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產(chǎn)品信息概述
ANSYS Mechanical高級(jí)結(jié)構(gòu)力學(xué)分析 - 功能特色與解決方案
來源:
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作者:shbasewin
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發(fā)布時(shí)間: 2019-11-18
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功能特色
完備的分析功能
以結(jié)構(gòu)力學(xué)分析為主，涵蓋線性、非線性、靜力、動(dòng)力、疲勞、斷裂、復(fù)合材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)、概率設(shè)計(jì)、熱及熱結(jié)構(gòu)耦合、壓電等分析中幾乎所有的功能。
快速求解大型模型能力
ANSYS結(jié)構(gòu)求解加入了并行算法來加快求解速度：整個(gè)求解過程采用并行處理，包括剛度矩陣生成，線性方程組求解和結(jié)果計(jì)算都采用并行處理。
并且提供基于GPU的獨(dú)特技術(shù)。該技術(shù)與并行計(jì)算結(jié)合可以進(jìn)一步提高計(jì)算速度。
具有出色的加速比，能在數(shù)百個(gè)處理器上實(shí)現(xiàn)萬億次浮點(diǎn)計(jì)算。另外，高級(jí)技術(shù)包括子結(jié)構(gòu)（CMS），子模型和專有加速技術(shù)可有效解決大型模型處理難題。
穩(wěn)健的非線性分析
利用單元和材料技術(shù)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提供穩(wěn)定先進(jìn)的非線性求解計(jì)算方法，并提供先進(jìn)的功能，用戶可以模擬各種非線性物理現(xiàn)象。
? 材料模型庫
為準(zhǔn)確理解材料的力學(xué)行為，ANSYS在仿真材料庫中添加了大量的材料模型, 包括：彈性、粘彈性、塑性、粘塑性、蠕變、超彈性，墊片和各向異性等方面?？蛻艨梢圆捎弥T如金屬、橡膠、塑料、玻璃、泡沫、混凝土、生物材料和特殊合金等本構(gòu)模型。
? 零件間相互作用關(guān)系
強(qiáng)健、完整的接觸類型包括面-面，線-面和線-線接觸適用于剛體、柔性體接觸中可考慮零件間相互滑動(dòng)引起的各向同性及各向異性的摩擦計(jì)算。
? 復(fù)雜問題的強(qiáng)健求解算法
ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器提供了多種方程求解方案。包括直接稀疏矩陣求解、共軛梯度迭代求解(PCG)，雅可比共軛梯度求解 (JCG)等。
? 創(chuàng)建自定義單元和材料
較高級(jí)應(yīng)用和研究需要自定義材料和自定義的單元形式，采用ANSYS工具，通過使用自定義單元可以擴(kuò)充原有功能，自定義材料或自定義子程序可創(chuàng)建自定義模型，如摩擦等。
接觸磨損分析
獨(dú)特的CAD-CAE協(xié)同及網(wǎng)格技術(shù)
? 雙向參數(shù)互動(dòng)的CAD接口
CAD設(shè)計(jì)與CAE仿真，實(shí)現(xiàn)模型共享，設(shè)計(jì)參數(shù)雙向關(guān)聯(lián)。
? 智能網(wǎng)格生成器
全自動(dòng)六面體網(wǎng)格劃分技術(shù)將復(fù)雜的模型自動(dòng)生成六面體為主的網(wǎng)格。
可以根據(jù)分析類型直接把網(wǎng)格劃分成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、電磁網(wǎng)格、CFX流體網(wǎng)格、LS-DYNA或AutoDyn顯式網(wǎng)格。
可以在多個(gè)CPU上對(duì)各個(gè)零部件逐一劃分網(wǎng)格，分網(wǎng)效率大幅提升，串行分網(wǎng)提升高達(dá)4倍，并行分網(wǎng)速度提升高達(dá)27倍。
高級(jí)求解方案
? 剛?cè)狍w分析
ANSYS Mechanical可分析復(fù)雜的承受大范圍運(yùn)動(dòng)的零件裝配體，例如：車輛懸架系統(tǒng)，加工過程中的機(jī)器人操作手，飛機(jī)起落架系統(tǒng)。為更快更有效地解決此類問題，ANSYS提供了多剛體動(dòng)力分析模型。
? 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)主要運(yùn)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的分析和診斷，該功能通常用于發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、計(jì)算機(jī)磁盤等分析。轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)可有效計(jì)算結(jié)構(gòu)臨界速度和不平衡荷載。
ANSYS具有模態(tài)和瞬態(tài)分析功能，對(duì)應(yīng)梁、殼、實(shí)體單元，通過生成Campbell圖來確定單盤或多盤系統(tǒng)的臨界速度。通過界面輸入外部軸承特征數(shù)據(jù)來建立軸承模型。對(duì)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的幾何模型模態(tài)和諧響應(yīng)分析，通過建立周期對(duì)稱模型可有效減少計(jì)算時(shí)間。
? 復(fù)雜接觸條件下的振動(dòng)分析（剎車制動(dòng)嘯叫分析）
制動(dòng)盤產(chǎn)生大量持續(xù)的摩擦引起的振動(dòng)，最直接的結(jié)果就是制動(dòng)嘯叫，這對(duì)工程師及研究人員而言，都是個(gè)挑戰(zhàn)。
使用ANSYS技術(shù)，用戶可通過復(fù)特征值求解確定不穩(wěn)定模態(tài)。三種不同的模態(tài)計(jì)算方法提供不同準(zhǔn)確性及計(jì)算速度之間的多種選擇，包括考慮不同水平的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。
耦合場(chǎng)分析功能
Mechanical支持直接和間接耦合，包括流體-結(jié)構(gòu)-傳熱-電磁的多場(chǎng)耦合。
ANSYS工具可幫助你計(jì)算熱-結(jié)構(gòu)，熱-電，壓電和聲學(xué)影響，使用耦合單元可進(jìn)行全部自由度的強(qiáng)耦合分析。
強(qiáng)大的腳本自動(dòng)化任務(wù)
獨(dú)特的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL使用靈活，擴(kuò)展了ANSYS Mechanical的應(yīng)用能力。工程師可采用APDL自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)，建立自己的參數(shù)化模型、執(zhí)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及構(gòu)造適應(yīng)的網(wǎng)格。
完備的分析功能
以結(jié)構(gòu)力學(xué)分析為主，涵蓋線性、非線性、靜力、動(dòng)力、疲勞、斷裂、復(fù)合材料、優(yōu)化設(shè)計(jì)、概率設(shè)計(jì)、熱及熱結(jié)構(gòu)耦合、壓電等分析中幾乎所有的功能。
氣動(dòng)載荷作用下飛機(jī)整機(jī)強(qiáng)度分析
使用鉸接、彈簧和接觸功能
快速求解大型模型能力
ANSYS結(jié)構(gòu)求解加入了并行算法來加快求解速度：整個(gè)求解過程采用并行處理，包括剛度矩陣生成，線性方程組求解和結(jié)果計(jì)算都采用并行處理。
并且提供基于GPU的獨(dú)特技術(shù)。該技術(shù)與并行計(jì)算結(jié)合可以進(jìn)一步提高計(jì)算速度。
具有出色的加速比，能在數(shù)百個(gè)處理器上實(shí)現(xiàn)萬億次浮點(diǎn)計(jì)算。另外，高級(jí)技術(shù)包括子結(jié)構(gòu)（CMS），子模型和專有加速技術(shù)可有效解決大型模型處理難題。
懸架動(dòng)力分析(2.5千萬DOF)
穩(wěn)健的非線性分析
利用單元和材料技術(shù)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提供穩(wěn)定先進(jìn)的非線性求解計(jì)算方法，并提供先進(jìn)的功能，用戶可以模擬各種非線性物理現(xiàn)象。
? 材料模型庫
為準(zhǔn)確理解材料的力學(xué)行為，ANSYS在仿真材料庫中添加了大量的材料模型, 包括：彈性、粘彈性、塑性、粘塑性、蠕變、超彈性，墊片和各向異性等方面?？蛻艨梢圆捎弥T如金屬、橡膠、塑料、玻璃、泡沫、混凝土、生物材料和特殊合金等本構(gòu)模型。
? 零件間相互作用關(guān)系
強(qiáng)健、完整的接觸類型包括面-面，線-面和線-線接觸適用于剛體、柔性體接觸中可考慮零件間相互滑動(dòng)引起的各向同性及各向異性的摩擦計(jì)算。
? 復(fù)雜問題的強(qiáng)健求解算法
ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器提供了多種方程求解方案。包括直接稀疏矩陣求解、共軛梯度迭代求解(PCG)，雅可比共軛梯度求解 (JCG)等。
? 創(chuàng)建自定義單元和材料
較高級(jí)應(yīng)用和研究需要自定義材料和自定義的單元形式，采用ANSYS工具，通過使用自定義單元可以擴(kuò)充原有功能，自定義材料或自定義子程序可創(chuàng)建自定義模型，如摩擦等。
鎳鈦形狀記憶合金材料模擬
接觸磨損分析
PCG求解器速度隨CPU數(shù)量增加求解速度基本線性加快
獨(dú)特的CAD-CAE協(xié)同及網(wǎng)格技術(shù)
? 雙向參數(shù)互動(dòng)的CAD接口
CAD設(shè)計(jì)與CAE仿真，實(shí)現(xiàn)模型共享，設(shè)計(jì)參數(shù)雙向關(guān)聯(lián)。
? 智能網(wǎng)格生成器
全自動(dòng)六面體網(wǎng)格劃分技術(shù)將復(fù)雜的模型自動(dòng)生成六面體為主的網(wǎng)格。
可以根據(jù)分析類型直接把網(wǎng)格劃分成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、電磁網(wǎng)格、CFX流體網(wǎng)格、LS-DYNA或AutoDyn顯式網(wǎng)格。
可以在多個(gè)CPU上對(duì)各個(gè)零部件逐一劃分網(wǎng)格，分網(wǎng)效率大幅提升，串行分網(wǎng)提升高達(dá)4倍，并行分網(wǎng)速度提升高達(dá)27倍。
高級(jí)求解方案
? 剛?cè)狍w分析
ANSYS Mechanical可分析復(fù)雜的承受大范圍運(yùn)動(dòng)的零件裝配體，例如：車輛懸架系統(tǒng)，加工過程中的機(jī)器人操作手，飛機(jī)起落架系統(tǒng)。為更快更有效地解決此類問題，ANSYS提供了多剛體動(dòng)力分析模型。
? 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)主要運(yùn)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的分析和診斷，該功能通常用于發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、計(jì)算機(jī)磁盤等分析。轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)可有效計(jì)算結(jié)構(gòu)臨界速度和不平衡荷載。
ANSYS具有模態(tài)和瞬態(tài)分析功能，對(duì)應(yīng)梁、殼、實(shí)體單元，通過生成Campbell圖來確定單盤或多盤系統(tǒng)的臨界速度。通過界面輸入外部軸承特征數(shù)據(jù)來建立軸承模型。對(duì)具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的幾何模型模態(tài)和諧響應(yīng)分析，通過建立周期對(duì)稱模型可有效減少計(jì)算時(shí)間。
? 復(fù)雜接觸條件下的振動(dòng)分析（剎車制動(dòng)嘯叫分析）
制動(dòng)盤產(chǎn)生大量持續(xù)的摩擦引起的振動(dòng)，最直接的結(jié)果就是制動(dòng)嘯叫，這對(duì)工程師及研究人員而言，都是個(gè)挑戰(zhàn)。
使用ANSYS技術(shù)，用戶可通過復(fù)特征值求解確定不穩(wěn)定模態(tài)。三種不同的模態(tài)計(jì)算方法提供不同準(zhǔn)確性及計(jì)算速度之間的多種選擇，包括考慮不同水平的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。
彈射座椅瞬態(tài)沖擊響應(yīng)
葉片盤的周期對(duì)稱振動(dòng)分析
耦合場(chǎng)分析功能
Mechanical支持直接和間接耦合，包括流體-結(jié)構(gòu)-傳熱-電磁的多場(chǎng)耦合。
ANSYS工具可幫助你計(jì)算熱-結(jié)構(gòu)，熱-電，壓電和聲學(xué)影響，使用耦合單元可進(jìn)行全部自由度的強(qiáng)耦合分析。
強(qiáng)大的腳本自動(dòng)化任務(wù)
獨(dú)特的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL使用靈活，擴(kuò)展了ANSYS Mechanical的應(yīng)用能力。工程師可采用APDL自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)，建立自己的參數(shù)化模型、執(zhí)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及構(gòu)造適應(yīng)的網(wǎng)格。
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