一、招生对象

1、学习型仿真工程师

2、理工科院校的学生

3、Ansys软件学习者和应用者

二、课程目标

本课程基于ANSYS Workbench平台，采用理论+软件操作+实例讲解的方式，系统讲解结构有限元计算的各类问题，包括结构线性和非线性问题，也包括单个零件和复杂装配体的强度和刚度评估，在这一过程中，如何合理选择正确边界约束和载荷，如何解决计算不收敛和如何评估计算结果的准确程度等问题，都是进行结构有限元计算的重点和难点问题。通过该课程学习，学员可以快速掌握结构有限元计算的理论与软件设置方法，能够满足实际的工程工作需求。

三、课程内容

1. 结构有限元计算原理

1.1 有限元的本质

1.2. ANSYS Workbench简介

1.3. 结构有限元的控制方程

1.4. 结构有限元的求解路线

1.5. 结构有限元的重点研究问题

1.6. 范例——支撑架的有限元计算

 2. 结构计算常用材料模型

2.1 基本概念

2.2. 应力-应变曲线

2.3. Engineering Data模块

2.4. 金属材料的常用模型

3. 结构计算常用单元

3.1. 概述                     

3.2. 点单元

3.3. 线单元                   

3.4. 平面单元

3.5. 壳体单元                 

3.6. 体单元

4. Mesh结构网格划分

4.1. 网格划分原理        

4.2. 总体网格控制

4.3. 局部网格控制            

4.4. 网格质量评估

5.结构计算的位移约束与载荷详解

5.1. 重力加速度载荷           

5.2. 标准地球重力载荷

5.3. 旋转速度载荷             

5.4. 压力

5.5. 静水压力                

5.6. 集中力

5.7. 远端力                   

5.8. 轴承载荷

5.9. 螺栓预紧载荷             

5.10. 力矩

5.11. 线性压力                

5.12. 热条件载荷

5.13. 运动副载荷              

5.14. 固定约束条件

5.15. 普通位移约束           

5.16. 远端位移约束

5.17. 圆柱支撑条件            

5.18. 弹性支撑条件

6. 后处理与结构强度评估

6.1. 变形与刚度               

6.2. 应变

6.3. 应力                      

6.4. 强度评估方法

6.5. 计算误差评估              

6.6. 自适应求解

6.7. 探测器

6.8. 评价结构有限元计算结果准确度的方法

6.9. 将WB结果转换到ANSYS经典环境后处理

7.不同单元类型的连接方法

7.1. 什么是 MPC

7.2. SOLID-SOLID, SHELL-SHELL 连接方法

7.3 SOLID-SHELL连接

7.4 SOLID-BEAM 和 SHELL-BEAM连接

8. APDL命令流在ANSYS Workbench平台的应用

8.1. APDL命令简介

8.2. APDL命令在WB中的使用位置

9. 线性结构有限元计算

9.1什么是线性结构

9.2.计算原理

9.3软件基本设置

9.4实例-吊车移动过程中支撑梁的强度与刚度计算

10. 应力集中与应力奇异

10.1. 基本概念

10.2. 应力集中的定义方法

10.3. 降低应力集中的方法

10.4. 应力奇异产生的原因与消除方法

10.5 实例：有圆角过渡台肩的圆杆弯曲计算

11. 子模型与网格无关性

11.1. 子模型技术简介

11.2. 子模型技术基本步骤

11.3. 子模型切分边界的方法与注意事项

11.4. 网格无关性的评价标准

11.5. 实例-L型梁的子模型计算方法

12. 非线性结构有限元计算

12.1. 工程应用场合

12.2. 几何非线性有限元计算

12.3. 材料非线性有限元计算

12.4. 接触非线性有限元计算

12.5. 实例

1）考虑初始缺陷的非线性屈曲计算

2）循环载荷作用下金属材料的滞回曲线分析

3）金属塑性成型材料非线性计算

4）螺栓预紧连接结构的接触非线性计算

13. 结构动力学计算

13.1. 工程应用场合

13.2. 模态计算

13.3. 谐响应有限元计算

13.4. 结构瞬态动力学计算

13.5. 响应谱计算

13.6. 随机振动计算

13.7. 实例

   1）支架的预应力模态计算

   2）电机主轴的正弦扫频振动响应计算

   3）齿轮啮合动态接触非线性计算

   4）基于响应谱的梁-壳结构抗震有限元计算

   5）电子产品的随机振动疲劳寿命计算

14. 结构温度场及热应力计算

14.1 热分析的基本理论

14.2 热分析载荷与边界条件

14.3 装配体的热接触

14.4 结果与后处理

14.5结构传热计算模块

14.6热应力的基本原理

14.7热应力计算模块

14.8 实例

1）散热片的温度场计算（稳态+瞬态）

2）泵壳的热应力计算（稳态+瞬态）

15疲劳分析

15.1疲劳概述

15.2疲劳计算的基本过程

15.3随机载荷的疲劳计算

15.4 实例-连杆的疲劳计算

16.结构优化设计

15.1. 优化设计简介

15.2. 优化设计的要素

15.3. 优化设计的基本步骤

15.4. 实例-结构的轻量化设计