ANSYS Mechanical

   ANSYS Mechanical 是功能強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)和熱、應(yīng)力仿真軟件，提供了完善的結(jié)構(gòu)線性/非線性和動(dòng)力學(xué)分析功能，支持金屬和橡膠等各類材料，能夠解決廣泛的工程問題，包括非線性接觸這樣復(fù)雜的問題，適用于各類零件及組件的仿真，具有應(yīng)力、溫度、形變、接觸壓力分布仿真能力，能夠進(jìn)行熱、噪聲、熱/結(jié)構(gòu)、熱/電等耦合物理場(chǎng)求解。

適用領(lǐng)域

功能和特點(diǎn)

解決非線性問題

有了單元和材料技術(shù)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)為各種應(yīng)用提供了不同的先進(jìn)的建模方法，有模態(tài)、諧響應(yīng)、頻譜、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、柔性多體動(dòng)力學(xué)、模態(tài)綜合、循環(huán)對(duì)稱、分層分析、復(fù)合材料失效、斷裂力學(xué)、網(wǎng)格自適應(yīng)、二維重劃、子模型、子結(jié)構(gòu)、單元生死以及拓?fù)鋬?yōu)化等及其他。

另外，ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)提供先進(jìn)的功能，用戶可以模擬各種物理現(xiàn)象，如熱應(yīng)力、機(jī)電、結(jié)構(gòu)聲學(xué)、質(zhì)量擴(kuò)散以及簡(jiǎn)單的熱流體分析。

非線性工具包

l 非線性收斂控制（Nonlinear convergence controls）

l 接觸診斷（Contact diagnostics）

l 非線性診斷（Nonlinear diagnostics）

l 二維重分區(qū)（2-D rezoning）

l 半求解（Partial solve）

l 隱式顯式（Implicit explicit transfer）

l 單元生死（Element birth and death）

l 初始應(yīng)力應(yīng)變（Initial stress–strain）

l 線性擾動(dòng)（Linear perturbation）

強(qiáng)大的求解器功能

ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)解決方案提供了一個(gè)大型的先進(jìn)求解器庫，包括稀疏矩陣直接求解器、預(yù)條件共軛梯度迭代求解器(PCG)、雅可比共軛梯度求解器(JCG)等。另外，在大規(guī)模并行處理計(jì)算中，代數(shù)多重網(wǎng)格求解器和分布式PCG、JCG和稀疏矩陣求解器同樣適用。

ANSYS的VT技術(shù)可以加快循環(huán)對(duì)稱結(jié)構(gòu)模態(tài)的計(jì)算速度，尤其是要求有大量的諧波指數(shù)時(shí)。像在諧響應(yīng)分析中的掃頻方法也得益于VT技術(shù)。一般獲得到的加速比在3到10之間。采用相同的原理，瞬態(tài)熱分析和非線性結(jié)構(gòu)瞬態(tài)問題的某些類別在較短的時(shí)間也可以計(jì)算出分析結(jié)果。

l 求解器類型（Solver Type）

l 直接求解器（Direct）：Sparse

l 迭代求解器（Iterative）：PCG、AMG

l 分布式內(nèi)存求解器（Distributed Memory）：

先進(jìn)的后處理工具

ANSYS提供一套完整的后處理工具，來顯示模型的云圖或矢量圖，以便來描述最后的結(jié)果（最大值、最小值及位置）。強(qiáng)大直觀的切片技術(shù)使用戶獲得幾何的給定部分之外的更多詳細(xì)結(jié)果信息。所有的數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出為文本數(shù)據(jù)或電子表格以便進(jìn)一步的計(jì)算。靜態(tài)和非線性或瞬態(tài)情況下，可以采用動(dòng)畫顯示結(jié)果。任何結(jié)果或邊界條件都可用于創(chuàng)建用戶自定義圖表?！　?/p>

廣泛的材料模型庫

ANSYS提供了一個(gè)廣泛的數(shù)學(xué)材料模型庫，以幫助用戶模擬各種材料的力學(xué)行為，如彈性、粘彈性、塑性、粘塑性、鑄鐵塑性、蠕變、超彈性、墊片和各向異性。這些本構(gòu)模型可以用來模擬各種材料，如金屬、橡膠、塑料、玻璃、泡沫、混凝土，生物組織和特殊合金材料。另外，ANSYS提供了一套曲線擬合工具，從而有助于獲取這些材料模型的參數(shù)。

虛擬裂紋閉合技術(shù)可以計(jì)算二維連續(xù)單元和三位連續(xù)單元的能量釋放率。二維單元也支持裂紋擴(kuò)展模擬。

材料模型：各向同性、正交各向異性彈性，多線性彈性，超彈性，各向異性超彈性，Bergstrom–Boyce超彈性，Mullins效應(yīng)超彈性和彈塑性。

 其他材料模型：鑄鐵塑性材料，Drucker–Prager本構(gòu)，記憶合金材料，膨脹材料模型，墊圈材料和混凝土。

綜合的單元技術(shù)

 目前這一代的ANSYS單元技術(shù)功能強(qiáng)大，擁有一致的理論基礎(chǔ)和最先進(jìn)的算法。ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)軟件提供了一個(gè)豐富的單元庫，包括梁?jiǎn)卧?、管單元、板殼單元、?shí)體單元、二維平面/軸對(duì)稱單元和三維軸對(duì)稱單元，這些單元有很廣泛的適用性，可適用于復(fù)合材料、屈曲和坍塌分析、動(dòng)力學(xué)分析和非線性分析。此單元庫也包括特殊用途單元，如墊片單元、運(yùn)動(dòng)副單元、界面單元和復(fù)合材料的層單元。

這些單元具有優(yōu)越的性能和全面的功能。它們也支持高級(jí)材料模型和網(wǎng)格重劃方法，斷裂力學(xué)和耦合場(chǎng)技術(shù)，也能適應(yīng)分布式求解器處理需求。

自動(dòng)探測(cè)裝配體的接觸面

 一旦幾何模型被導(dǎo)入，ANSYS機(jī)械解決方案就會(huì)自動(dòng)探測(cè)到裝配體零部件之間的接觸面并建立接觸關(guān)系或者運(yùn)動(dòng)副。可以手動(dòng)更改接觸關(guān)系或者運(yùn)動(dòng)副的設(shè)置和選項(xiàng)，也可手動(dòng)生成接觸。對(duì)于柔性/剛體動(dòng)力學(xué)的運(yùn)動(dòng)副也可以自動(dòng)探測(cè)出。在仿真環(huán)境中，每種接觸或者運(yùn)動(dòng)副關(guān)系都可以用軟件中的圖形工具輕松顯示出來。

自動(dòng)探測(cè)裝配體的接觸面

采用ANSYS的幾何CAD模型解決方案，可以直接使用現(xiàn)有的CAD幾何模型，無需轉(zhuǎn)換成IGES或其他中間幾何格式。ANSYS軟件向最流行的CAD系統(tǒng)提供雙向的整合方案已逾10年。ANSYS軟件還直接整合到CAD中的菜單欄，這樣就能從CAD系統(tǒng)中輕松地調(diào)用先進(jìn)的ANSYS模擬技術(shù)。

由于ANSYS幾何導(dǎo)入機(jī)制針對(duì)所有CAD系統(tǒng)都一樣，用戶可以靈活地在同時(shí)使用多個(gè)CAD軟件的情況下在一個(gè)相同的計(jì)算模擬環(huán)境下工作。

 ANSYS協(xié)同仿真環(huán)境同樣支持如IGES、Parasolid、ACIS(SAT)和STEP這樣的中間文件格式，在使用各種CAD系統(tǒng)時(shí)可以方便輸出成以上格式。

ANSYS提供了強(qiáng)大的自動(dòng)網(wǎng)格劃分工具——從四面體網(wǎng)格到全六面體網(wǎng)格，膨脹層網(wǎng)格和高質(zhì)量殼網(wǎng)格。用戶可以手動(dòng)設(shè)定面尺寸或邊尺寸大小，影響球和特征退化誤差

報(bào)告

ANSYS軟件可以讓工程師們用許多方法來查看自己的設(shè)計(jì)。所有的結(jié)果必須要有效地形成報(bào)告文件。ANSYS可以即時(shí)生成涵蓋所有技術(shù)數(shù)據(jù)和模型圖片的報(bào)告，文件格式為HTML、Word、PPT。

求解器定制與腳本

通過用戶自定義單元、用戶自定義材料以及ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言腳本等方法為用戶提供了方便、靈活的定制功能，從而拓寬了機(jī)械解決方案的應(yīng)用能力。

參數(shù)化設(shè)計(jì)語言是求解極其復(fù)雜結(jié)構(gòu)力學(xué)問題的基礎(chǔ)。另外，由于APDL可以提供許多便捷的特征，如參數(shù)、宏、分支，循環(huán)、重復(fù)和數(shù)組參數(shù)，工程師們可以運(yùn)用APDL進(jìn)行日常的任務(wù)自動(dòng)分析，建立自己的參數(shù)模型，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，自適應(yīng)網(wǎng)格劃分等。