如何學習ANSYS,成為CAE結構工程師(一)

2017-08-22  by:CAE仿真在線  來源:互聯網


數值模擬分析軟件是解決特殊需求的軟件,其一般專注于計算能力的革新,而操作界面相對一般的應用軟件如騰訊公司的“QQ”,非常不人性化,尤其是語言問題。學習它對于提高解決問題的能力,是個全面的提升過程。它是一個很難學習的軟件,因而對學習者提出了很高的要求。


一方面,就力學分析應用而言,需要用戶具有比較扎實的理論基礎,以對分析的結果有一個準確的預測和判斷??梢哉f,用戶的理論水平,直接決定了ANSYS軟件的使用水平;另一方面,通過不斷嘗試以熟練操作,可以提高解決問題的效率。


ANSYS軟件是計算數學與有限元理論的軟件化,不理解其模擬過程,一方面無法深入理解如何將實際問題轉換成軟件可以理解的形式;另一方面,軟件使用過程中經常遇到很多錯誤,深厚的理論基礎有利于理解,并解決錯誤。實際上,筆者在使用ANSYS軟件中的很大部分精力,都是在解決各種“ERROR”。


所以,在具體學習ANSYS軟件操作前,必須先學習各種理論基礎,加深對有限元算法以及各種基本概念的理解。力學專業(yè)轉投有限元工作時,雖然其力學理論很多,但是由于沒有實際經驗,很多概念的理解,僅停留在一個符號的認識上,理論認識不夠,更沒有感性認識;而結構工程師轉投有限元時,更會感覺到理論知識的匱乏。

在進行有限元分析時,需要對相關參數的數值有清晰的了解。尤其是經典版中,由于其沒有統(tǒng)一的單位制,軟件僅僅根據數字的數值進行計算,用戶需要十分小心的確定輸入的數字與輸出的結果之間的單位制問題,這非常容易出錯。此類問題在Workbench平臺中,得到了根本性的解決。也許學習ANSYS時,以前的力學基礎都忘記了,尤其對于結果的分析,需要用到各種理論知識的積累,并依據有關標準和技術規(guī)格書的要求進行評定。
對于迫切需要解決實際工程問題的結構工程師(Engineer)而言,單獨翻看繁復晦澀的理論知識的效率實在低下。筆者的建議是:用2個星期的時間粗略翻看《材料力學》、《金屬的力學性能》、《工程力學》等基本理論,了解核心原理與概念。
看的速度越快越好,只看大概框架,不要看里面的任何一個公式;然后找到《全國勘察設計注冊一級結構工程師》的輔導書中常規(guī)結構計算的案例。其中會有各種根據設計標準的公式,編寫的典型結構,如一個單純受均布荷載的梁或單純受到均布壓縮荷載的柱的設計計算流程。
由于這些都是工程計算方法,比《材料力學》等理論書籍中的公式更為簡化,易于理解。再找到GB50009《建筑荷載設計規(guī)范》與GB50017《鋼結構設計規(guī)范》的最新版,根據輔導書中的典型案例,對應GB50009和GB50017等標準中的最新公式手工計算。由于輔導書中的是現成的計算流程,遇到類似問題時可以類比對照,能以最簡單,最快速的方法理解結構計算的基本流程。

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