ANSYS软件在机械结构中的应用分析
2016-08-15黄鹏飞西京学院西安710123
黄鹏飞（西京学院，西安 710123）
ANSYS软件在机械结构中的应用分析
黄鹏飞
（西京学院，西安 710123）
随着我国经济与社会的快速发展和不断变化，越来越多的工程实践过程中采用机械结构作为常用的分析工具，计算机软件开发技术的发展促进了ANSYS软件软件的广泛应用。ANSYS软件是当前世界范围内使用最为广泛的一种大型通用的有限元分析软件，可以实现与多种计算机辅助设计软件进行接口，并共享和交换相互之间的数据信息，在机械结构中的应用范围越来越广阔，已经涵盖了核工业、石油化工业、航天航空以及各类机械制造型领域，不断发挥着其强大的功能作用。本文的主要目的就是介绍ANSYS软件在机械结构中的应用，对其原理和结构分析的基本方法进行详细说明，并根据当前的发展形式对其未来的发展趋势进行分析。
ANSYS软件；机械结构；应用分析；发展趋势
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.247
0 引言
ANSYS软件在机械结构中的应用越来越广泛，是因为它具有强大的功能，集结构、流体、电场、磁场和声场于一身的大型通用有限元分析软件，可以提供完整科学的结构分析功能，在几何非线性、材料非线性、各种动力学分析等方面的计算能力超群。且在实际的生产过程中，机械机构分析的问题是一个必须面对并采取有效措施解决的问题，主要包括机械结构的受力状况、变形状况以及机械结构的内部应力状况，ANSYS软件的使用可以事先利用机械模型进行各种状况的仿真模拟计算，通过对机械结构的各项性能特点，及时发现问题并提出应对措施，为解决实际生产过程中机械结构问题提供科学合理的理论依据。从具体作用上分析，ANSYS软件在机械结构中的应用可以帮助机械设计人员在进行方案设计的时候做出准确的判断，缩短产品研发的设计生产周期，减少不必要的损失，不仅可以节省大量的人力物力和财力，还可以提高生产效率和工作质量。因此，为了能够进一步加强ANSYS软件在机械结构中的应用，我们必须了解在应用过程中可能出现的问题以及指出正确的解决对策。
1 ANSYS软件的工作原理
ANSYS软件的主要用途就是对机械结构进行计算分析，其原理就是将机械生产过程中的许多连续结构进行离散操作，形成很多的有限多个单元，并对每一个有限单元进行有限数量节点的设定，然后将这些看起来只是在节点处相连续的一组单元的集合体看作是连续体。与此同时，还需要对每个单元的函数节点值进行未知量的设定，保证单元中的假设函数可以将函数的分布规律完整的表现出来，再进一步利用弹性力学、固体力学、结构力学等力学中的变分原理来建立用以求解节点未知量的有限元方程，这样就能够对连续域中的无限自由度问题与离散域中的有限自由度问题进行转换，强化ANSYS软件的计算分析能力，通过节点值和设定的插值函数来进行计算，最终得到的就是单元上以至整个集合上的场函数。
2 ANSYS在机械结构中的应用分析
由于ANSYS软件具有多种有限元分析的能力，所以ANSYS软件对不同的机械结构进行计算分析都有着基本固定的分析流程，无论是知识简单的线性、静态分析，还是复杂的非线性、瞬态分析，都可套用这一套分析流程。其流程可以分为三个部分，首先是对结构进行安远划分，这样便于在计算分析师节省时间；然后是对有限单元的施加载荷进行求解，其中还包括具体的施加载荷及其边界条件；最后是查看结果，包括了查看分析结果并检验分析是否正确。这一套分析流程的总结为ANSYS在机械结构中的应用提供了极大的便利，设计人员可以根据仿真分析的结果进一步了解机构的性能特点，并根据结果选择更加合理的产品设计方案，进而更有利于机械结构的设计生产，有效地提高产品的质量与工作性能。
3 ANSYS在机械结构分析中的发展趋势
目前，ANSYS软件已广泛应用于各类机械制造型企业的生产过程中，随着科学技术的快速发展，ANSYS软件可以为机械结构生产所提供仿真技术将越来越成熟，实现ANSYS在机械结构中的完全应用。未来设计人员通过ANSYS技术可以使用真正的耦合方式来实现多方位的数据信息共享，相互之间可以加强交流与合作，选择最符合现实条件的设计生产解决方案，并通过综合多物理场产品组合是的用户可以直接对集成环境中的多个耦合物理场进行仿真与分析。ANSYS软件可以进一步加深用户对机械结构的钻研，解决更多的机械结构生产问题，并可以处理更为复杂的情况。最终，实现广泛地关注和应用ANSYS产品以其灵活的仿真性能。
4 加强ANSYS软件在机械结构中的应用
第一，企业要定期对ANSYS软件在机械结构中应用的相关人员做好技术培训，在合适的时间、适当的阶段要做好人才的定期培训。企业要加大对信息技术的资金支持，通过网络客户端促进人们对信息技术重要性的理解，积极鼓励更多的人员进行培训，派遣相关专家进行对员工进行讲座知识培训，加强相关人员对信息技术的理解和重视。既要积极组织好大家对理论知识的学习，除此之外，也要结合实际和具体的案例进行分析，做好技术总结和经验。
第二，我们应该要加快对其信息化的革新，促进信息技术与ANSYS软件的结合，为其在机械结构中的应用提供更好的发展条件。不仅可以提高工作效率，还可以实现信息的共享，促进企业办事效率。与此同时，还可以将信息技术的严密逻辑性与ANSYS软件的快速运算性有机结合，节约时间。
5 结语
ANSYS软件在机械结构中的应用可以更好的机械生产领域的发展，不断加深社会各界对它的认识，我国民经济的发展贡献力量。
［1］谷俊斌，贾宏玉.ANSYS软件在工程力学专业教学中的应用［J］.中国冶金教育，2013（04）.
［2］黄一江.ANSYS结构优化设计在机械设计中的应用［J］科技传播，2013（08）.
［3］夏学文，张俊彦，郭小刚，张仁亮.基于ANSYS的结构优化设计理论［J］.煤矿机械，2011（03）.
黄鹏飞（1988-），男，陕西岐山人，硕士研究生，助教，研究方向：计算机辅助工程与仿真。
