启动进入ansys时，ansys位于开始级，不处于任何处理器下。可采用菜单方式或命令方式进入处理器。当在某个处理器完成操作后，应先退出该处理器后再进入其他处理器。
ansys处理器如表1-1所示。
ansys处理器。
1.1.4 ansys文件类型和格式。
当执行建立和分析任务时，ansys自动创建大量文件，常用的文件如表1-2所示。
ansys文件类型和格式表1-2
ansys的日志文件和错误文件总是追加的，不是覆盖方式。文件容量取决于系统的限制，对于ntfs格式的windows2000/nt/xp等，其限制容量为8gb，当超过此值时可采用文件分割程序或命令，以满足计算需要。
1.1.5 ansys输入方式。
ansys的输入方式常规可分为菜单方式、命令方式、宏方式、函数方式、文件方式等。从使用角度来看，可分为两大类较为合适，即gui（graphical user inte***ce）方式和命令流方式。
方式。gui方式包括了多种输入方式，如常说的菜单方式、命令方式、函数方式，或者这些方式的组合（即通过点选菜单或输入单个命令的方式，都可归结为该类方式）。菜单方式是用鼠标在ansys菜单上进行选取，通过对话框完成各种操作。
对于初学者，该方式比较简单，易于上手和使用。命令方式是从命令行输入命令及命令域的值。对于常用且熟悉的命令，用该方式更便捷，且因ansys提供联想式提示，可使命令输入更加快捷，参数及其顺序更加准确。
函数方式也是从命令行中输入，但仅输入命令本身，其命令域的值将通过对话框输入，这种方法也可简化操作。
gui方式的特点是简单、易学，但对于复杂模型或实际模型的修改比较麻烦。
2.命令流方式。
命令流方式融gui方式、apdl、upfs、uidl、mac，甚至tcl/tk于一个文本文件中，可通过/input命令或（utility menu>file>read input from...读入并执行，也可通过拷贝该文件的内容粘贴到命令行中执行。命令流方式可包含上述多种方式，如仅将命令罗列起来相当于命令方式，这对于初学者而言可能更容易接受，命令流方式的主要优点有以下几个方面：
1）修改简单：不必考虑因操作错误造成模型的重大损失，也不必考虑db文件的重要性而不断保存，可以随时修改参数，近而改变几何模型和有限元模型等，一切都变得特别简单和方便。
2）可使用控制命令：类似于if-then、do等控制命令的使用，可大大提高工作效率。
3）可结合用户界面处理：可将其他用户界面相关的命令融入命令流中。
4）文件处理更加方便：文件的输入和输出可由用户控制，数据的处理将极其方便。
5）交流和保存方便：命令流文件比较小，便于保存，也为相互交流提供便利。
所以，作者强烈推荐使用命令流方式进行操作！本书将以命令流文件为主进行介绍，而对于gui方式稍加介绍。因此，本书可能对于初学者而言初始略有困难，但很快会从中受益。
1.1.6 ansys软件的产品系列。
近几年来，ansys软件发展迅速，在国内使用的有.1等版本。伴随着版本软件的升级，ansys已开发出适应不同用途、不同工作环境和学科的产品系列，主要有如下产品：
ansys/preppost—前后处理子系统；
ansys/structural—结构分析子系统；
ansys/thermal—温度场子系统；
ansys/flotran—流场分析子系统；
ansys/ls-dyan—显示非线性瞬态动力分析子系统；
ansys/connection—和cad软件的接口模块；
ansys/cadfix—高级通用图形接口模块；
ansys/civilfem—土木工程分析专用模块；
ansys/cfx—流体动力分析子系统；
dynaform—板成形**专用模块；
ansys/linflow—气弹和颤振分析专用模块；
ansys/paramesh—参数化变形工具；
ansys/fe modeler—有限元模型解读模块；
pe-safe—结构疲劳耐久性分析专用模块；
ainastran—新一代动力分析系统；
designspace—智能化设计工具；
designxploere vt—多目标快速优化模块；
drop test—跌落**专用模块；
机构动力学分析专用模块；
workbeach—协同**环境。
1.2 ansys结构分析单元功能与特性。
ansys大多数单元为结构单元，可根据分析目的选择不同的单元类型，表1-3为结构分析单元概要。
结构分析单元表1-2
1.2.1 杆单元。
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