ansys形狀的案例
CAESES與ANSYS耦合形狀優化
在ANSYS中進行形狀優化
為了能夠在ANSYS Workbench中實現CAESES動態變化，您需要在ANSYS Workbench中安裝CAESES的ANSYS APP（ACT擴展）。并通過CAESES組件更新并下載“.fsc”文件。幾何模型輸出并加載到ANSYS Workbench中之后，會自動使用在CAESES中選擇的文件格式。
在ANSYS Workbench中的CAESES組件更新后，其幾何設計變量會自動顯示在參數設置中。之后，就可手動或是通過優化工具（ANSYS的內置策略、optiSLang等）來改變這些變量參數設計得到新方案。
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展開 在ANSYS中以CAESES進行形狀優化
CAESES中參數化幾何模型的設置
在ANSYS中進行形狀優化
為了能夠在ANSYS Workbench中實現CAESES動態變化，您需要在ANSYS Workbench中安裝CAESES的ANSYS APP（ACT擴展）。并通過CAESES組件下載并更新“.fsc”文件。幾何模型輸出并加載到ANSYS Workbench中之后，會自動使用在CAESES中選擇的文件格式。
使用CAESES-ANSYS自動生成幾何
導出的文件為ACIS(*.sat)格式，其中包含了大量的識別不同幾何部分的額外信息。在CAESES中，您可以為各個面自定義不同的顏色，它們會在ANSYS Workbench中轉化為標識符。在自動生成網格的過程中，您需要通過“命名選擇”來識別模型不同的顏色。您可以在處理好的幾何模型中找到更多的關于顏色的信息。
各個面的顏色標識
當更新好ANSYS Workbench組件后，幾何模型的設計變量就會自動顯示在參數設定區域。通過手動或優化工具改變這些參數，來生成新的設計方案。無論您需要解決何種CAE任務（如計算流體力學或結構分析），無論您使用何種求解器（如ANSYS Fluent，ANSYS CFX和ANSYS Mechanical），這一新的連接都可以為您提供完美的服務。
在ANSYS Workbench中進行自動形狀優化，并比較不同形狀幾何的性能
ACT應用開發
為了CAESES 和ANSYS Workbench之間的耦合連接，CAESES與CADFEM公司開展了緊密的合作。
在第一階段，為了解ANSYS中的ACT技術，CAESES工程師在CADFEM進行了系統的交流和培訓。
展開 ANSYS中不同形狀的波函數書寫方法
以下為excel的圖像表達
函數.zip
作者文章.7z
作者：范文哲（fwz0703@163.com，公眾號：CAE_ANSYS）
Ansys | 基于熱效應的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設置和邊界條件。共創建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發生主要的相變，計算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復發生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 
Ansys | 基于熱效應的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設置和邊界條件。共創建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發生主要的相變，計算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復發生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 ANSYS中的ASUB命令——通過已存在面的形狀生成一個面
由已存在面的2、4、6、7角點重新生成一個面
則生成的面如圖1所示
圖1 ASUB命令的操作結果
4.參考資料
ANSYS HELP 15.0
ANSYS網絡研討會——利用網格變形技術進行空氣動力學形狀探索和優化
本次網絡研討會說明了如何針對空氣動力學形狀優化問題制定快速解決方案。在網絡研討會上，我們提出了用 ANSYS Workbench 作為框架、RBF 作為變形技術、 ANSYS Fluent 作為求解器且以 DesignXplorer 作為實驗設計工具部署的新方法。
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利用網格變形技術進行空氣動力學形狀探索和優化
ANSYS復合材料仿真分析及其在航空領域的應用
二.ANSYS復合材料仿真技術及其在航空領域應用
復合材料具有各向異性、耦合效應、層間剪切等特殊性質，因此復合材料結構的精確仿真，已成為現代航空結構的迫切需求。
許多CAE程序都可以進行復合材料的分析，但是大多程序并沒有提供完備的功能，使復合材料的精確仿真難以完成。如有些程序不提供非線性分析能力，有些不提供層間剪切應力的求解能力，有些不提供考慮材料失效破壞繼續計算能力等等。ANSYS作為一款著名的商業化大型通用有限元軟件，廣泛應用于航空航天領域，為飛機結構中的復合材料層合結構分析提供了完整精確的解決方案。
1.復合材料的有限元模型建立針對飛機結構中的復合材料層合板、梁、實體以及加筋板等結構類型，ANSYS提供一種特殊的復合材料單元———層單元，以模擬各種復合材料，鋪層數可達250層以上，并提供一系列技術模擬各種復雜層合結構。復合材料層單元支持非線性、振動特性、熱應力、疲勞斷裂等各種結構和熱的分析功能和算法。
2.復合材料的層合結構定義：
鋪層結構：ANSYS對于每一鋪層可先定義材料性質、鋪層角、鋪層厚度，然后通過由下到上的順序逐層疊加組合為復合材料層合結構；也可以通過直接輸入材料本構矩陣來定義復合材料性質。
板殼和梁單元截面形狀：ANSYS利用截面形狀工具可定義矩形、I型、槽型等各種形式；還可以定義各種函數曲線以模擬變厚度截面。
3.特殊層合結構的模擬：
變厚度板殼鋪層切斷：將切斷的某鋪層厚度定義為零，即可模擬鋪層切斷前后的板殼實際形狀。
不同鋪層板殼的節點協調：ANSYS板殼層單元的節點均可偏置到任意位置，使不同鋪層數板殼的節點在中面或頂面、底面對齊。
蜂窩/泡沫夾層結構：ANSYS通過板殼層單元來模擬夾層結構的特性，夾層面板和芯子可以是不同材料。
展開 資源共享---ANSYS在場畸變開關電極優化設計中的應用
通過改變場畸變開關電極參數利用ANSYS軟件計算不同形狀電極內部的電場強度分布，根據開關優化設計原則對開關電極進行優化設計。
http://www.caenet.cn/paper/Paper.aspx?ID=347
Ansys SPEOS汽車抬頭顯示器（HUD）的設計與分析
翻譯：上海安世亞太
概述
Ansys SPEOS HUD Design & Analysis提供了專門開發汽車抬頭顯示器（HUD）的先進功能。在設計早期識別潛在問題，以在開發過程中大幅改進光學系統。
有了直觀易懂的功能，可以從開始設計或進行即時設計，從而直接在CAD環境中優化布局和形狀。為不同身高的駕駛員生成設計變化，并顯示HUD系統所需的光學體。
圖2 根據具體定義的最優配置比較
通過SPEOS HUD Design & Analysis，根據擋風玻璃形狀和封裝限制（這些限制要求高度緊湊的設計），研究抬頭顯示器的技術可行性。自動化工具有助于光學系統設計并提高圖像的感知質量。具體而言，該工具可以：
優化布局和形狀
生成旋轉軸
計算駕駛員身高變化的角度
自動顯示所需光學體
該功能可以對圖像質量進行客觀鑒定，并比較多個可選擇的光學和視覺性能，根據自己的驗收標準來衡量合規性。
圖3 玻璃厚度對重像可視化影響的評估
HUD光學設計
圖4 成像系統的設計步驟
通過自動優化光學反射器布局和形狀，Ansys SPEOS HUD光學設計幫助您為汽車抬頭顯示器創建完整的光學系統。這種優化保證了從指定的三維eyebox或head motion box、目標圖像和擋風玻璃形狀獲得最高質量的虛擬圖像。
圖5 從不同eyebox位置評估圖像
初始表面生成的反射器形狀與幾何運算自然兼容。這有助于避免幾何變換、手動轉移操作、多產品定義和模具設計的特定過程造成的精度損失。
SPEOS HUD光學設計自動設計多自由曲面反射器：根據力學約束交互定義元件數量、距離和方向。
展開 如何提高曝氣壓縮機的效率，節約成本和能源？
他們將幾何形狀導入Ansys DesignModeler后，Ansys網格平臺生成泵殼套管流體體積內的網格，Ansys TurboGrid自動生成所有葉片部件--進氣導葉、葉輪和擴壓器的六面體網格。利用Ansys CFX計算流體力學(CFD)軟件最大限度地降低擴散器和泵殼的流動損失。工程師們利用Ansys DesignXplorer進行了另一個約有250個設計的實驗，對系統進行了重新優化。
利用CFX計算得到展向的壓力場
通過壓縮機的總壓力變化
| 結構設計
為評估葉輪、輪和其他機械部件的應力水平和變形，還使用lAnsys Workbench將Ansys CFD的壓力和溫度預測與Ansys Mechanical連接起來。結構模擬揭示了初始葉輪設計經歷了超過葉輪材料屈服強度的應力值，因此增加了葉片厚度，確?？煽啃?。在三種質量流率下進行了額外的CFD計算，檢驗新設計。利用Ansys Mechanical提供的葉輪變形結果，避免葉輪葉尖與護罩的接觸。對旋轉葉輪的振動特性進行了模態分析，確保其在正常工作條件下不會產生任何共振頻率。
通過在三個不同的階段對壓縮機進行優化的綜合設計過程，新型壓縮機比上一代提升了2%到5%的效率。新型壓縮機可以在保持恒定壓力的同時改變流量，通過將流量降低到工藝所需的最低水平，從而節省更多的能源。
利用Ansys CFD進行的三維流動模擬改善離心壓縮機的性能
通過壓縮機的總壓力變化對葉輪進行了模態分析
對壓氣機葉片的應力場進行了模擬，以保證其可靠性
文章來源：上海安世亞太
展開 
仿真案例｜使用Ansys綜合設計提高曝氣壓縮機的效率
他們將幾何形狀導入Ansys DesignModeler后，Ansys網格平臺生成泵殼套管流體體積內的網格，Ansys TurboGrid自動生成所有葉片部件--進氣導葉、葉輪和擴壓器的六面體網格。利用Ansys CFX計算流體力學(CFD)軟件最大限度地降低擴散器和泵殼的流動損失，工程師們利用Ansys DesignXplorer進行了另一個約有250個設計的實驗，對系統進行了重新優化。
5 利用Ansys CFX計算中跨壓力場
6 通過壓縮機的總壓力變化
結構設計
為評估葉輪、輪和其他機械部件的應力水平和變形，工程師還使用Ansys Workbench將Ansys CFD的壓力和溫度預測與Ansys Mechanical連接起來。結構模擬揭示了初始葉輪設計經歷了超過葉輪材料屈服強度的應力值，因此工程師增加了葉片厚度，確?？煽啃浴Ｔ谌N質量流率下進行了額外的CFD計算，檢驗新設計。利用Ansys Mechanical提供的葉輪變形結果，避免葉輪葉尖與護罩的接觸。對旋轉葉輪的振動特性進行了模態分析，確保其在正常工作條件下不會產生任何共振頻率。
通過在三個不同的階段對壓縮機進行優化的綜合設計過程，大陸工業公司的工程師能夠提供比該公司上一代廢水處理離心壓縮機高2%到5%的效率。新型壓縮機可以在保持恒定壓力的同時改變流量，通過將流量降低到工藝所需的最低水平，從而節省更多的能源。Continental Industrie還在這一過程中產生了實質的成本節約，因為整個設計是由一個三人團隊完成的，而且第一臺樣機符合公司的性能要求。
展開 仿真案例｜提高曝氣壓縮機的效率，有效節約成本和能源
工程師運用Ansys Workbench輕松設計和優化壓縮機
工程師使用仿真模擬來實現新產品的設計目標
初步設計
Continental Industrie工程師使用Ansys Vista CCD工具（與Ansys BladeModeler軟件一起使用）根據輸入參數（如壓力比、質量流量、旋轉速度和其他幾何約束）對壓縮機進行初步設計或尺寸確定。他們手工評估了大約50個葉輪葉片，對不同參數的影響有知情理解。然后使用Ansys DesignXplorer對約200多個設計進行了設計評估，達到從一維角度充分優化變化。Vista CCD提供的非常短的運行時間使得我們可以在不到一分鐘的時間內評估每個設計。
接下來，工程師使用Ansys Vista TF對二維葉片排設計進行了評估。通流解以較少的計算工作量捕獲了全三維流動模擬的許多特征。在此階段執行了一個附加步驟，去優化葉輪中的葉片。在這一階段，大陸工業公司的工程師檢查了20種不同的設計，只對參數做了很小的改動，但在預計的效率方面獲得了顯著的改進。
完整三維壓縮機設計
下一步涉及將葉輪集成到完整的三維壓縮機中。Continental Industrie工程師在SolidWorks?計算機輔助設計軟件中制作出完整流道的幾何形狀，包括入口導葉、葉輪、擴壓器和泵殼。他們將幾何形狀導入Ansys DesignModeler后，Ansys網格平臺生成泵殼套管流體體積內的網格，Ansys TurboGrid自動生成所有葉片部件--進氣導葉、葉輪和擴壓器的六面體網格。
展開 如何在HyperMesh中使用ANSYS命令流
HyperMesh是一款優秀的通用前處理軟件，與主流的有限元分析軟件都有接口，如ANSYS、LS-DYNA、ABAQUS等。鑒于有些有限元分析軟件的前處理功能相對較弱，很多的CAEer選擇使用HyperMesh與其他有限元求解器進行聯合仿真。
筆者也經常使用HyperMesh做前處理，然后將求解文件
(CDB文件)導入ANSYS進行求解。由于一些原因，
HyperMesh不能完整地為ANSYS制作一個CDB文件，有時需要我們在ANSYS中做進一步的處理后再進行計算，這樣就降低了工作效率。比如：
問題一：
有時，我們想關掉
ANSYS的單元形狀檢查(雖然這樣做是ANSYS不建議的)，就必須在ANSYS中執行<
SHPP,OFF,ALL>命令，這樣就出現了一個問題：我們每次在ANSYS導入CDB文件之前，都必須先把
單元形狀檢查關掉，這樣一來讓本不寬裕的計算時間雪上加霜……
問題二：另外，筆者發現：HyperMesh為ANSYS創建MPC184單元時，只能設置K1（約束或連接單元類型）關鍵選項。比如：我們想使用MPC184單元建立一個剛性梁，設置完 K1=1 以后，有時還要設置它的K2關鍵選項（運動約束算法），這個是在HyperMesh中無法進行的，只能設置完K1以后，在ANSYS中再設置K2……
上面提到的2個問題，都可以在ANSYS導入CDB文件后使用命令流解決，但是比較浪費時間。所以筆者就想：可不可以在HyperMesh中輸入ANSYS的命令流，導出時包含在CDB文件中，可以直接被ANSYS讀取呢？經過不斷嘗試，還真發現了這個功能。
展開 如何在HyperMesh中使用ANSYS命令流
HyperMesh是一款優秀的通用前處理軟件，與主流的有限元分析軟件都有接口，如ANSYS、LS-DYNA、ABAQUS等。鑒于有些有限元分析軟件的前處理功能相對較弱，很多的CAEer選擇使用HyperMesh與其他有限元求解器進行聯合仿真。
筆者也經常使用HyperMesh做前處理，然后將求解文件
(CDB文件)導入ANSYS進行求解。由于一些原因，
HyperMesh不能完整地為ANSYS制作一個CDB文件，有時需要我們在ANSYS中做進一步的處理后再進行計算，這樣就降低了工作效率。比如：
問題一：
有時，我們想關掉
ANSYS的單元形狀檢查(雖然這樣做是ANSYS不建議的)，就必須在ANSYS中執行<
SHPP,OFF,ALL>命令，這樣就出現了一個問題：我們每次在ANSYS導入CDB文件之前，都必須先把
單元形狀檢查關掉，這樣一來讓本不寬裕的計算時間雪上加霜……
問題二：另外，筆者發現：HyperMesh為ANSYS創建MPC184單元時，只能設置K1（約束或連接單元類型）關鍵選項。比如：我們想使用MPC184單元建立一個剛性梁，設置完 K1=1 以后，有時還要設置它的K2關鍵選項（運動約束算法），這個是在HyperMesh中無法進行的，只能設置完K1以后，在ANSYS中再設置K2……
上面提到的2個問題，都可以在ANSYS導入CDB文件后使用命令流解決，但是比較浪費時間。所以筆者就想：可不可以在HyperMesh中輸入ANSYS的命令流，導出時包含在CDB文件中，可以直接被ANSYS讀取呢？經過不斷嘗試，還真發現了這個功能。
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