Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ・软件应用 有限元分析软件ＡＮＳＹＳ分析简单结构力学静力问题讨论 近年来，世界各国不断开发 各种通用的程序系统，应用领域 扩展到各种领域的分析，从线性 到非线性、从单一场到若干个场。 但是当今最为通用的有限元，是 美国公司研究的大型有限元程序： ＡＮＳＹＳ。笔者通过平时学习，积累 了较多ＡＮＳＹＳ中所学到的一些经 验，本文将详细介绍ＡＮＳＹＳ的基 础理论和其结构力学中所包含的 问题，同时对ＡＮＳＹＳ进行初步验 证和分析以及对结构力学问题展 开了详细的讨论。研究了解ＡＮＳＹＳ 中所存在的所有问题，加以分析 其注意事项。 【关键词】ＡＮＳＹＳ有限元结构力学问题经验 有限元是连续体力学对飞机结构的动力 和飞机结构中静力特性的分析．其中运用到分 析数值的方法。另外，有限元的一个重要研究 组成部分是有限元的使用计算机程序。随着科 技的发展，计算机也同时发展壮大起来。在 二十一世纪前期，大型的有限元通用计算机分 析软件已经诞生。这些通用的有限元计算机软 件和大型的有限元计算机软件，其功能非常强 大、计算效果极为可靠以及工作效率极高，因 而逐渐成为结构力中较为有用的工具。 １ ＡＮＳＹＳ简要介绍 ＡＮＳＹＳ是在二十一世纪前期诞生的工程 分析软件，当时开发ＡＮＳＹＳ的目的是为了电 力工业，但是ＡＮＳＹＳ现在已经被土木工程、 电子、航天等各个领域所应用，它可以满足各 领域分析有限元的需要。特别是针对土木工程， ＡＮＳＹＳ提供了专门分析方式即“ＣｉｖｉｌＦＥＭ”。 传统的ＡＮＳＹＳ功能较为单一、使用较为 不便，但是经过多年的发展，ＡＮＳＹＳ的功能 也发生了巨大的变化，其功能变得更加强大、 使用操作时也变得极为简单和方便。ＡＮＳＹＳ 经过不断的改善之后提供了较为完善的联机说 明以及详细的联机帮助系统，使用者能够更加 方便有效的学习该软件。ＡＮＳＹＳ分为三个模 块：后处理模块、分析模块以及前处理模块。 这些模块的分析和计算功能极为强大，而且数 据接口相对较多，接口极为通用。ＡＮＳＹＳ自５．７ 文／古娜 版本诞生之后，其提供了图形界面即“ＧＵＩ”， 标，整体和局部，使用ＡＮＳＹＳ软件处理结 它给予用户学习ＡＮＳＹＳ以及使用ＡＮＳＹＳ提 构力学时，整体坐标和局部坐标直接关系到 供了较为直观的方法，同时命令流提供给权限 后结果的问题分析。ＡＮＳＹＳ中包含一些线单 较高的用户更加灵活的分析手段以及极为高效 元，例如ＰＩＰＥ、ＢＥＡＭ以及ＳＰＡＲ等，如果 的分析手段。 需要查看应变数据以及应力数据时，就需要到 ２ ＡＮＳＹＳ验证分析 （“ＧＰ＞ＥＴ＞ＤＴ”简称）中获取相应的数据， 最后由制表或制图显示所需的结果，局部坐标 使用ＡＮＳＹＳ分析结构力学，首先需要检 系下所有数据是单元结果的信息，在制表或者 验ＡＮＳＹＳ可靠的分析结果。使用模型提取数 制图时，应该注意单元中所有节点相对应。在 据即为验证分析的过程，与分析结果进行比较， 提取单元结果时，必须注意整体坐标下和局部 验证ＡＮＳＹＳ的可靠性，例如下面的问题进行 坐标下分开信息区，否则后处理提供的的信息 分析： 便会出现错误。 某单悬臂粱，长度为５００ｍｍ，集中荷载 ４结论 １００Ｎ，泊松比Ｏ．３３，弹簧７００００Ｍｐａ。抛出单 悬臂梁自身重量，截面成宽为１５ｍｍ，高为 综上所述，在学习和实践使用ＡＮＳＹＳ解 １２ｍｍ的矩形。该问题的分析为：计算支座反 决结构力学的问题中经常会碰到较多的疑问， 力的结果为：ＲＹ＝１００Ｎ，ＭＺ＝５００００Ｎｍｍ，计 譬如怎样绘制结构线、包弯矩络图等，以及怎 算最大位移的结果为：１７．６３７ｍｍ。以上问题 样施加给机构不利荷载。虽然很多问题在其它 的求解命令如下面所示： 分析中时也会遇到此类问题，但是只要深入学 ＦＩＮＩＳＨ 习ＡＮＳＹＳ软件，在解决结构力学时所有的问 ／ＣＬＥＡＲ，ＮＯＳＴＡＲＴ ！清空当前信息 题都会迎刃而解。本文主要针对有限元分析软 ／ＰＲＥＰ７ １进入前处理求解器 件ＡＮＳＹＳ分析简单结构力学静力问题讨论， Ｋ，１，０，０ １定义关键点 以及对ＡＮＳＹＳ进行简要的讲解和简单验证分 Ｋ，２，５００，０ 析ＡＮＳＹＳ以及提出了结构力学的注意事项。 Ｌ，１，２ １画直线 ＡＮＳＹＳ软件功能极为强大，但是其主要的应 ＥＴ＇ｌ，ＢＥＡＭ３ １选定ＢＥＡＭ３为建模单 用并不是分析结构力学，而是针对大型复杂结 元 构做出局部分析研究以及整体分析研究。 Ｒ，１，１８０，３３７５，１２ １定义ＢＥＡＭ３单元的实 常数 参考文献 ＭＰ，ＥＸ，１，７ｅ４ １定义材料特性 ［１］．长服役期重力坝整体安全性研究与 ＭＰ，ＰＲＸＹ，１，０．３３ 加固施工数值仿真分析［Ｄ］．大连理工大 ＥＳＩＺＥ．１００ １定义分析类型ＳＴＡＴＩＣ 学，２ ００８． ＤＫ，１，ＡＬＬ ！固定节点ｌ的所有素有 ［２］宋明强．基于ＡＮＳＹＳ的板式橱柜家具力学 度，模拟固定端 性能分析研究［Ｄ］．东北林业大学，２００８． ＦＫ，２，ＦＹ，一１００ １施加载荷 ［３】胡正平．索网穹顶结构协同作用特性及施 ＳＯＬＶＥ ！求解 工全过程跟踪研究［Ｄ］．中国矿业大学（北 京），２ ０ｉ ３． ＦＩＮＩＳＨ ［４］周林仁．桥梁的几类ＳＨＭ Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ及模 ３结构力学的注意事项分析 型修正的子结构与响应面方法［Ｄ］．大连 理工大学，２ ０１２． 使用ＡＮＳＹＳ软件分析结构力学需要注意 以下几个事项： 作者单位 （１）在结构力学中，常会存在铰联结的 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江省哈尔 问题，ＡＮＳＹＳ软件处理该问题时，需要根据 滨市１ ５０００１ 不同的问题进行不同对待。 （２）划分结构单元时，需要便于荷载施 加的约束，使分析结果能清晰的体现结构的变 形情况以及受力情况。通常在支座处和均布力 突变处，以及集中力作用点应该设置节点。 （３）结构力学位移的重要概念为两种坐 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ电子技术与软件工程・８３
