文档介绍：2004 ANSYS 中国用户论文集
ANSYS 在产品设计中应用
于亚彬陈伟
南京航空航天大学能源与动力学院,210016
[ 摘要] 本文通过实例介绍了有限元软件 ANSYS 在产品设计中的应用,并提出了 ANSYS 在产品设
计中的应用方案。
[ 关键词] ANSYS 产品设计应用方案
THE APPLICATION OF ANSYS IN MANUFACTURE
DESIGN
Yu Yabin Chen Wei
College of Energy and Power Engineering, Nanjng University of Aeronautics and
Astronautics,210016
[ Abstract ] This paper introduced application of finite element software ANSYS in manufacture
design by example,and gave application plan of ANSYS in manufacture design.
[Keyword] ANSYS manufacture design apply plan
1 前言
传统的产品设计一般凭借设计者的经验来确定设计产品零部件的强度和振动特性,要进
一步评估产品的强度和振动特性必须在产品设计完成后进行产品的试验才能得以确定。但
是,试验对象具有单一性的缺点,因此就要进行大量的试验,这就导致了昂贵的费用,更大
损失是极大的延长了产品设计的周期。而产品设计的结构是否合理,即产品的设计是否达到
最优化没有定量的评估,只能定性的对比。
随着CAD/CAE技术的发展和推广及计算机软硬件的发展,国内产品设计行业已将CAE技术
应用于产品的设计过程中。全面结合CAD和CAE技术必然减少手工绘图时间,提高绘图效率,
提高分析计算速度,解决复杂计算问题,便于修改设计,促进设计工作的规范化、系列化和
标准化。本文通过某型风机的设计与分析来讨论CAE有限元软件ANSYS在产品设计过程中的应
用。
2 ANSYS 在产品设计中的应用
ANSYS软件是一个功能强大的结构设计分析和结构优化软件包,具有多物理场耦合的功
能,允许在同一模型上进行各种各样的耦合计算。结构分析包括静力分析、模态分析、谐波
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分析、瞬态动力分析、屈曲分析等,其中静力分析用于求解静力载荷作用下结构的位移和应
力。通过静力分析可以考核设计产品零部件的强度和静、动力下的结构变形是否合乎设计要
求。模态分析用于计算结构的固有频率和振型,应用此功能可以预见所设计零部件的固有振
动频率和振动形式,这样可以预防所设计的零部件由于外界激励发生共振,避免造成严重后
果。通过定义设计变量、状态变量和目标函数等优化变量,可利用ANSYS 的优化工具和参数
设计语言APDL 对模型进行尺寸、形状、支撑位置、制造费用、自然频率、材料等方面的优
化设计。在产品的设计过程中采用该软件进行辅助分析,可以及时发现产品设计的缺陷和不
足,使产品的设计合理化,减少设计工作中不必要的重复性,降低了成本,缩短了产品的设