ansys mechanical что это

Содержание

Ansys Mechanical предоставляет пользователю возможность проведения различных расчетов в рамках механики сплошной среды. Это легкий в освоении, многофункциональный инструмент, возможности которого могут гибко варьироваться от самых простых инженерных расчетов на прочность для экспресс-оценки напряженного состояния до сложных многодисциплинарных задач.

2020: Улучшенные возможности для прочностных расчетов

АО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», партнер компании ANSYS, сообщил 28 января 2020 года о выходе релиза ANSYS 2020 R1. Главным изменением стал переход к более гибкой схеме лицензирования для пользователей ПО ANSYS Discovery, ANSYS Fluids и ANSYS Mechanical. Это позволит свести к минимуму неудобства для клиентов, а также устранить необходимость использования ANSYS Licensing Interconnect.

Важным обновлением стало дальнейшее развитие системы ANSYS Minerva – решения на базе Web и PLM-технологий, первая версия которого была представлена в 2019 R3. Придя на смену ANSYS EKM, ANSYS Minerva является единой безопасной средой совместной работы, обеспечивая взаимодействие участников проекта, данных численного моделирования и процессов при проектировании изделия.

Существенные изменения получило ПО ANSYS Mechanical, предназначенное для проведения различных расчетов в рамках механики сплошной среды. Среди них:

Возможности модуля External Model позволяют еще больше интегрировать ПО ANSYS Mechanical в единую расчетную среду, включающую различные расчеты в других расчетных комплексах.

ACT-расширение «External Study Importer» позволяет открыть в ANSYS Mechanical полную постановку задач из ПО Discovery Live и Autodesk Fusion 360 и существенно упрощает взаимодействие конструктора и инженера-расчетчика.

В ПО Mechanical APDL главный акцент был сделан на повышении надежности контактных алгоритмов – от совершенствования логики распознавания контактов и изменения алгоритмов расчета до расширенной диагностики решения задачи с контактами. Кроме того, были добавлены элементы, команды и опции расчетов с нелинейной адаптацией. Были улучшены возможности моделирования акустики, проведения тепловых расчетов и сильносвязанных многодисциплинарных расчетов. В версии 2020 R1 повышена производительность решателей и улучшена работа в режиме распределенных вычислений DMP.

Ряд улучшений также получили:

Среди других решений, получивших обновления в версии 2020 R1:

Решение для анализа функциональной безопасности систем в соответствии с отраслевыми стандартами безопасности ANSYS medini analyze. Главным изменением стало добавление инструментария для идентификации киберугроз и анализа кибербезопасности на основе модельно-ориентированно системного подхода, соответствующего стандарту кибербезопасности ISO 21434 и другим родственным стандартам.

Продукты ANSYS для работы с геометрией и построения сетки. Решения этой категории теперь могут интегрироваться с рядом CAD-систем. Кроме того, были улучшены инструменты работы с топологией, Weld Control и Batch Connections в ANSYS Meshing, а также усовершенствованы функции ANSYS ICEM CFD.

Дистрибутив версии ANSYS 2020 R1 доступен для загрузки в соответствующем разделе ANSYS Customer Portal, а также в офисах компании АО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс». Для получения лицензионных возможностей требуется обновление сервера лицензий до версии ANSYS 2020 R1. Текущие лицензионные файлы (для ANSYS 2019 R3) продолжат работать с новым менеджером лицензий без необходимости их обновления.

Опции лицензирования в части решений ANSYS Mechanical будут доступны только после обновления менеджера лицензий и лицензионных файлов до версии ANSYS 2020 R1.

Совместимость с Ansys Mechanical

Компании Ansys и Autodesk 21 ноября 2019 года объявили о следующем этапе партнерства, призванного обеспечить устойчивую совместимость программных продуктов компаний и предоставить клиентам динамичные процессы проектирования. Сотрудничество соединяет комплексный инструмент для проектирования Autodesk Fusion 360 и решения Ansys Mechanical для численного моделирования, чтобы ускорить выпуск продукции на рынок. Подробнее здесь.

Возможности

На ноябрь 2019 года возможности Ansys Mechanical включают:

Источник

ANSYS. Продолжение введения.Meshing.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Engeneering Data – интерфейс для управления базой данных физических

и механических свойств материалов, а также входных параметров математических

Design Modeler (пункт Geometry в разделе Component Systems) – приложение для создания геометрических 2D/3D-моделей. Также модуль может работать с импортированной из сторонних CAD-комплексов геометрией: позволяет исправлять дефекты в геометрии, изменять или упрощать геометрическую модель.

Meshing (пункт Mesh в разделе Component Systems) – многофункциональный сеточный препроцессор, который позволяет генерировать высококачественные расчетные сетки в автоматическом режиме для различных типов инженерного анализа. Модуль предоставляет широкий набор инструментов для построения расчетных сеток на основе треугольных и четырехугольных элементов для 2D-моделей и на основе тетраэдров, гексаэдров или пирамидальных элементов для 3D-моделей. В программе заложены алгоритмы для построения структурированных и неструктурированных расчетных сеток, а также возможности качественного разрешения расчетной сетки вблизи твердых стенок и других особенностей моделей, что особенно важно для гидродинамического анализа.

А теперь о том, чем же мы считаем все наши задачки и какой модуль выбрать. В первой статье я не знал насколько хорошо пойдет эта тема, поэтому пробежался по модулям в двух словах. Сейчас рассмотрю подробнее.

Static Structural предназначен для решения задач механики деформируемого твердого тела в статической постановке. При использовании командных вставок на языке APDL функционал модуля может быть расширен для решения, например, связанных задач (термоупругость, пороупругость, электроупругость и т. д.).

Transient Structural – модуль для решения задач динамики конструкций. Основан на неявных схемах интегрирования уравнений движения. Explicit Dynamics/AUTODYN/LS-DYNA – модули, основанные на явных решателях для расчета задач динамики конструкций и моделирования быстропротекающих нелинейных процессов: высокоскоростных ударов, пробитий, фрагментации, разрушения и т. д.

Rigid Dynamics предназначен для моделирования динамики подвижных систем, механизмов. Кинематика механизма описывается путем задания систем координат, связанных с деталями, и выбора параметров, которые однозначно определяют взаимное положение деталей и конфигурацию всего механизма. Перемещения тел

описываются уравнениями движения в форме Кейна, что обеспечивает высокую точность и скорость решения задачи.

Steady-State Thermal/Transient Thermal – анализ установившегося/нестационарного

теплового поля на основе решения уравнения стационарной/нестацио-

Fluid Flow (CFX) предназначен для решения задач гидродинамики, а также задач сопряженного теплообмена. Позволяет моделировать широкий спектр физических процессов в жидкостях и газах, таких как нестационарность, турбулентность, многокомпонентность и многофазность среды, химические реакции, радиационное излучение, акустические волны и т. д. Хорошо зарекомендовал себя в задачах турбомашиностроения, где необходимо моделирование течений жидкостей и газов в условиях вращающихся механизмов.

Fluid Flow (Fluent) имеет аналогичный модулю CFX функционал, однако содержит более широкий спектр моделей и методов для моделирования течений с химическими реакциями. Также обладает встроенным редактором расчетных сеток.

Electric – моделирование электрических полей постоянного тока в проводниках.

Thermal-Electric – стационарный электротермический анализ, позволяющий исследовать процессы тепловыделения при прохождении электрического тока по проводнику, а также процессы теплопереноса в твердых телах.

Modal – модальный анализ, расчет собственных частот и форм колебаний.

Harmonic Response – гармонический анализ для определения отклика конструкции на действие гармонических нагрузок. Позволяет оценить негативные последствия вынужденных колебаний – резонанса, усталости и т. д. Рассчитываются только установившиеся моды колебаний в определенном диапазоне частот.

Response Spectrum – анализ отклика конструкции на действие динамических нагрузок, заданных акселерограммой. С помощью линейно-спектрального метода определяются максимальные ответные ускорения одномассовой колебательной системы. Используется для расчета сейсмостойкости сооружений.

Random Vibration – анализ отклика конструкции на действие случайных вибрационных

нагрузок. Прикладываемая нагрузка задается с помощью вероятностных величин.

Этапы решения задач в Workbench можно описать следующей схемой.

Так же модель можно создать математически описав ее языком APDL.

При импорте, помимо свойств материала можно много чего импортировать. Помимо понятных колонок в Basic Geometry Option есть Advanced Geometry Options. Там можно выбрать тип анализа (2D или 3D), ассоциативность (для передачи свойств материалов, граничных условий и нагрузок на модель, заданных в сторонней CAD-системе), импорт системы координат, SmartCADUpdate (опция предполагает, что если в CAD были изменены некоторые части сборки, то в Design Modeler при повторном импорте осуществляется обновление только измененных частей).

Потом мы строим сетку конечных элементов. Это может быть выполнено с помощью модулей Meshing и ICEM CFD. После того как ANSYS поглотил маленькую конторку, занимавшуюся разработкой алгоритмов сеток ICEM, ее перестали развивать, а алгоритмы постепенно перекочевывают в родной сеточник ANSYS.

Далее в зависимости от типа анализа, который предполагается использовать в работе, производится описание математической модели и подбирается необходимый расчетный модуль. Например, для расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкции под действием статических нагрузок следует использовать модуль Static Structural. На данном этапе необходимо задать свойства материалов, граничные и начальные условия задачи, выбрать методы расчета, настроить решатель в соответствии с принятой физико-математической моделью и задать требуемую точность расчета.

Процесс расчета является полностью автоматизированным, однако рекомендуется осуществлять контроль над процессом решения: следить за поведением решения и его соответствием критериям сходимости, выводить на экран дополнительные параметры, позволяющие оценить необходимые количественные характеристики решения, и т. д.

После завершения расчета необходимо проанализировать полученные результаты и, если есть возможность, сравнить их с имеющимися экспериментальными данными. Также следует помнить, что полученное решение не должно зависеть от размера сеточных элементов, что обычно достигается проведением серии расчетов

на сетках различной плотности.

После того как мы вытащили в рабочую область WorkBench нужную нам систему и загрузили модель жмем дважды на клетку Model, что бы открылся Mechanical.

Разберемся с его интерфейсом.

Пройдемся по выпадающим меню.

В меню File все понятно, сохранить проект, экспортировать сетку в форматах Meshing, Fluent, Icem и т. д.

Ну help стандартно содержит справочные материалы.

Теперь, ожидаемо, пройдемся по тулбару.

Теперь рассмотрим древо проекта.

В нем отображаются компоненты, соответствующие этапам пред-

процессорной подготовки модели. Их можно разделить на две группы: основные – появляются в дереве по умолчанию при открытии любого проекта, и опциональные – появляются в дереве только для определенных типов геометрической модели или при использовании определенных инструментов в ходе построения сеточной модели.

Для проведения полноценного расчета нужна сетка. Сетка не просто рандомная, как при конвертации в STL, а настраиваемая. Она подразделяется на конформную (упорядоченную) и неконформную (рандомную).

Картинка для понимания упорядочивания сетки.

Теперь относительно формы элемента сетки.

Расчетные сетки могут быть гибридными и включать одновременно элементы различных типов.

Для правильной оценки расчета нужна конформная сетка, то есть нужно упорядочить ее так, что бы в местах, где у нас происходят перемещения,деформации сетка была мельче и правильно ориентирована. Для построения сетки на 2D-поверхностях реализованы 3 метода:

1. Quadrilateral Dominant, то есть преобладание четырехугольников. Вся сетка строится преимущественно с помощью четырехугольников. Форма элементов определяется настройкой Free Face Mesh Type, которая имеет два режима. При выборе режима All Quad сеточный препроцессор

принудительно разбивает область на четырехугольные элементы независимо от качества отдельных элементов. При выборе режима Quad/Tri препроцессор строит сетку из четырехугольных элементов, однако в сложных областях, где возможно использование лишь четырехугольных элементов с низким качеством, такие элементы заменяются на элементы треугольной формы с более высоким качеством.

3. Метод MultiZone Quad/Tri, в отличие от двух предыдущих, основан на

блочной технологии и позволяет проводить автоматическую декомпозицию сложной геометрии на отдельные блоки с последующим построением на каждом блоке структурированной (там, где это возможно) или неструктурированной сетки в зависимости от выбранных настроек метода. Форма элементов сеток для блоков определяется настройкой Free Face Mesh Type с тремя режимами: All Quad, Quad/Tri и All Tri (аналог метода Triangle Meshing).

Чтобы увидеть различие между метода MultiZone Quad/Tri от методов Quadrilateral Dominant и Triangle Meshing рассмотрим все ту же окружность. В одном случае с Quadrilateral Dominant получим такую картину.

Получилось немного сумбурно и многабукав. Кто осилил, тот молодец. Трехмерные меши рассмотрим в следующей статье.

А что бы было понятно, что меши и качество его влияют на итоговый расчет, вот пример плохо и хорошо построенной сетки.

Источник

• ← выделите сюжеты которые характерны для архаических мифов
• Авто со спойлером с завода →