ANSYS 結(jié)構(gòu)仿真軟件支持您解決復(fù)雜的結(jié)構(gòu)工程問題,幫助您更迅速地做出更明智的設(shè)計(jì)決定。借助套件中的有限元分析 (FEA) 工具,您可以為您的結(jié)構(gòu)力學(xué)難題定制解決方案并自動執(zhí)行解決方案,然后將解決方案參數(shù)化,以便分析多個設(shè)計(jì)場景。您可以方便地連接到其他物理分析工具,以實(shí)現(xiàn)更高的保真度。ANSYS 結(jié)構(gòu)分析軟件用于整個行業(yè),支持工程師優(yōu)化其產(chǎn)品設(shè)計(jì),降低物理測試成本。

ANSYS Mechanical Enterprise ANSYS Mechanical Enterprise 是一種的機(jī)械工程軟件解決方案,通過 ANSYS Mechanical 界面使用有限元分析(FEA)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。它涵蓋大量應(yīng)用程序,配有從幾何結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備到優(yōu)化以及其間步驟所需。借助 Mechanical Enterprise,您可以針對近海流體動力學(xué)和分層復(fù)合材料等領(lǐng)域的高級材料、復(fù)雜環(huán)境負(fù)載和行業(yè)特定要求建模。
材料
全面的材料模型,從超彈性、形狀記憶合金、土壤、混凝土、塑料到金屬結(jié)構(gòu)均可準(zhǔn)確建模;您甚至可以根據(jù)需要添加用戶定義的材料模型。
動力學(xué)
Mechanical Enterprise 可涵蓋您對動力學(xué)分析的需求,包括(針對線性動力學(xué)的)預(yù)應(yīng)力模態(tài)、諧波、光譜響應(yīng)和隨機(jī)振動以及用于快速求解的高級求解器選項(xiàng)。在瞬態(tài)域中,隱式和顯式求解器均可幫助您針對與時間有關(guān)的情景建模。借助剛體動力學(xué)功能,您可以快速求解機(jī)制。您還可以利用其加入組件模態(tài)綜合(CMS)部分,以便為模型增加靈活性,同時加快仿真。
控制系統(tǒng)越來越多地依賴機(jī)制和組件。通過納入用于耦合系統(tǒng)模擬的 Simplorer,您可以結(jié)合完整的三維有限元分析(FEA)模型設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。
Additional value
Mechanical Enterprise 具備 ANSYS ACT 等工具,可定制化您的工作流程、添加功能和加快您的仿真流程;而且包含內(nèi)置優(yōu)化技術(shù)的 ANSYS DesignXplorer,可提高獲得答案的速度。ANSYS SpaceClaim 的加入意味著,您可在設(shè)計(jì)改變時直觀快速地準(zhǔn)備用于分析的幾何結(jié)構(gòu)(中面、波形提取和簡化)、構(gòu)建原型模型或操縱幾何結(jié)構(gòu)。
非線性應(yīng)用程序
- 配有非線性分析技術(shù)的 Mechanical 工程軟件可以模擬接觸、幾何和材料非線性。借助 Mechanical Enterprise,您可以統(tǒng)一或分別研究所有這些現(xiàn)象的效果。
- 被模擬部件之間的接觸界面可能考慮摩擦、加熱、壓力和凝聚力,以提高部件間接頭(比如螺栓連接、墊圈和其他類型的接頭)實(shí)際行為的精確度。
- 地質(zhì)力學(xué)、金屬、超彈性和復(fù)合材料的高級材料模型結(jié)合用戶定義的材料,可為非線性分析提供完整的解決方案。金屬、橡膠、土壤、混凝土、形狀記憶合金和更多材料可利用測試數(shù)據(jù)輕松納入仿真,或嵌入材料模型庫。
- 對于發(fā)生顯著形變的模型,您可以使用非線性自適應(yīng)網(wǎng)格劃分自動繼續(xù)傳統(tǒng)方法可能很難完成的求解。
Dynamics
- Mechanical Enterprise 包括用于動態(tài)有限元分析(FEA)仿真的全系列功能。瞬態(tài)(隱式和顯式)、線性和轉(zhuǎn)子功能相結(jié)合,為時域和頻域中的仿真提供了完整的解決方案。這些可在同一個界面中完成,因此學(xué)習(xí)和設(shè)置時間得以縮減。
- 顯式解決方案可模擬高速沖擊和極端形變,比如跌落、沖擊和成形模擬。
- 線性動力學(xué)求解器可達(dá)到前所未有的速度,并且可模擬模態(tài)、諧波、頻譜響應(yīng)或隨機(jī)振動以及對旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析。
- 隱式和顯式瞬態(tài)分析均可用于觀察與時間有關(guān)的事件并且考慮了系統(tǒng)慣性和其他現(xiàn)象。
Systems simulation
- 在硬件中集成電子學(xué)和控制可推動工程領(lǐng)域不斷進(jìn)步。Mechanical Enterprise 能夠納入 ANSYS Simplorer 的系統(tǒng)建模和仿真能力,與結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)直接關(guān)聯(lián),并提供來自控制、電路和零維物理系統(tǒng)模型的反饋。
- 具備驅(qū)動系統(tǒng)或接頭的模型可關(guān)聯(lián)到 Simplorer 系統(tǒng)模型,這些系統(tǒng)模型使用基于方程的電機(jī)、傳感器和控制電路來測試結(jié)構(gòu)模型中的運(yùn)動、扭矩、力和產(chǎn)生的位移、速度和加速度。
ANSYS SpaceClaim
- ANSYS SpaceClaim 可處理幾何結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備的所有方面,包括結(jié)合來自不同 CAD 系統(tǒng)的部件或者清除或移除不必要的特性。創(chuàng)建中面模型或提取波形操作起來非常簡單,并且可以將密集仿真轉(zhuǎn)變?yōu)楦坠芾淼姆抡妗?/p>
- SpaceClaim 是一款直接建模工具,可幫助您從頭創(chuàng)建幾何結(jié)構(gòu),以及在準(zhǔn)備仿真期間清理和修復(fù)弄臟的幾何結(jié)構(gòu),并且其速度比傳統(tǒng) CAD 工具快得多。
- 來自許多系統(tǒng)的 CAD 文件均可直接讀入,而來自 ECAD 工具的文件可用于構(gòu)建電子模型。分面 STL 數(shù)據(jù)也可輕松用于分析,這在逆向工程或?qū)霋呙钄?shù)據(jù)時尤為有用。
Multiphysics
- 盡管結(jié)構(gòu)分析可以單獨(dú)解答多個工程問題,但是通常需要結(jié)合使用其他分析得出的數(shù)據(jù),仿真才能成為真正的虛擬原型。ANSYS Mechanical 產(chǎn)品可幫助您關(guān)聯(lián)到通過項(xiàng)目原理圖直接獲得的其他仿真結(jié)果。比如,通過 CFD 以及電磁之間的耦合仿真,可以將其他求解器求得的結(jié)果映射到結(jié)構(gòu)仿真上,而不需要指定文件位置或匹配網(wǎng)格。您甚至可以將二維數(shù)據(jù)映射到三維結(jié)構(gòu)。
- 數(shù)據(jù)也可通過外部的第三方系統(tǒng)導(dǎo)入。通過 Mechanical Enterprise,可關(guān)聯(lián)到 CFD 仿真,以實(shí)現(xiàn)全耦合雙向瞬態(tài)仿真,通常稱為雙向流固耦合 (FSI)。這樣,您便可更多地了解流固耦合的工程挑戰(zhàn)。
Composites
- 復(fù)合結(jié)構(gòu)可以賦予材料強(qiáng)度,同時減輕某個組件或產(chǎn)品的重量,從而大幅降低能源效率。工程師可以根據(jù)所用材料(聚合物、碳纖維等等)和物理結(jié)構(gòu)以及復(fù)合材料中的層序,從本質(zhì)上設(shè)計(jì)材料及其形狀。
- Mechanical Enterprise 同時具備材料和建模能力,可讓您放心地為復(fù)合材料建模。分層復(fù)合結(jié)構(gòu)可以按照其制造方式建模:在模型中添加分層,獲取結(jié)構(gòu)的覆蓋、方向和剪切力,并根據(jù)需要轉(zhuǎn)變?yōu)槿S實(shí)體模型。
- 后處理可通過一個步驟分析整個模型的故障標(biāo)準(zhǔn),確定故障機(jī)制以及故障所在的元素和模型層。
- 您可以充滿信心地為外殼或固體中的分層復(fù)合材料建模(不管是否需要核心材料)。工程師可以在同一仿真中將復(fù)合部件與其他非復(fù)合部件結(jié)合,建立整體裝配模型,以獲得實(shí)際工程洞見。
Optimization
- ANSYS DesignXplorer 簡化了結(jié)構(gòu)分析的優(yōu)化。
- 它可獲取任何仿真或幾何系統(tǒng)中定義的參數(shù),幫助您構(gòu)建研究以尋找最佳輸入?yún)?shù)組合,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。
- DesignXplorer 可與許多不同參數(shù)兼容,包括驅(qū)動優(yōu)化研究的幾何、材料、負(fù)載、網(wǎng)格和用戶定義值。全面的可用算法能夠確保將最合適的解決方案應(yīng)用于優(yōu)化。如有需要,您也可以選擇使用第三方工具或算法。
- DesignXplorer 可與許多分析類型兼容,因此整個系統(tǒng)可視為一個項(xiàng)目。
Customization
- 使用 ANSYS Customization Toolkit (ACT) 創(chuàng)建定制化、加速工作流程和分析類型,用于組織內(nèi)的特定分析程序。
- 借助 ACT,您可以創(chuàng)建向?qū)?、自定義仿真工具和第三方求解器插件,以提供幫助確保遵循最佳實(shí)踐的仿真工具。
- 定制化工具還有助于經(jīng)驗(yàn)豐富的用戶通過 ACT 擴(kuò)展程序?qū)⑵渚邆涞闹R和研發(fā)的工藝傳給其他團(tuán)隊(duì)成員。
- ACT 擴(kuò)展程序構(gòu)建后,便可傳遞給同事或其他公司,甚至可以發(fā)布到 ANSYS 應(yīng)用商店供所有人使用。
Hydrodynamics
- 位于近海的結(jié)構(gòu)易受波浪、洋流和風(fēng)力效應(yīng)帶來的環(huán)境負(fù)載所影響。這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求與傳統(tǒng)的陸上建造相當(dāng)不同。模擬負(fù)載及其結(jié)構(gòu)響應(yīng)效果是設(shè)計(jì)流程的必要組成部分,而 ANSYS 提供了一系列功能,可模擬廣泛應(yīng)用的負(fù)載條件和結(jié)構(gòu)響應(yīng)。解決方案的選擇取決于特定應(yīng)用所需的細(xì)節(jié)層次,包括從用于桁架式結(jié)構(gòu)的簡化模型到包括流體負(fù)載環(huán)境所有方面的高保真仿真。
ANSYS Mechanical Premium ANSYS Mechanical Premium 使用 ANSYS Mechanical 接口提供強(qiáng)大的有限元建模能力,以便您用于制定實(shí)際結(jié)構(gòu)工程決定。Mechanical Premium 便于您輕松訪問 ANSYS Mechanical 求解器,不僅具有卓越的可擴(kuò)展性,而且獲得了廣泛的行業(yè)采用以及廣大工程師群體的強(qiáng)烈支持。
線性動力學(xué)
通過探索自振頻率、諧波負(fù)載響應(yīng)并了解運(yùn)輸過程中的行為(隨機(jī)或 PSD 振動)或地震等事件過程中的行為(地震響應(yīng)),您可以預(yù)測設(shè)計(jì)方案在動態(tài)環(huán)境中如何工作。加入預(yù)加載程序可增加保真度,而且意味著自重式螺栓組件,甚至是聲音長而尖銳的制動器,也可以仿真。
非線性
除了線性、彈性材料之外,您還可以仿真受到塑性、甚至超彈性形變的材料(比如橡膠以及氯丁橡膠)的行為。非線性仿真也考慮到圍繞彼此移動的部件(產(chǎn)生或不產(chǎn)生摩擦)的接觸以及大撓度。
機(jī)制
對于涉及多個活動部件的仿真,無論在仿真還是理解方面都頗具挑戰(zhàn)。而能夠使用剛體動力學(xué)快速說明復(fù)雜的接頭和部件交互,您就可以自信地做出設(shè)計(jì)決定。
熱建模
仿真不同組件之間的熱傳導(dǎo)、對流和輻射有助于您推測組件溫度,并隨后通過該等溫度值檢查誘導(dǎo)應(yīng)力以及形變。Mechanical Premium 便于您讀取功率損耗或通過其他分析系統(tǒng)或文件計(jì)算出的溫度值,也就是說,CFD 或電磁仿真可作為熱力分析的一步,而且可能說明管間流體流動以及部件之間摩擦產(chǎn)生的熱量。所有這些功能都有助于您實(shí)現(xiàn)仿真并獲得更好的結(jié)果。
Linear Dynamics
通過探索自然頻率、諧波負(fù)載響應(yīng)并了解運(yùn)輸過程中的行為(隨機(jī)或 PSD 振動)或地震等事件過程中的行為(地震響應(yīng)),您可以精確預(yù)測設(shè)計(jì)方案在動態(tài)環(huán)境中如何工作。加入預(yù)加載程序可增加保真度,而且意味著自重式螺栓組件,甚至是聲音長而尖銳的制動器,也可以仿真。
Material Models
非線性材料與那些在線性范圍內(nèi)操作的材料的行為迥然不同。密封應(yīng)用或者材料發(fā)生永久性塑性形變的情況十分常見,如果能夠輕松添加用戶自定義材料,或者從隨軟件提供的庫中選擇的材料,即表示您可以結(jié)合接觸及幾何非線性以獲得更貼近現(xiàn)實(shí)的仿真效果。
Rigid Body Dynamics/Motion
利用剛體動力學(xué)功能,您可輕松實(shí)現(xiàn)完全剛性和/或完全柔性的機(jī)制和系統(tǒng)仿真。您可以確切選擇詳細(xì)研究組件中的哪些部件,并盡可能有效地使用提供的資源。您可以通過系統(tǒng)中的每個接頭了解力以及相關(guān)反應(yīng)。您可以輕松分離并詳細(xì)研究各組件以映射來自整個組件的力,從而考量不同的操作場景。
High-Performance Computing
ANSYS 求解器使用多個計(jì)算內(nèi)核(工程師可以多種方式使用)。接觸檢測、網(wǎng)格生成以及求解操作,所有這些都能廣泛受益于額外的、不斷增加的內(nèi)核數(shù)。計(jì)算工作可以拆分為短期的任務(wù)工作,比如確定接觸面應(yīng)在什么位置。您也可以通過類似的方式加快嚙合操作。
求解器操作可采用共享存儲并行計(jì)算(SMP)或分布存儲并行計(jì)算(DMP)形式,后者的速度往往要快得多。分布式 ANSYS 求解器使用可用的計(jì)算資源來加快求解。添加內(nèi)核對整個工作流程的影響很大。 您甚至可以體驗(yàn)多達(dá) 1000 個內(nèi)核帶來的速度提升。
Trace Mapping
印刷電路板(PCB)以及集成電路(IC)建模通常涉及過分簡化和假設(shè),目的是通過分開建構(gòu)痕量材料模型來避免計(jì)算成本高昂且艱巨的建模。通過痕量映射,您可以導(dǎo)入 PCB 以及 IC 開發(fā)中廣泛使用的不同格式的 ECAD 文件,并選擇在多大程度上將痕量材料映射到模型內(nèi)的網(wǎng)格中。您可以自由優(yōu)化興趣區(qū)域周圍的模型。建模過程可在幾分鐘內(nèi)完成,不需要數(shù)小時,這表示您可以了解熱環(huán)境、靜態(tài)環(huán)境及動態(tài)環(huán)境中電子產(chǎn)品組件及系統(tǒng)的行為。
Multiphysics
盡管結(jié)構(gòu)分析可以單獨(dú)解答多個工程問題,但通常需要使用其他分析得出的數(shù)據(jù)(無論是作為一次性解決方案,還是采用結(jié)合的方式),仿真才能成為真正的虛擬原型。ANSYS Mechanical 產(chǎn)品中的工具有助關(guān)聯(lián)到通過項(xiàng)目示意圖直接獲得的其他仿真結(jié)果。比如,通過 CFD 以及電磁之間的耦合仿真,可以將其他求解器求得的結(jié)果映射到結(jié)構(gòu)仿真上,而不需要指定文件位置或匹配網(wǎng)格。數(shù)據(jù)亦可從第三方系統(tǒng)導(dǎo)入。您甚至可以將二維數(shù)據(jù)映射到三維結(jié)構(gòu)。
ANSYS Mechanical Pro ANSYS Mechanical Pro 在 ANSYS DesignSpace 的功能基礎(chǔ)上增加了更多特性。ANSYS Mechanical Pro 與 DesignSpace 擁有相同的用戶界面,便于普通用戶或臨時用戶獲得快速的學(xué)習(xí)體驗(yàn)并提高效率。
接觸功能
ANSYS Mechanical Pro 加入了全面的接觸功能,有助于您說明多個部件的交互。它可以仿真粘合接觸(將部件之間的接頭視為已膠合或焊接在一起),還可以仿真允許部件在產(chǎn)生或不產(chǎn)生摩擦效應(yīng)的情況下分離及結(jié)合的接觸面。如果能夠正確完成接觸仿真,表示您可以仿真部件變形時的負(fù)載路徑變化,并且能夠自信預(yù)測組件在實(shí)際環(huán)境中的行為方式。
疲勞分析
能夠理解部件受到的即時應(yīng)力以及形變對于結(jié)構(gòu)分析很重要。任何經(jīng)受重復(fù)負(fù)載的部件可能遭受累加的損害,即便負(fù)載未接近材料極限,該等損害也會致使部件故障。疲勞分析可以直觀呈現(xiàn)材料的生命周期及其在循環(huán)負(fù)載過程中的受損情況,并且有助于預(yù)測故障點(diǎn)并增加產(chǎn)品耐用性。
大撓度
分析因大撓度導(dǎo)致的幾何非線性,意味著您可以更說明幾何非線性是因?yàn)閼?yīng)力剛化等作用所致。結(jié)構(gòu)分析過程中的線性假設(shè)可能導(dǎo)致誤差。
高性能計(jì)算
ANSYS Mechanical Pro 可在求解時使用多個 CPU 內(nèi)核。和共享存儲并行計(jì)算(SMP)求解器一樣,分布式求解器亦適用于廣泛的分析類型,包括線性動態(tài)學(xué)。使用額外內(nèi)核可顯著提高求解器性能。對于大型模型,增加內(nèi)核的好處可在達(dá)到及超出 1,000 個計(jì)算內(nèi)核時很好地體現(xiàn)。
幾何非線性
ANSYS Mechanical Pro 可通過簡單的求解器設(shè)置實(shí)現(xiàn)非線性的幾何解決方案。通過程序控制的設(shè)置,可以消除求解器控制中的猜測。幾何非線性在施加到結(jié)構(gòu)的負(fù)載不再引起線性反應(yīng)時發(fā)生。這點(diǎn)也適用于大撓度以及大應(yīng)變。使用線性方法運(yùn)行分析(存在大應(yīng)變或大撓度)可能得到迥然不同的結(jié)果。實(shí)現(xiàn)大撓度表示求解器將運(yùn)行非線性求解,該等求解有助于說明應(yīng)力剛化以及大應(yīng)變等作用。將“解決方案組合功能”作為比較工具,可以輕松生成線性及非線性解決方案之間的比較。
疲勞分析
ANSYS Mechanical Pro 的后處理疲勞功能可用于檢查應(yīng)力疲勞以及應(yīng)變疲勞,而無需啟用單獨(dú)的工具。能夠理解部件受到的即時應(yīng)力以及形變對于結(jié)構(gòu)分析很重要。任何經(jīng)受重復(fù)負(fù)載的部件可能遭受累加的損害,即便負(fù)載未接近材料極限,該等損害最終也會致使部件故障。疲勞分析讓您可以直觀了解負(fù)載循環(huán)過程中的損害,并且有助于預(yù)測故障點(diǎn)以便您糾正問題并增加產(chǎn)品耐用性。
連接功能
ANSYS Mechanical Pro 加入了全面的接觸功能,有助于您說明多個部件的交互。功能涵蓋:仿真粘合接觸(將部件之間的接頭視為已膠合或焊接在一起),以及仿真允許部件在產(chǎn)生或不產(chǎn)生摩擦效應(yīng)的情況下分離及結(jié)合的接觸面。
您可以通過仿真或者通過之前創(chuàng)建的重疊幾何結(jié)構(gòu)設(shè)置復(fù)雜的冷縮或過盈配合。
如果能夠正確完成接觸仿真,表示工程師可以仿真部件變形時的負(fù)載路徑變化,并且能夠自信預(yù)測組件在實(shí)際環(huán)境中的行為方式。
多物理場
通常情況下,部件或組件并不僅僅承受結(jié)構(gòu)負(fù)載。ANSYS Mechanical Pro 有助于輕松導(dǎo)入來自外部源的負(fù)載。借助 ANSYS Mechanical Pro,我們可以輕松分析不同物理學(xué)現(xiàn)象的交互,以更好地模擬現(xiàn)實(shí)條件。交互示例:
- 流固耦合(單向)
- 熱固耦合(按序列)
- 外部數(shù)據(jù)之間的其他交互
利用外部數(shù)據(jù)功能,您可以將任何來源的結(jié)果導(dǎo)入文本文件。數(shù)據(jù)(比如,溫度)到不同網(wǎng)格中的模型的自動映射讓您可以選擇將二維數(shù)據(jù)映射到三維結(jié)構(gòu)(在軸周圍拉伸或掃描),提供了最大的靈活性。
您可輕松將來自 ANSYS Workbench 示意圖內(nèi)其他系統(tǒng)的仿真聯(lián)系在一起,從而加快研究設(shè)置,比如將在 CFD 中計(jì)算出的壓力應(yīng)用到結(jié)構(gòu)。
傳熱分析
ANSYS Mechanical Pro 具有全面的熱功能,可用于研究穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)熱力分析。
您可以設(shè)置部件之間以及不同接觸之間的傳導(dǎo),以便精確表現(xiàn)實(shí)際條件。如果需要,您也可以調(diào)整接觸,以便允許非理想的部件間傳導(dǎo)。您可以通過仿真對流呈現(xiàn)不同的場景,并且可以使用預(yù)定義的條件庫。
您可以針對產(chǎn)品執(zhí)行穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)熱力分析,包括傳導(dǎo)、對流以及輻射效應(yīng)。針對相變以及隨溫度而變的材料建??纱_保精確的仿真。
ANSYS DesignSpace ANSYS DesignSpace 是一套經(jīng)過測試和檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)分析解決方案,可讓工程師和設(shè)計(jì)師在與更高級別的工具相同的環(huán)境中利用經(jīng)過驗(yàn)證且廣泛使用的 ANSYS Mechanical 求解器。DesignSpace 用戶可使用同樣直觀且強(qiáng)大的工具,實(shí)現(xiàn)快速設(shè)置、求解和后處理。樹形驅(qū)動的環(huán)境可提供從上到下的邏輯工作流程以及有意義的反饋,這意味著即便是臨時用戶也可以很高效。
結(jié)構(gòu)分析
結(jié)構(gòu)、熱力和模態(tài)分析可幫助您研究一系列負(fù)載條件,其組合可更好地表現(xiàn)實(shí)際情景。熱力結(jié)果可應(yīng)用于結(jié)構(gòu)分析,用于觀察熱膨脹情景。類似地,結(jié)構(gòu)分析的應(yīng)力條件可用于模擬預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析,以便尋找部件和組件的固有共振頻率。
自動接觸
設(shè)置多部件模型意味著這些部件之間的交互必須明確定義。檢測和定義接觸區(qū)域的自動工具可確保您在繼續(xù)解決方案之前只需要檢查設(shè)置。我們提供了用于調(diào)節(jié)設(shè)置的工具,以確保自動工具完全按照需要運(yùn)行。
幾何結(jié)構(gòu)
所有 ANSYS Mechanical 產(chǎn)品均能夠連接到領(lǐng)先的 CAD 系統(tǒng)并與定義的參數(shù)配合使用以推動設(shè)計(jì)研究,或者使用可根據(jù)需要通過 SpaceClaim 準(zhǔn)備或可直接使用的中性文件。固體體積、表面/外殼和線體均可使用,為進(jìn)行的分析提供有效的建模方法。
自動接觸
自動接觸生成工具會檢測某組件各部件之間的接觸并進(jìn)行設(shè)置。這意味著用戶無需手動定義組件中各部件之間的界面,有助于最大限度減少錯過接觸導(dǎo)致的錯誤并加快被分析模型的預(yù)處理。ANSYS DesignSpace 針對具備線性接觸的組件建模,包括粘合界面、無摩擦界面和無分離界面。您可以修改接觸設(shè)置和選項(xiàng)并添加定制化手動接觸定義,以確保根據(jù)需要有效設(shè)置和配置模型。
平臺技術(shù)
Workbench 平臺可讓您重復(fù)使用模型進(jìn)行不同類型的分析,并且將某個模型的結(jié)果直觀關(guān)聯(lián)到另一個模型的設(shè)置。項(xiàng)目原理圖可自動處理文件管理。針對假設(shè)研究設(shè)置參數(shù)模型也非常簡單。您可以預(yù)先確定一系列不同的參數(shù),以改變關(guān)聯(lián)模型中的幾何屬性或負(fù)載值,然后觀察其對壓力、形變或任何其他性質(zhì)的影響。
幾何結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格劃分
ANSYS DesignSpace 包含一個自動網(wǎng)格劃分工具,可讓程序針對模型中的各部件選擇合適的方法。如果您希望細(xì)化所生成的網(wǎng)格,則可以在任何或所有部件上添加大小調(diào)整或網(wǎng)格劃分控件。大小調(diào)整也可應(yīng)用于部件的特定區(qū)域,例如,您可以在大型鑄件的較高壓力區(qū)域周圍進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。 幾何結(jié)構(gòu)可以從步驟、IGES 和 Parasolid 等中性文件導(dǎo)入,也可以從 CAD 系統(tǒng)中直接引入。如果需要,幾何結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備可在 SpaceClaim 中進(jìn)行。三維固體幾何結(jié)構(gòu)、表面或外殼部件以及線體均可根據(jù)需要用于構(gòu)建有效模型。
模態(tài)分析
借助模態(tài)分析,您可以通過尋找固有或共振頻率來預(yù)測某部件或組件如何振動。通過各類模式,您可以檢查相應(yīng)部件是否按照設(shè)計(jì)運(yùn)行。您可以預(yù)先確定所搜索的模式數(shù)量和頻率范圍(如有需要)。
ANSYS DesignSpace 可幫助您使用其他分析中的負(fù)載來預(yù)先加載部件和組件。這可用于解釋結(jié)構(gòu)分析中的螺栓負(fù)載,甚至是與結(jié)構(gòu)分析相關(guān)聯(lián)的熱力分析中溫度擴(kuò)展負(fù)載的影響。
強(qiáng)度分析
調(diào)查加速、力或位移負(fù)載(及其他負(fù)載)對部件或組件的影響,以了解形變和壓力。該工具可使施加的負(fù)載輕松實(shí)現(xiàn)參數(shù)化,以研究變化的影響。后處理工具可幫助您評估單個部件上的撓度、壓力和應(yīng)變并全面調(diào)查反作用力,以了解模型的負(fù)載條件。
通過線性屈曲模式計(jì)算,您可以洞見壓縮負(fù)載應(yīng)用于結(jié)構(gòu)可能導(dǎo)致的屈曲模式。本征屈曲模式可輕松可視化,用于根據(jù)需要細(xì)化設(shè)計(jì)。
報告生成
ANSYS DesignSpace 內(nèi)的自動報告生成可通過一鍵點(diǎn)擊完成。關(guān)于仿真的所有信息均將自動編譯成 HTML 網(wǎng)頁格式文件,并且可選擇發(fā)送至 Microsoft Word 或 Powerpoint 以生成項(xiàng)目報告。
報告可根據(jù)需要輕松生成添加標(biāo)題的圖形,甚至包含來自外部來源的圖像,用于將仿真圖像與照片作對比。自動報告中添加了關(guān)于材料、幾何來源、求解器設(shè)置和接觸的所有細(xì)節(jié),捕獲了完整記錄仿真項(xiàng)目所需的一切。
ANSYS LS-DYNA 顯示有限元跌落和碰撞仿真軟件
ANSYS LS-DYNA 是通用顯示動力仿真軟件,能夠模擬材料對短期重載的響應(yīng)。其許多元素、接觸公式、材料模型和其他控件均可用于模擬復(fù)雜的模型,控制問題的所有細(xì)節(jié)。
ANSYS LS-DYNA 擁有大量功能,可使用其顯式求解器來模擬極端形變問題。工程師可處理涉及材料故障的仿真,并觀察故障如何蔓延到某部件或整個系統(tǒng)。他們也可輕松處理大量部件或表面相互交互的模型,并針對復(fù)雜行為之間的交互和負(fù)載傳遞建模。使用 CPU 內(nèi)核數(shù)較高的計(jì)算機(jī)可以大幅減少求解時間。
執(zhí)行涉及復(fù)雜接觸和機(jī)制的高度非線性結(jié)構(gòu)分析。
ANSYS LS-DYNA 可以對受沖擊影響的接點(diǎn)和連接機(jī)制進(jìn)行模擬(不管是跌落還是碰撞)。它可以利用接點(diǎn)和動態(tài)鏈接,并提供選擇廣泛的接觸公式,以便輕松自動考慮模型中所有組件之間的交互。如果與 LS-DYNA 快速且有效的顯式求解器方案結(jié)合使用,它可以為您提供無與倫比的仿真能力,用于研究使用隱式有限元分析(FEA)法可以解決的情況。
ANSYS 還提供專用 LS-DYNA HPC 許可,以便您將模型分配到多核或多個機(jī)器,以加快周轉(zhuǎn)時間。
無縫集成到 ANSYS Workbench
ANSYS Workbench LS-DYNA 可讓任何經(jīng)驗(yàn)水平的工程師輕松進(jìn)行模擬。它將 LS-DYNA 求解器集成到 Workbench 環(huán)境中,因此具備標(biāo)準(zhǔn) ANSYS Mechanical 工作流程的所有好處。您無需再學(xué)習(xí)新界面便可使用該產(chǎn)品,從而可專注于在短周轉(zhuǎn)期內(nèi)生成準(zhǔn)確的結(jié)果。
ANSYS Workbench LS-DYNA 將標(biāo)準(zhǔn) LS-DYNA 求解器功能與 ANSYS Mechanical 環(huán)境中提供的預(yù)處理和后處理工具相結(jié)合。也就是說,它還集成了 ANSYS Spaceclaim Direct Modeler 幾何工具、ANSYS Parameter Manager 和設(shè)計(jì)探索軟件,可讓您針對 CAD 幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行完整的參數(shù)研究,并且可清理至顯式分析所需的標(biāo)準(zhǔn)。
選擇眾多元素和接觸公式
ANSYS LS-Dyna 為您提供了范圍廣泛的低階和高階元素公式(固體、外殼和波形)。這些公式可通過 ANSYS Mechanical 界面應(yīng)用于各部件,因此您可以僅根據(jù)需要在某區(qū)域設(shè)置高保真元素。
考慮到波形橫截面和外殼厚度,LS-DYNA 范圍廣泛的接觸選項(xiàng)可用于固體、外殼和波形之間的自動接觸檢測。接觸可在單獨(dú)部件、部件內(nèi)和單個元素內(nèi)檢測到,從而讓整個模型中實(shí)現(xiàn)簡單穩(wěn)健的接觸。
ANSYS Autodyn 顯示有限元爆炸和沖擊仿真軟件
ANSYS Autodyn是非線性顯式有限元求解軟件,能夠建立固體、流體、氣體及其相互作用的非線性動力仿真模型,具有強(qiáng)大的適應(yīng)性和仿真功能。
ANSYS Autodyn 可以模擬材料對于沖擊、高壓或爆炸所產(chǎn)生的短期重載的響應(yīng)。Autodyn 非常適用于模擬大尺寸材料的形變或故障。Autodyn 在不犧牲易用性的情況下提供了先進(jìn)的解決方案。流體、固體和氣體的交互,材料的相變,以及沖擊波的傳播等復(fù)雜的物理現(xiàn)象均可在 Autodyn 中建模。此程序在 ANSYS Workbench 內(nèi)與本地用戶界面相集成,可以提高效率,增加工作準(zhǔn)確率。
Autodyn 廣泛的技術(shù)意味著您可以利用拉格朗日元素為固體建模,利用歐拉和 SPH(光滑粒子流體動力學(xué))為流體建模,以便運(yùn)用合適的技術(shù)捕獲所有類型的事件。您可以在一個模型中使用多個求解器,并且為各域之間的交互建模,以獲得有效、準(zhǔn)確的結(jié)果。
求解器技術(shù)
在 ANSYS Autodyn 中,您可以選擇不同的求解器技術(shù),以便針對給定的模型部分使用最有效的求解器。在觀察受沖擊負(fù)載和顯著形變影響的結(jié)構(gòu)組件時,拉格朗日 FE 求解器提供了快速且有效的解決方案。兩個歐拉求解器公式可讓您為流體流動建模,并為模擬固體材料的極端塑性流動提供了備選方式。歐拉求解器采用兩種公式:(1)復(fù)合材料歐拉求解器,其中單個元素可包含多種材料:可以具備流體動力學(xué)特征,也可以具備所賦予的強(qiáng)度屬性;以及(2)單一材料爆炸求解器,用于模擬長距離爆炸和沖擊波傳播。
在觀察脆性材料的極高速沖擊和故障時,也可采用光滑粒子流體動力學(xué)(SPH)求解器。
求解器耦合
Autodyn 的交互邏輯可讓各求解器之間的自動通信在同一模型中共存。拉格朗日-拉格朗日、SPH-拉格朗日和歐拉-拉格朗日交互均可通過簡單且直觀的方式在模型中創(chuàng)建。這使得您可以輕松模擬流固交互。當(dāng)與 Autodyn 廣泛的重新映射和取消區(qū)限(不同求解器之間)功能、自動腐蝕以及范圍廣泛的后處理選項(xiàng)結(jié)合時,Autodyn 將成為模擬爆炸、爆炸結(jié)構(gòu)交互、多尺度和多維度爆炸分析的業(yè)界領(lǐng)先代碼。因此,無論您是想模擬含能材料的近程爆炸、遠(yuǎn)場爆炸、武器效果、彈道沖擊還是超高速沖擊,Autodyn 都是理想的代碼。
材料數(shù)據(jù)
材料對動態(tài)高應(yīng)變率負(fù)載的響應(yīng)可能非常復(fù)雜,而必要的材料數(shù)據(jù)很難獲得。為了幫助您解決這個難點(diǎn),Autodyn 材料庫提供了超過 150 種預(yù)先填充的材料模型,涵蓋大多數(shù)常見的工程合金、脆性和顆粒材料、正交各向異性材料和含能復(fù)合物。這些模型引用自廣受認(rèn)可的已發(fā)表來源,包含狀態(tài)方程式、強(qiáng)度和故障模型,方便您模擬各種材料響應(yīng):從簡單的線性彈性到高度復(fù)雜的非線性響應(yīng),再到故障點(diǎn)及更遠(yuǎn)范圍。
通過這些模型的組合,您可以模擬各種材料現(xiàn)象,比如非線性壓力響應(yīng)、應(yīng)變強(qiáng)化、應(yīng)變率強(qiáng)化、熱軟化、多孔材料壓實(shí)、正交行為、粉碎損害、化學(xué)能量沉積、拉力破壞和相變。
ANSYS nCode DesignLife 高級疲勞仿真工具
ANSYS nCode DesignLife 與 ANSYS Mechanical 結(jié)合使用,能夠可靠地評估疲勞壽命。使用來自 ANSYS Mechanical 的有限元分析(FEA)結(jié)果,它可計(jì)算壓力和應(yīng)變,然后累加反復(fù)負(fù)載帶來的損害,以確定產(chǎn)品的預(yù)測壽命。早在一個原型構(gòu)建之前,您便可針對新設(shè)計(jì)快速評估不同材料和替代幾何結(jié)構(gòu)的效果,然后根據(jù)產(chǎn)品的預(yù)期用途進(jìn)行優(yōu)化。
ANSYS nCode DesignLife 是一款業(yè)界領(lǐng)先的耐久性分析工具,可為您提供全面的疲勞診斷流程,以預(yù)測產(chǎn)品的操作壽命。它可完全集成到 ANSYS Workbench 中,易于使用且操作順暢。您可以基于表現(xiàn)產(chǎn)品上實(shí)際作用力的測量值創(chuàng)建復(fù)雜的負(fù)載“工作周期”,或者使用預(yù)期負(fù)載歷史記錄。
疲勞分析流程
創(chuàng)建后,疲勞流程可進(jìn)行捕獲以及再利用。不具備疲勞專業(yè)知識的工程師可以評估修改后的產(chǎn)品設(shè)計(jì),以確定更新后的產(chǎn)品壽命。由始至終的自動化可避免大多數(shù)錯誤并確保一致性,尤其是在可能由多個工程師分析結(jié)果的大型組織中。
易用性
通過利用從幾何結(jié)構(gòu)到分析再到完成疲勞研究的直接聯(lián)系,您可以加快用于推出世界一流產(chǎn)品的開發(fā)流程。參數(shù)分析只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可針對一系列設(shè)計(jì)變量生成完整的分析結(jié)果。利用此工作流程并執(zhí)行參數(shù)仿真,您可以根據(jù)所需的產(chǎn)品壽命優(yōu)化復(fù)雜的結(jié)構(gòu),并節(jié)省寶貴的工程和設(shè)計(jì)時間。使用集成到 ANSYS Workbench 的 DesignXplorer 也可輕松優(yōu)化疲勞壽命。
廣泛的疲勞材料庫
疲勞建模在很大程度上依賴于材料數(shù)據(jù)來預(yù)測壽命及其生命周期中的組件損壞。ANSYS nCode DesignLife 配備全面的材料庫,涵蓋范圍廣泛的金屬:鋁、鋼、鈦、銅和鑄鐵,作為標(biāo)準(zhǔn)安裝的一部分。許多材料包括屬性變化,考慮了原材料的軋制、鍛造和鑄造。
它還提供可選高級材料庫,在您的仿真中包含更特殊和最近經(jīng)過測試的材料。
最先進(jìn)的疲勞建模能力
不管是針對低周期疲勞分析使用基于應(yīng)變壽命的方法,還是針對高周期疲勞使用壓力周期方法來計(jì)算疲勞壽命和疲勞損害,您均可了解部件和組件在除單一負(fù)載情境以外的多負(fù)載條件下的行為。
您還可以使用 Dang Van 標(biāo)準(zhǔn)考慮重要顆粒內(nèi)的顯微壓力和應(yīng)變,并將其作為安全系數(shù)計(jì)算持久極限。
ANSYS nCode DesignLife 會計(jì)算非比例度和雙軸比例,然后在執(zhí)行計(jì)算時選擇最佳方法。
熱點(diǎn)檢測會自動確定重要區(qū)域,以便您放大問題區(qū)域、快速確定故障來源并實(shí)施修復(fù)。
此工具可以為縫焊建模并準(zhǔn)確計(jì)算疲勞壽命,包括片狀、重疊和激光焊接接頭。此方法適用于焊趾、焊根和焊縫故障。
ANSYS nCode DesignLife 還可模擬用于測試和材料校準(zhǔn)的虛擬振動臺測試環(huán)境。
使用 ANSYS nCode DesignLife,也可根據(jù)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)故障標(biāo)準(zhǔn)分析復(fù)合材料。
也適用于振動疲勞、熱-機(jī)械疲勞。