第一部分：入门基础
对于初学者,首要任务是熟悉软件界面和基本工作流程。
（图片来源网络，侵删）
1 软件概述与界面认识
- 启动软件：安装完成后，通过开始菜单启动 ANSYS Mechanical APDL (经典界面) 或 ANSYS Workbench (项目流程图界面)，对于新手，Workbench 更为友好和直观,是推荐的入门起点。
- Workbench 界面：
- 工具箱：左侧区域，包含各种分析系统和组件，如
Static Structural(静态结构分析)、Fluid Flow (Fluent)(流体分析)、Modal(模态分析) 等。 - 项目 schematic：中间区域，用于拖拽分析系统，搭建分析流程,连接各个组件。
- 详细设置窗口：右侧区域，当选中项目 schematic 中的某个步骤时,此处会显示该步骤的详细参数设置。
- 预览/图形窗口：下方或右侧，用于显示模型、网格和分析结果。
- 工具箱：左侧区域，包含各种分析系统和组件，如
- 经典界面：
主要由一个命令输入窗口、一个输出窗口、一个图形窗口和多个菜单栏组成，通过输入命令或点击菜单来操作,更偏向于脚本化和自动化。
2 一个完整的分析流程（以 Workbench 为例）
一个典型的有限元分析包含三个主要阶段：
-
前处理：
- 创建几何模型：可以直接在 ANSYS DesignModeler 中创建，也可以从外部导入（如 SolidWorks, UG, CATIA 等的
.x_t,.igs文件）。 - 划分网格：将几何模型离散成大量的微小单元（如四面体、六面体）,网格的质量直接影响计算结果的准确性。
- 定义材料属性：为模型的各个部分赋予物理属性，如弹性模量、泊松比、密度、导热系数等。
- 施加载荷与约束：定义模型的边界条件，例如固定约束、压力、温度、力等。
- 创建几何模型：可以直接在 ANSYS DesignModeler 中创建，也可以从外部导入（如 SolidWorks, UG, CATIA 等的
-
求解：
（图片来源网络，侵删）检查所有设置无误后，点击 "Solve" 按钮，求解器会根据您设定的物理方程和边界条件进行计算，这个过程可能需要几分钟到几小时不等,取决于模型的复杂程度。
-
后处理：
- 查看结果：求解完成后，进入 "Results" 环境，查看云图、矢量图、曲线图等。
- 分析结果：提取关键数据，如最大应力、最大位移、温度分布等,判断设计是否满足要求。
第二部分：核心教程推荐
单纯的理论描述很枯燥，最好的学习方式是跟着教程动手实践,以下是针对不同分析类型和软件界面的经典教程推荐。
1 Workbench 平台下的结构分析教程
这是 ANSYS 最常用、最基础的分析类型。
（图片来源网络，侵删）
教程 1：悬臂梁静力学分析
- 目标：计算一个悬臂梁在自由端施加集中力后的变形和应力。
- 学习要点：
- 在 Workbench 中拖入
Static Structural分析系统。 - 使用 DesignModeler 创建简单的梁几何体。
- 定义材料（如钢）。
- 施加固定约束（Fixed Support）在梁的一端。
- 施加力（Force）在另一端。
- 划分网格并求解。
- 后处理查看位移和应力结果。
- 在 Workbench 中拖入
- 教程资源：在 YouTube 或 Bilibili 搜索 "ANSYS Workbench Tutorial Cantilever Beam",可以找到大量视频教程。
教程 2：带孔板的应力集中分析
- 目标：分析一个中间有圆孔的薄板在拉伸载荷下的应力分布,理解应力集中现象。
- 学习要点：
- 学习创建更复杂的 2D 或 3D 几何。
- 掌握如何对局部区域（如孔的边缘）进行网格细化,以提高计算精度。
- 施加均布压力。
- 后处理时,重点观察孔边的应力峰值。
教程 3：装配体接触分析
- 目标：分析两个或多个零件装配在一起时的相互作用,如螺栓连接的法兰盘。
- 学习要点：
- 导入多个零件的装配体。
- 关键：定义零件之间的接触关系，如
Bonded(绑定)、No Separation(不分离)、Frictionless(无摩擦)、Rough(粗糙)、Frictional(有摩擦)。 - 接触定义是装配体分析中最容易出错也最关键的一步。
2 经典界面下的结构分析教程
对于一些高级用户或特定需求,经典界面依然非常强大。
教程 1：经典界面下的悬臂梁分析
- 目标：与 Workbench 教程 1 相同,但在经典界面中完成。
- 学习要点：
- 创建几何：使用
PREP7模块下的命令（如RECTNG,CYL4）创建几何。 - 定义单元类型：选择合适的单元，如
BEAM3(梁单元) 或PLANE42(平面单元)。 - 定义材料：使用
MP命令定义材料属性。 - 划分网格：使用
AMESH或LMESH命令进行网格划分。 - 施加载荷与约束：使用
D(位移约束) 和F(力) 命令。 - 求解与后处理：使用
/SOLU进入求解器，SOLVE求解，使用POST1查看结果，如PLDISP显示变形图，PLNSOL显示应力云图。
- 创建几何：使用
3 其他分析类型入门
当掌握了基本结构分析后,可以探索更广阔的应用领域。
- 模态分析：
- 目标：求解结构的固有频率和振型。
- 教程：对同一个悬臂梁进行模态分析，观察其前几阶的振动形态，学习如何设置模态分析的求解选项（如求解的模态数量）。
- 瞬态动力学分析：
- 目标：分析结构随时间变化的响应,如冲击载荷。
- 教程：对梁施加一个随时间变化的力,分析其位移和应力随时间的变化曲线。
- 热分析：
- 目标：分析物体的稳态或瞬态温度分布。
- 教程：对一个长方体，一面施加高温，另一面施加低温,求解其内部的稳态温度场。
- 流体分析 (Fluent)：
- 目标：分析流体流动和传热问题。
- 教程：分析空气流过圆柱体的流场和压力分布（卡门涡街现象）,或分析管道内水的流动。
第三部分：学习资源汇总
1 官方资源
-
ANSYS 帮助文档：
- 这是最权威的资源，安装 ANSYS 15.0 后，在开始菜单中可以找到 "ANSYS Help"。
- 它包含了所有模块的理论背景、命令参考、用户指南和大量的实例教程，学会查阅帮助文档是成为 ANSYS 高手的关键。
-
官方培训手册：
在 ANSYS 官网可以找到一些旧版本的培训手册，如《Structural Analysis Guide》、《Introduction to ANSYS》等,内容非常系统。
2 在线视频教程
- Bilibili (B站)：搜索关键词 "ANSYS 15.0 教程"、"ANSYS Workbench 入门"、"ANSYS 经典界面 教程"，有大量国内用户上传的中文视频,从零基础到高级应用应有尽有。
- YouTube：搜索 "ANSYS 15.0 Tutorial"、"ANSYS Workbench Basic Tutorial"，英文视频资源非常丰富,质量普遍较高。
3 书籍
- 《ANSYS Workbench 15.0 结构工程有限元分析从入门到精通》：这类书籍通常以项目为导向，结合实例进行讲解,非常适合自学。
- 《有限元分析及应用》：这类书籍更侧重于有限元理论，可以帮你更好地理解 ANSYS 背后的数学和物理原理，避免“黑箱操作”。
4 社区与论坛
- 仿真科技论坛：国内非常专业的 CAE 仿真论坛，有大量 ANSYS 的学习资料、技术问答和案例分享。
- ANSYS Student Community：官方的学生社区,可以提问和交流。
- 知乎、CSDN：搜索相关话题,也能找到很多高质量的文章和经验分享。
学习建议
- 从简单开始：不要一开始就挑战复杂模型，从最简单的悬臂梁、带孔板开始,把基本流程走通。
- 动手实践：看十遍教程不如自己动手做一遍，遇到问题，尝试自己解决,这个过程是成长最快的。
- 理解理论：有限元分析不是“点按钮”的游戏，理解应力、应变、模态、热传导等基本物理概念,能帮助你更好地设置模型和解读结果。
- 多问为什么：为什么选择这个单元类型？为什么网格要在这里细化？为什么用这个接触类型？多思考这些“为什么”,才能真正掌握软件。
- 保持耐心：CAE 分析是一个复杂的过程，出错是常态，遇到报错时，仔细阅读错误信息，回顾每一步的设置,耐心排查。
祝您学习顺利！
