產品中心

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ANSYS Mechanical高級結構力學分析

概述


作為ANSYS的核心產品之一,ANSYS Mechanical是通用結構力學仿真分析系統。以結構力學分析為主,涵蓋線性、非線性、靜力、動力、疲勞、斷裂、復合材料、優化設計、概率設計、熱及熱結構耦合、壓電等分析中幾乎所有的功能。

ANSYS Mechanical在全球擁有超過13000家的用戶群體,是世界范圍應用廣泛的結構CAE軟件。除了提供全面的結構、熱、壓電、聲學、以及耦合場等分析功能外,還創造性地實現了與ANSYS新一代計算流體動力學分析程序Fluent、CFX的雙向流固耦合計算。全面集成于ANSYS新一代協同仿真環境ANSYS Workbench,易學易用。


非線性:從單元技術、本構模型技術和求解技術等各個方面為高效地解決各種復雜非線性問題提供了堅實保障。

動力學:獨具特色、簡便易用的剛柔混合多體動力學分析技術,基于三維結構的全面的轉子動力學分析技術等。

梁殼結構:非線性/實體/復合材料殼結構、非線性/復合材料/真實截面梁結構、基于MPC的自動點焊處理技術等為薄壁結構提供了獨特的模擬分析能力。

高效并行:適應于各種計算機體系結構的高效分布式并行計算。

加速收斂:獨特的“VT變分技術”大大減少非線性和瞬態動力學計算的迭代時間。


功能特色


完備的分析功能

以結構力學分析為主,涵蓋線性、非線性、靜力、動力、疲勞、斷裂、復合材料、優化設計、概率設計、熱及熱結構耦合、壓電等分析中幾乎所有的功能。


揚塵監測儀

氣動載荷作用下飛機整機強度分析

揚塵監測儀

使用鉸接、彈簧和接觸功能



快速求解大型模型能力

ANSYS結構求解加入了并行算法來加快求解速度:整個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果計算都采用并行處理。
并且提供基于GPU的獨特技術。該技術與并行計算結合可以進一步提高計算速度。

具有出色的加速比,能在數百個處理器上實現萬億次浮點計算。另外,高級技術包括子結構(CMS),子模型和專有加速技術可有效解決大型模型處理難題。


揚塵監測儀

懸架動力分析(2.5千萬DOF)


穩健的非線性分析

利用單元和材料技術的堅實基礎,提供穩定先進的非線性求解計算方法,并提供先進的功能,用戶可以模擬各種非線性物理現象。


材料模型庫

為準確理解材料的力學行為,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模型。


零件間相互作用關系

強健、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引起的各向同性及各向異性的摩擦計算。


復雜問題的強健求解算法

ANSYS結構力學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。


創建自定義單元和材料

較高級應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充原有功能,自定義材料或自定義子程序可創建自定義模型,如摩擦等。


揚塵監測儀

鎳鈦形狀記憶合金材料模擬


揚塵監測儀

接觸磨損分析


揚塵監測儀

PCG求解器速度隨CPU數量增加求解速度基本線性加快



獨特的CAD-CAE協同及網格技術

雙向參數互動的CAD接口

CAD設計與CAE仿真,實現模型共享,設計參數雙向關聯。


智能網格生成器

全自動六面體網格劃分技術將復雜的模型自動生成六面體為主的網格。
可以根據分析類型直接把網格劃分成結構網格、電磁網格、CFX流體網格、LS-DYNA或AutoDyn顯式網格。

可以在多個CPU上對各個零部件逐一劃分網格,分網效率大幅提升,串行分網提升高達4倍,并行分網速度提升高達27倍。


高級求解方案


剛柔體分析

ANSYS Mechanical可分析復雜的承受大范圍運動的零件裝配體,例如:車輛懸架系統,加工過程中的機器人操作手,飛機起落架系統。為更快更有效地解決此類問題,ANSYS提供了多剛體動力分析模型。


轉子動力學

轉子動力學主要運用于旋轉機械的分析和診斷,該功能通常用于發動機、汽輪機、汽車發動機、計算機磁盤等分析。轉子動力學可有效計算結構臨界速度和不平衡荷載。
ANSYS具有模態和瞬態分析功能,對應梁、殼、實體單元,通過生成Campbell圖來確定單盤或多盤系統的臨界速度。通過界面輸入外部軸承特征數據來建立軸承模型。對具有旋轉對稱性的幾何模型模態和諧響應分析,通過建立周期對稱模型可有效減少計算時間。


復雜接觸條件下的振動分析(剎車制動嘯叫分析)

制動盤產生大量持續的摩擦引起的振動,直接的結果就是制動嘯叫,這對工程師及研究人員而言,都是個挑戰。

使用ANSYS技術,用戶可通過復特征值求解確定不穩定模態。三種不同的模態計算方法提供不同準確性及計算速度之間的多種選擇,包括考慮不同水平的預應力狀態。


揚塵監測儀

彈射座椅瞬態沖擊響應


揚塵監測儀

葉片盤的周期對稱振動分析


耦合場分析功能


Mechanical支持直接和間接耦合,包括流體-結構-傳熱-電磁的多場耦合。

ANSYS工具可幫助你計算熱-結構,熱-電,壓電和聲學影響,使用耦合單元可進行全部自由度的強耦合分析。


揚塵監測儀


強大的腳本自動化任務

獨特的參數化設計語言APDL使用靈活,擴展了ANSYS Mechanical的應用能力。工程師可采用APDL自動執行任務,建立自己的參數化模型、執行優化設計,以及構造適應的網格。


相關模塊


ANSYS HPC 高性能計算
提供高性能并行計算功能,大幅提高計算效率,目的就是要以更低的成本(短的時間、少的人力、少的資金),更真實地模擬物理世界。
ANSYS DesignModeler 全參數化實體建模
ANSYS DesignModeler是ANSYS Workbench平臺中的全參數建模工具,其主要功能有:幾何模型創建、幾何模型修改和概念建模。


ANSYS SCDM 參數化直接建模

基于直接建模思想的參數化幾何模型建立與修改工具,是一種動態建模技術,對于無論何種來源的模型都可以直接編輯,不需要考慮模型的歷史,不受參數化設計中復雜關聯的約束。提供各種CAD軟件接口。


ANSYS Geometry interface CAD幾何接口

給大多數CAD系統提供了直接的、關聯的、雙向的幾何接口。采用ANSYS的幾何CAD模型解決方案,可以直接使用現有的CAD幾何模型,無需轉換成IGES或其他中間幾何格式。 ANSYS Geometry interface軟件向流行的CAD系統提供雙向的整合方案已逾十年。


ANSYS Composite PrepPost 復合材料專用前后處理

是集成ANSYS Workbench環境的全新的復合材料前/后處理模塊,可以與ANSYS其它模塊實現數據的無縫連接。該模塊在處理層壓復合材料結構方面具有強大的功能,可非常直觀地定義復合材料鋪層,并提供豐富的復合材料失效分析方法和準則。


ANSYS CivilFEM 土木工程行業專用

ANSYS Mechanical與CivilFEM結合進行土木工程專用分析,CivilFEM是為土木工程專門定制的CAE工具,包含有美國、歐洲、西班牙及中國的混凝土及鋼結構規范,提供了龐大的型材庫、土木材料庫以及多種配筋混凝土構件、配筋混凝土板殼、配筋混凝土實體。


ANSYS DesignXplorer 多目標快速優化設計

多目標快速優化工具。將各種設計參數集成到分析過程中,基于實驗設計技術(DOE)和變分技術(VT ),使設計人員能快速地建立設計空間,繼而對產品性能進行六西格碼設計(DFSS)、多目標優化(MOO)、魯棒設計(RD)等深入的研究工作,并提供了直觀的工具迅速選擇到優化的設計方案。該模塊采用變分技術,一次網格劃分、一次求解,就可形成整個設計空間,減少設計循環。


客戶價值

通過溫度、強度、剛度、疲勞、屈曲分析,評估產品設計是否安全合理,在此基礎上進行優化設計,達到價值極大化。

對試驗工況進行模擬,預測試驗中可能出現的問題并進行事先改進。

對新材料新結構的模擬,評估和預測其技術可行性,規避不足。

通過仿真分析,縮短產品設計周期并降低風險,減少前期投入提高經濟效益。


典型應用


模塊化彈射座椅設計和分析

空客飛機板殼結構極限載荷分析

氣象雷達天線流固耦合優化設計

浦東機場候機樓地震分析

廣東全球通大廈彈塑性地震反應數值模擬

大功率柴油機曲軸工作過程疲勞壽命計算

激光陀螺抖動系統振動特性分析

基于耦合場的車門鉸鏈凸焊工藝過程模擬

大型水工預應力渡槽的溫度應力分析

水電站大壩施工澆筑過程溫度應力分析

大跨度索拱組合橋非線性地震相應分析

摩托羅拉BGA組件疲勞分析

航空航天慣性平臺臺體組件動態特性分析

特種車輛、客車整車動力學仿真計算

中國實驗快堆堆熱、機耦合分析

高速壓力機閉式組合機身優化設計

壓阻式硅微加速度傳感器仿真設計


揚塵監測儀


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