ANSYS 19.0 | 結(jié)構(gòu)新功能亮點(diǎn)

2018-02-12  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

ANSYS Mechanical是ANSYS家族中歷久50年而長(zhǎng)盛不衰的結(jié)構(gòu)仿真產(chǎn)品。ANSYS每次的版本更新,Mechanical的新技術(shù)新功能都是用戶關(guān)注的熱點(diǎn)。

當(dāng)今時(shí)代,我們的用戶在結(jié)構(gòu)仿真中面臨諸多的挑戰(zhàn)——復(fù)合材料、3D打印、流固耦合、非線性自適應(yīng)、剛?cè)峄旌蟿?dòng)力學(xué)、斷裂與疲勞等詞匯,正在成為用戶關(guān)注的新仿真需求。用戶都期待著ANSYS19.0能不能再次帶給我們更多的技術(shù)更新?能不能幫助我們探索更多新領(lǐng)域的仿真技術(shù)?

以下就為您帶來期待已久的ANSYS Mechanical 19.0的部分新功能,讓大家先睹為快!

SMART斷裂力學(xué)功能增強(qiáng)

斷裂力學(xué)是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)分析類型,但一般的斷裂分析相當(dāng)繁瑣,且網(wǎng)格劃分方法和質(zhì)量對(duì)結(jié)果有極大影響。通常用戶必須手工制作網(wǎng)格,然后做出大量的假設(shè)以預(yù)測(cè)裂紋如何傳播。

ANSYS的SMART (Separating,Morphing, Adaptive and Re-meshing Technology)斷裂力學(xué)分析技術(shù),可用來預(yù)測(cè)裂紋在靜態(tài)荷載下的擴(kuò)展情況,以及在動(dòng)態(tài)荷載下的斷裂與疲勞的組合分析。

• ANSYS 19.0引入了幾項(xiàng)新的技術(shù)來增強(qiáng)SMART斷裂力學(xué)分析,將定義裂紋的易用性與自由度結(jié)合起來,超越了線彈性斷裂力學(xué)的范圍,可以考慮真實(shí)的非線性效應(yīng)。

• ANSYS 19.0中提供更多斷裂擴(kuò)展分析方案,包括:基于I型裂紋的擴(kuò)展、基于失效準(zhǔn)則的靜態(tài)裂紋擴(kuò)展(應(yīng)力強(qiáng)度因子或J-積分)、基于Paris-Law法則的疲勞裂紋擴(kuò)展。裂紋的擴(kuò)展模型的定義包括標(biāo)準(zhǔn)的半橢圓形裂紋、任意形狀裂縫、預(yù)置網(wǎng)格的裂縫等。

裂紋的擴(kuò)展過程模擬,無需依賴網(wǎng)格及裂紋形狀

NLAD非線性自適應(yīng)功能增強(qiáng)

NLAD(非線性自適應(yīng))技術(shù),適用于解決超大變形的問題,如橡膠密封和金屬成形模擬。在ANSYS 19.0中,NLAD擴(kuò)展到支持各種高階二次單元,以提供更高的計(jì)算精度和計(jì)算性能。如下圖的橡膠件受擠壓分析,超彈性材料的極度扭曲,經(jīng)歷了13次網(wǎng)格自動(dòng)重劃分。

基于NLAD非線性自適應(yīng),分析橡膠件受擠壓的超大變形過程

接觸分析增強(qiáng)

• ANSYS 19.0在接觸定義中增加了一個(gè)小滑移接觸的開關(guān)(Small Sliding Contact),即相對(duì)滑移量小于20%的接觸長(zhǎng)度時(shí),打開開關(guān),可以獲得類似線性接觸的計(jì)算效率,可以顯著地提高求解速度。

  
  

• 其他的接觸分析增強(qiáng)包括,新增與斷裂結(jié)合的冪函數(shù)脫粘Debond模型、可定義固定摩擦坐標(biāo)系下的各向異性摩擦、可定義針對(duì)穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)的粘性摩擦準(zhǔn)則等。

拓?fù)鋬?yōu)化功能增強(qiáng)

• ANSYS 19.0的拓?fù)鋬?yōu)化中支持更豐富的載荷類型,增加了慣性載荷、溫度載荷、熱邊界條件等。

• ANSYS 19.0的拓?fù)鋬?yōu)化中支持更豐富的制造約束,增加了拔模方向、對(duì)稱、周期對(duì)稱、擠出工藝等。

  
  

多體動(dòng)力學(xué)功能增強(qiáng)

為協(xié)同仿真功能模型單元(FMU)提供輸出,以便用戶在系統(tǒng)級(jí)的瞬態(tài)仿真中使用剛-柔混合體模型。ANSYS為Matlab,Simulink,Simplorer提供了統(tǒng)一的輸出接口。

顯式動(dòng)力學(xué)功能增強(qiáng)

• 提供更多的運(yùn)動(dòng)副類型,并增強(qiáng)剛-柔混合的多體分析性能。

• 提供Drop test跌落分析工具,并支持調(diào)用LS-Dyna顯式動(dòng)力學(xué)分析。

• 在Workbench環(huán)境中可導(dǎo)入LS-Dyna的.K文件,并完成分析求解。

全新的流固耦合數(shù)據(jù)映射傳遞技術(shù)

對(duì)于Fluent-Mechanical的流固耦合,ANSYS 19.0優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳遞和映射算法,流體數(shù)據(jù)到Mechanical的轉(zhuǎn)換效率甚至可提升40倍。這也意味著ANSYS為流固耦合分析提供了更緊密的數(shù)據(jù)集成和提供更高的計(jì)算效率。

HPC計(jì)算性能增強(qiáng),且默認(rèn)可用4核并行

ANSYS 19.0繼續(xù)提升HPC高性能并行計(jì)算的性能,并給予用戶更多的免費(fèi)可用核數(shù)(4核)。在下圖的發(fā)動(dòng)機(jī)體算例中,使用了19.0的接觸新功能(小滑移接觸模型),減少了1倍的接觸非線性迭代數(shù)。再結(jié)合HPC的性能改進(jìn),整體計(jì)算速度提升3倍。

• Mechanical 19.0已自帶4核并行,用戶可體驗(yàn)從2核到4核的高速并行運(yùn)算性能。

• ANSYS 19.0顯著提升了3000核以上的超大規(guī)模并行效率,超過3000核以上求解性能依然近乎線性增長(zhǎng)。

• ANSYS 19.0也顯著提升了非對(duì)稱矩陣的并行求解性能,典型的非對(duì)稱矩陣問題出現(xiàn)在摩擦接觸分析、阻尼模態(tài)分析等領(lǐng)域。

• ANSYS旗下結(jié)構(gòu)、電磁、流體產(chǎn)品已共享HPC License且統(tǒng)一管理,幫助用戶更多地使用HPC來提高工作效率。

噪聲分析增強(qiáng)

ANSYS 19.0對(duì)于空間內(nèi)聲場(chǎng)分析進(jìn)行了增強(qiáng),加入了遠(yuǎn)場(chǎng)麥克風(fēng)和傳輸導(dǎo)納矩陣(格柵)的功能,可以更有效地考慮格柵和多孔界面,這意味著更小的模型尺寸和更快的運(yùn)行時(shí)間。這些功能適用于如音樂廳的大型聲場(chǎng)環(huán)境,以及汽車尾氣系統(tǒng)等具有非常復(fù)雜的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)等問題。

其他功能增強(qiáng):

• 對(duì)于復(fù)合材料分析,ANSYS 19.0可定義復(fù)合材料殼的鋪層,并將其自動(dòng)映射到導(dǎo)入的三維實(shí)體模型上。這一功能,可以用于分析造型較為復(fù)雜的復(fù)合材料實(shí)體模型,例如復(fù)雜扭曲的復(fù)合材料葉片。

• ANSYS 19.0繼續(xù)增強(qiáng)對(duì)ANSYS、Abaqus、Nastran的模型導(dǎo)入和解析功能,可以導(dǎo)入更多邊界條件、螺栓預(yù)緊力等,并且可以方便的刪除、修改、添加邊界條件。

• ANSYS 19.0 支持Maxwell 瞬態(tài)分析– Mechanical諧振分析的耦合,可以將Maxwell求得的電磁力,傳遞到結(jié)構(gòu)分析中做頻域的諧振分析。

• 用戶期待已久的Workbench環(huán)境中單元生死技術(shù),在ANSYS 19.0可以定義單元生死,以及在多個(gè)載荷步中的對(duì)單元和接觸狀態(tài)進(jìn)行生死操作。

• ANSYS 19.0可支持“隨需而算”的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果后處理。在求解時(shí)不計(jì)算應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果,以提高解算效率并減少寫入文件時(shí)間。若后處理需要時(shí),則也可運(yùn)算獲得應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果。

幾何建模功能增強(qiáng)

ANSYS 19.0繼續(xù)增強(qiáng)了Spacecaim的多項(xiàng)幾何建模及處理功能,并做了GUI界面的優(yōu)化。

• 對(duì)結(jié)構(gòu)仿真常用的“共享拓?fù)洹奔夹g(shù)做了增強(qiáng),并提升了復(fù)雜模型和大型模型的拓?fù)溥\(yùn)算魯棒性。

• 向更多用戶開放3D打印所需的幾何處理功能,并對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化網(wǎng)格和Fluent網(wǎng)格的處理做了專門優(yōu)化。

網(wǎng)格劃分功能增強(qiáng)

ANSYS 19.0繼續(xù)增強(qiáng)了網(wǎng)格劃分的魯棒性和劃分質(zhì)量,并提供更方便的操作體驗(yàn)。

• 繼續(xù)提升殼網(wǎng)格劃分的一致性和網(wǎng)格質(zhì)量,例如優(yōu)化了圓柱殼體質(zhì)量和改進(jìn)了扭曲區(qū)域的網(wǎng)格質(zhì)量,此外特別優(yōu)化了孔洞附近的網(wǎng)格質(zhì)量。

• 新增了適用于增材制造的笛卡爾網(wǎng)格功能,并新增了用于顯式分析及電子設(shè)備分析的表面全六面體網(wǎng)格功能。

• 繼續(xù)提升自動(dòng)六面體網(wǎng)格技術(shù),包括MultiZone、O-grid、Mapping等方法,六面體網(wǎng)格劃分變得更為穩(wěn)定和自動(dòng)化。

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