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结构工程课程

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Ansys Sherlock是唯一基于可靠性物理的电子设计工具，可在早期设计阶段在组件、板和系统级别提供快速准确的电子硬件寿命预测。通过包含超过20万个零件的嵌入式库，Sherlock可以快速将电子计算机辅助设计(ECAD)文件转换为计算流体动力学(CFD)和有限元分析(FEA)模型。
Ansys Sherlock是我们电子可靠性解决方案的基石。从这里开始了解关于我们的可靠性预测工具的更多信息。

通过金属的电流使金属加热，这通常称为欧姆加热。在这种现象中，金属发热是因为金属对流动电流产生了电阻。随着这种加热的继续，金属的温度变得均匀，并随着时间的推移继续上升。温度升高会使金属变弱，甚至在一定程度上变形，使其在结构上变得脆弱。利用有限元法，可以估计出人体达到一定温度所需的时间。我n this SimCafe course, we will highlight the step-by-step procedure to perform the thermal analysis across the platinum micrometer bridge circuit using Ansys Thermal

气管，通常被称为气管，是一种软骨管，连接颈部的器官喉头和肺部的支气管。每次吸气，气管都会变宽变长。同样，当我们呼气时，它会恢复到静止位置。在呼吸过程中，进出肺部的空气对气管内壁施加力。在这个SimCafe课程中，我们将学习使用Ansys Mechanical模拟空气压力对气管的影响。

一般来说，Ansys Mechanical中的解是在笛卡尔坐标系中计算的。对于弯曲结构，如弯曲梁和压力容器，在轴向、径向和周向上可视化结果更为直观。在本课程中，我们将使用弯矩下具有矩形截面的弯曲梁的求解模型，并学习在柱坐标系中对结果进行后处理。在本SimCafe课程中，我们将概述后处理的详细步骤，以及讨论如何使用Ansys Mechanical解释结果。

在设计结构时，把重力考虑进去是很重要的。即使在没有外部操作载荷的情况下，结构的重量也始终作用在主体上，并试图将结构拉向地面。在本SimCafe课程中，我们将学习如何使用Ansys Workbench模拟由于地球引力在标准结构组件上产生的应力。

在任何机械系统中，接触都是传递力的基本手段。虽然机械部件的设计是为了承受操作力，但必须特别注意接触点，因为接触点的面积非常小。正因为如此，通过如此小面积的转移载荷会产生高应力。这些局部应力可能导致高度局部屈服。在这个Sim Café课程中，我们将学习如何使用Ansys Mechanical解决与刚性墙接触的简单球形标准对象的接触力学问题。

ModelA路标是组合荷载结构的一个例子，这种结构同时承受轴向和弯曲荷载。招牌的重量通过其重心(CG)产生弯曲力矩，从而产生弯曲应力。路标的重量沿柱结构的轴作用在柱中产生额外的压应力。最后，我们还必须考虑环境因素，如由于吹风造成的压力加载。在这个Sim Café课程中，我们演示了3D路标结构的结构分析，使用Ansys Mechanical中的逐步说明。

自行车曲柄是一个杠杆臂，使自行车骑手在踩踏板时具有机械上的优势。当骑车人把脚压在踏板上时，自行车曲柄旋转，引起链轮旋转。这驱动链条，链条反过来驱动后轮。在本SimCafe课程中，我们将学习如何使用Ansys mechanical模拟机械曲柄部件来分析应变，并将应变值与解析方法进行比较。

梁是最常用的基本结构元素之一。利用梁理论公式可以得到梁的挠度和承载特性。在本课程中，我们使用梁单元模拟简单悬臂梁的承载能力。我们还将使用梁理论估计模态频率。对所得结果进行比较，发现Ansys梁单元计算结果与梁理论结果吻合较好。在本SimCafe课程中，我们将学习在Ansys WorkBench中使用梁元素对悬臂结构进行模态分析的详细设置。

这些结构承受着各种荷载。设计工程师的目标是确保结构具有最小的应力和应变。利用Ansys优化工具，工程师可以解决结构优化问题。优化设计是指多个输入参数可以控制和优化设计目标。在这个SimCafe课程中，我们提供了Ansys Workbench中一个结构问题的优化分析的详细演练。

几乎所有的物体都经历热膨胀，也就是说，它们的体积随着身体温度的升高而增加。如果物体受到约束，它就不能随着温度的升高而自由膨胀，而感兴趣的物体就会产生应力，由于这种约束，通常称为热应力。机械部件通常受到约束，以实现所需的机构。因此，这些部件在高温环境中通常会产生热应力。在本SimCafe课程中，我们将研究一个典型问题，涉及一个在一端刚性固定的棒，并使用Ansys Workbench估计该棒中的热应力。

机翼的过度振动会导致灾难性的故障，往往会导致生命或财产的损失。在设计任何系统时，对其自然激发振动频率有充分的了解是很重要的。为了避免共振，重要的是要设计机翼，使机翼的固有频率与振动的外部频率不匹配。在这个SimCafe课程中，我们将学习在Ansys Workbench中执行机翼的模态分析和估计振动的前6个模态。

与简化的1D近似相比，使用3D元素建模光束增加了整体求解时间。说了这么多，你可能会想——是否有可能用2D元素来建模光束?如果是这样，下面哪种近似更合适——平面应力还是平面应变?最后，这种假设会在多大程度上影响准确性?本课程提供上述所有问题的答案。在这个Sim Café课程中，我们演示了在Ansys力学中使用2D近似的简支梁的结构分析。

在本节课中，机械能的平衡将与不同的应力措施一起探讨。然后我们将深入研究功共轭关系。本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

在本课程中，我们将首先讨论热力学的两个定律——能量平衡定律和熵不等式定律。然后我们用勒让德变换来推导亥姆霍兹自由能。接着，我们讨论克劳修斯-普朗克和克劳修斯-杜亨不等式。然后，我们研究热弹性，它解释了由于局部温度变化而变形的身体是如何储存内部能量的。最后，我们通过讨论当前和参考配置的热通量矢量来结束本课程。本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

在本课程中，我们首先讨论什么是变分原理，以及它们如何应用于非线性弹性。然后，我们应用非线性弹性的变分导数来发展静态问题线性动量平衡的弱形式。最后，我们用分部积分法将这种弱形式转化为非线性弹性的强形式。本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

本课程旨在讨论边值问题的解法。本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

在本课程中，我们将通过考虑物质在空间中的运输来讨论质量运输。接下来，我们将讨论质量传输中通量的本构关系。然后，我们将为连续介质物理中质量输运的处理奠定基础。最后，我们将讨论界面自由能和Cahn-Hilliard公式的作用。本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

在本课程中，将讨论平衡定律，包括质量、动量和能量的平衡。质量的平衡与扩散有关。线性动量的平衡与牛顿运动定律有关，角动量的平衡与欧拉方程有关。能量的平衡产生了热方程。本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

在本课程中，我们将讨论线性化弹性的推导。这可以用运动学、本构关系和线性动量的平衡来解释。当我们结束对连续介质力学的学习时，我们将快速回顾一下，然后给出相应的学分，并讨论有关这一主题的不同书籍。

我们已经知道本构定律/关系对于连续介质力学的研究是很重要的。在本课程中，重点将放在如何利用本构关系来捕捉材料的行为。本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

在本课程中，我们讨论了参考系和材料对称以及它如何影响本构关系。我们还讨论了几类材料的客观性，如弹性，超弹性固体，和粘性流体。我们还简要讨论了流体力学中的初值和边值问题Navier Stokes方程。

本课程讨论称为张量的数学量及其性质。张量和向量场也被讨论。
本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

在本课程中，我们讨论如何从数学上描述固体和流体所经历的变形。我们涵盖了重要的主题，如(i)曲线，曲面和体积的变形;(ii)应变措施;(iii)极分解和(iv)变形速率。完成本课程后，我们将对连续介质力学基础的运动学有更好的理解。本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

本课程首先讨论连续体的运动-如何描述和分析运动。课程涵盖运动运动学的研究，分为四个子类别:运动与变形、拉格朗日描述、欧拉描述和材料导数。从基本的表示，所有的子类别将在本课程中讨论。本课程是由密歇根大学Krishna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

在本课程中，我们首先讨论连续介质物理学的确切含义。然后我们复习向量，并复习向量的基本运算、基向量等概念。
本课程是由密歇根大学Kresihna Garikipati教授和Gregory Teichert博士与Ansys合作为Ansys创新课程创建的。

在设计任何系统时，对其自然激发振动频率有充分的了解是很重要的。如果结构在其固有频率范围内经历外部振动，就会产生共振。这可能会导致系统的灾难性故障。在本SimCafe课程中，您将学习导入真实几何图形的端到端工作流程，并了解对空间卫星进行模态分析的重要性。您将设置模拟所需的边界条件。基本概念和成功建模这一结构问题所需的步骤解释使用一步一步的说明。

任何温度下的物体都能以热辐射的形式与周围环境交换能量，热辐射的特征是物体发射电磁波。它是唯一一种不需要介质且可以在真空中进行的传热方式。因此，在空间应用中，了解系统上的热入射量变得非常重要。在这个Simcafe课程中，我们将展示如何在现实边界条件下使用Ansys瞬态热分析和估计系统的净热辐射。

在设计任何系统时，对其自然激发振动频率有充分的了解是很重要的。如果结构在其固有频率范围内经历外部振动，就会产生共振。这可能会导致系统的灾难性故障。在本SimCafe课程中，您将学习导入真实几何图形的端到端工作流程，并了解对空间卫星进行模态分析的重要性。您将设置模拟所需的边界条件。基本概念和成功建模这一结构问题所需的步骤解释使用一步一步的说明。

在传热过程中，人体的温度随时间不是升高就是降低。物体施加的热条件的任何变化，例如热源或热源的增加或边界条件的改变，都会导致系统经历一个瞬态方法来建立不同的稳态解。在本SimCafe课程中，我们将展示如何在现实边界条件下使用Ansys瞬态热传导模拟和分析系统的瞬态热传导。

底盘是任何汽车设计的重要组成部分，因为它是各种功能系统的结构骨干，并负责承载不同部件的负载。在Ansys Mechanical中分析底盘有助于测试不同的配置，使其尽可能坚硬，以最低的制造成本。在本课程中，通过考虑各种载荷，如扭转、扭转、气动和前冲击，对底盘(框架)进行有限元分析。

底盘/防滚架是任何汽车设计的重要组成部分，因为它是各种功能系统的结构支柱;它负责承载不同部件的载荷;这有助于保证司机的安全。在Ansys Mechanical中分析底盘有助于测试不同的配置，使其尽可能坚硬，以最低的制造成本。在本课程中，通过考虑各种条件，如前、侧、后碰撞，以及扭转、侧翻和模态事件，对滚架(框架)进行了有限元分析。

有限元模拟用于研究骨组织的力学行为。真实的骨组织模型来自CT扫描。多次CT扫描合并在一起，创建一个3D骨骼模型。骨骼承担着身体所遇到的结构载荷;如果做不到这一点，可能会导致骨折。在本SimCafe课程中，您将学习使用Ansys Mechanical在Ansys WorkBench中估计3D骨骼结构的等效刚度。您将设置模拟所需的边界条件。基本概念和成功建模这一结构问题所需的步骤解释使用一步一步的说明。

屈曲分析计算屈曲载荷因子和相关的模态振型。屈曲载荷系数乘以所施加的载荷，得到了能引起屈曲的压缩载荷的大小。在本SimCafe课程中，您将学习通过遵循Ansys Structural中的端到端工作流程来分析简单柱上的屈曲。您将创建计算网格并设置模拟所需的边界条件。基本概念和成功建模这一结构问题所需的步骤，解释使用身临其境的逐步演练视频。

望远镜桁架的设计应该能够承受动态载荷，并且必须足够灵活，为不同的运动提供支持。在本SimCafe课程中，您将学习导入现实几何图形的端到端工作流程，并了解在设计望远镜桁架时FEA模拟的重要性。您将创建计算网格并设置模拟所需的边界条件。基本概念和成功建模这一结构问题所需的步骤解释使用一步一步的说明。

压力容器用于储存气体和液体的运输。许多气体以液体形式储存在非常高的压力下。压力容器的设计主要是在周向(环向强度)和轴向都具有高强度。在本SimCafe课程中，我们将学习使用Ansys Structural来估计压力容器中的箍向、轴向和径向应力。

通过四点弯曲强度来分析材料的弯曲强度。在本SimCafe课程中，您将学习在一个简单的t型梁上进行虚拟测试，由结构钢制成，通过遵循Ansys structural中的端到端工作流程来了解边界条件设置。您将创建计算网格并设置模拟所需的边界条件。基本概念和成功建模这一结构问题所需的步骤解释使用身临其境的逐步演练视频。

阶梯轴广泛应用于传动系统中。轴主要由末端的轴承支撑，承受弯曲载荷、轴向推力和扭转载荷。轴必须有更大的强度来承受这些载荷。在这个Sim Café课程中，您将学习在轴向张力下使用Ansys Structural估计阶梯轴上的轴向应力集中。

股骨是腿上的骨头。在生物医学工程中，股骨的力学性能可以通过对大鼠股骨进行试验来研究。从试验中得到的有价值的数据可以用于模拟预测其他股骨的行为。在本SimCafe课程中，我们将逐步向您展示如何在大鼠股骨上进行弯曲模拟并评估结果。

每年有近四分之一的美国人死于冠状动脉疾病。我mplantable支架动脉疾病的治疗方法在不断发展，可植入支架的创新处于领先地位。仅在美国，每年就有超过60万的心血管支架被植入。支架可能看起来相对简单，但却是高度工程化的救生医疗设备。它涉及先进的材料建模，与动脉的复杂相互作用，以及对准确性的极高要求。除了在支架上进行实验，FEA是工程师和研究人员广泛用于研究和设计支架的工具。它能够识别冠状动脉支架的一些机械特性，这些特性可能不容易通过传统的机械测试获得。在这个SimCafe课程中，我们将一步一步地建立和运行一个气球可膨胀支架模拟。

本SimCafe课程的目的是展示，在一个相对简单的情况下，简单梁理论不再是有效的，因为它是在一个长而细长的梁几何的限制。在一些商业规范中，简单的一维立方梁单元为弯曲挠度，当梁不再细长时不捕捉剪切挠度。另外，在Ansys中，如果一维单元公式中考虑剪切挠度，梁尖挠度的结果将与简单的欧拉-伯努利梁理论预测的梁尖挠度不一致。本课程旨在突出应用3D有限元分析和解决正确的解决方案相对简单的地方。