1.2.2 ANSYS的主要功能

ANSYS程序自身有着较为强大的三维建模能力，仅靠ANSYS的GUI（图形界面）就可建立各种复杂的几何模型。此外，ANSYS还提供较为灵活的图形接口及数据接口。因而，利用这些功能，可以实现不同分析软件之间的模型转换。ANSYS主要功能如下。

1.结构分析

● 静力分析：用于静态载荷，可以考虑结构的线性及非线性行为，如大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等。

● 模态分析：计算线性结构的自振频率及振形。

● 谱分析：是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引起的结构应力和应变（也叫做响应谱或PSD）。

● 谐响应分析：确定线性结构对随时间按正弦曲线变化的载荷的响应。

● 瞬态动力学分析：确定结构对随时间任意变化的载荷的响应，可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为。

● 特征屈曲分析：用于计算线性屈曲载荷并确定屈曲模态形状（结合瞬态动力学分析可以实现非线性屈曲分析）。

● 专项分析：断裂分析、复合材料分析、疲劳分析。用于模拟非常大的变形，惯性力占支配地位，并考虑所有的非线性行为。它的显式方程求解冲击、碰撞、快速成型等问题，是目前求解这类问题最有效的方法。

ANSYS除了提供标准的隐式动力学分析以外，还提供了显式动力学分析模块ANSYS/LS-DYNA，用于模拟非常大的变形，惯性力占支配地位，并考虑所有的非线性行为。它的显式方程求解冲击、碰撞、快速成型等问题，是目前求解这类问题最有效的方法。

2.ANSYS热分析

热分析之后往往进行结构分析，计算由于热膨胀或收缩不均匀引起的应力。热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其他热物理参数，一般关心的参数有温度的分布、热量的增加或损失、热梯度、热流密度等。热分析在许多工程应用中扮演着重要角色，如电子元件、换热器、内燃机、涡轮机、管路系统等。通常在完成热分析后将进行结构应力分析，计算由于热膨胀或收缩而引起的热应力。

ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Professional、ANSYS/FLOTRAN 4种产品支持热分析功能。ANSYS热分析基于能量守恒原理导出的热平衡方程，有关细节，请参阅《ANSYS Theory Reference》。ANSYS使用有限元法计算各节点的温度，并由其导出其他热物理参数。ANSYS可以处理3种主要热传递方式：热传导、热对流及热辐射。ANSYS支持以下两种类型的热分析。

● 稳态热分析：确定在稳态条件下温度分布及其他热特性，稳态条件指热量随时间的变化可以忽略。

● 瞬态热分析：计算在随时间变化的条件下，温度的分布和热特性。

3.ANSYS电磁分析

磁场分析中考虑的物理量是磁通量密度、磁场密度、磁力、磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄漏等。电磁分析分为以下几种类型。

● 静磁场分析：计算直流电（DC）或永磁体产生的磁场。

● 交变磁场分析：计算由于交流电（AC）产生的磁场。

● 瞬态磁场分析：计算随时间随机变化的电流或外界引起的磁场。

● 电场分析：用于计算电阻或电容系统的电场，典型的物理量有电流密度、电荷密度、电场及电阻热等。

● 高频电磁场分析：用于微波及RF无源组件、波导、雷达系统、同轴连接器等分析。

4.ANSYS流体分析

流体分析用于确定流体的流动及热行为，流体分析分以下几类。

● CFD - ANSYS/FLOTRAN：提供强大的计算流体动力学分析功能，包括不可压缩或可压缩流体、层流及湍流，以及多组分流等。

● 声学分析：考虑流体介质与周围固体的相互作用，进行声波传递或水下结构的动力学分析等。

● 容器内流体分析：考虑容器内的非流动流体的影响，可以确定由于晃动引起的静水压力。

● 流体动力学耦合分析：在考虑流体约束质量的动力响应基础上，在结构动力学分析中使用流体耦合单元。

5.ANSYS耦合场分析

耦合场分析考虑两个或多个物理场之间的相互作用。如果两个物理场之间相互影响，单独求解一个物理场是不可能得到正确结果的，因此需要一个能够将两个物理场组合到一起求解的分析软件。例如，在电压力分析中，需要同时求解电压分布（电场分析）和应变（结构分析）。其他需要耦合场分析的典型情况如下。

● 热—应力分析。

● 流体—结构相互作用。

● 感应加热（电磁—热），感应振荡。