1.1 ANSYS软件

1.1.1 背景

ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（Computer Aided Engineering, CAE）软件，它可以与多数计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo、NASTRAN、Alogor、I-DEAS、AutoCAD等，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，在核工业、土木工程、铁道、石油化工、航空航天、国防军工、机械制造、能源、汽车交通、电子、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。目前，中国有一百多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。

1.1.2 工作流程

ANSYS软件大体包含三个模块：前处理模块、分析计算模块、后处理模块。对此三个模块介绍如下。

（1）前处理是指对几何体的建模与划分网格，构造有限元模型。

（2）分析计算部分是指对模型施加载荷、约束，该模块包括：结构分析、流体动力学分析、声场分析、电磁场分析、多物理场耦合分析。

（3）后处理是指对结果的处理，将计算结果以不同的方式显示出来，比如以色彩等值线、梯度、矢量、粒子流迹、立体切片、透明或半透明等方式显示出来。计算结果也可以以图表或线性形式输出。

1.1.3 工程应用

随着科技的不断发展，计算机的普及，ANSYS有限元分析在解决复杂多变的问题中起到了关键性的作用。现在该软件已被应用到实际生产中的每个领域，是工程设计分析中不可缺少的关键部分。通常ANSYS有限元软件可以解决工业中的以下问题：

（1）线性静力学结构分析问题；

（2）结构动力学问题；

（3）结构热分析问题；

（4）结构优化分析问题；

（5）结构疲劳分析问题；

（6）结构非线性分析问题；

（7）结构屈曲及稳定分析问题；

（8）结构-流体-声场耦合分析问题；

（9）显式动力学分析问题；

（10）电磁场分析问题；

（11）流体动力学分析问题；

（12）振动噪声分析问题；

（13）柔体机构动力学问题；

（14）结构制造过程仿真分析问题；

（15）转子动力学分析问题；

（16）光-机械-热耦合分析问题；

（17）金属成形分析问题；

（18）铸造仿真分析问题；

（19）结构压电材料及MEMS分析。

由于本书是ANSYS Workbench的基础教程，所以以上所提到能解决的问题分析没有全部涉及，请读者查阅其相关的资料去学习。