基于ansys的仿真的案例
2025大賽優秀作品 | 基于Ansys平臺的大尺寸車載屏高速信號的仿真實踐
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應用大賽優秀作品展示
本屆仿真應用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導體、高科技、能源等行業的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創新實踐，充分展現了仿真技術的無限潛能。我們將陸續為大家分享獲獎佳作，帶您一同領略仿真賦能創新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
作品名稱：基于Ansys平臺的大尺寸車載屏高速信號的仿真實踐
作者： 常志，洪先長，高孝濤 | 天馬汽車電子有限公司
關鍵詞：Ansys仿真平臺；車載屏；高速信號；多目標拓撲
作者說
Ansys工具能夠通過精準施策，全面提升產品的信號傳輸效率、抗干擾能力、阻抗匹配精度及電磁兼容性，不僅使產品各項性能指標達到設計標準，更為其在高頻、高可靠性應用場景中的推廣與應用提供了有力支撐，具有重要的實際應用價值與技術參考意義。未來研究方向包括多板級系統仿真集成（如顯示屏與ADAS模塊的互擾分析）以及AI驅動的自動優化算法應用，以進一步適應6G車載通信需求。
隨著大屏顯示技術的不斷演進，大尺寸顯示屏不僅朝著高分辨率、高刷新率方向快速發展，且因屏幕尺寸持續增大，需要同時驅動的多顆 Display IC數量，這使得高速信號鏈路的信號完整性（SI）和電源完整性（PI）問題日益突出。本論文基于Ansys仿真平臺，針對大尺寸屏的高速信號鏈路LVDS接口進行系統性仿真分析。通過建立精確的3D電磁模型，結合Ansys HFSS進行頻域S參數提取，并利用Ansys Circuit進行時域仿真，優化PCB布局布線方案，提升信號傳輸穩定性。
展開 基于系統傳熱需求，確定半導體溫控裝置的熱傳遞路徑為熱端散熱為高密度散熱器+高速風機形式，冷端為帶流道的鋁合金高密度板式換熱。并基于ANSYS Icepak仿真軟件，建立半導體制冷裝置的熱傳遞模型，分別模擬了半導體溫控裝置熱端和冷端的流動傳熱情況。仿真結果表明，在環境溫度為20℃、熱負荷為1000W時，半導體溫控裝置的出液口溫度達到6～45℃，滿足設計要求。
關鍵詞：半導體制冷；ANSYS仿真；傳熱；管路溫控
半導體制冷是20世紀50年代末發展起來的一種制冷新技術，因它是利用特種半導體材料組成P-N結，通上直流電就能制冷，又稱為熱電制冷或溫差電制冷。它既無復雜機械結構，又無制冷機必需的制冷劑，幾秒鐘內就可使冷端結霜，制冷迅速。多個制冷片可以根據使用場景任意組合排布，實現制冷量從毫瓦級到千瓦級變化，使用起來方便且應用廣泛。并且使用過程中可調性較高，比如改變制冷器的供電電壓，可以連續調節制冷量；改變電源供電方向，可以將制冷模式轉化為供熱[1-3]。基于上述優點，世界各國都對半導體制冷非常重視并組織了較大規模的工藝生產，特別是美、蘇、德、法、日等國發展較快，應用廣泛，大到核潛艇的空調，小到紅外探測器探頭的冷卻，都與此項技術相聯系。中國雖起步較晚，但從20世紀60年代末開始，也生產了性能較好的半導體制冷材料，開辟了它廣泛應用的新領域[4-6]。
半導體制冷裝置的主要研究方向之一是對半導體制冷片的熱端和冷端進行設計[7-8]。本文針對管路用小型溫控場景，開展了一體化設計的半導體溫控裝置的研究，并采用ANSYS仿真軟件，建立了半導體制冷裝置的熱傳遞模型，并分別模擬了半導體溫控裝置熱端和冷端的流動傳熱情況。
展開 北鯤云超算平臺直播 | 基于Ansys-Workbench-ACP復合材料仿真分析
北鯤云在9月29日，邀請從事復合材料行業多年的江華軍老師做客北鯤云講堂，為大家分享了基于Ansys-Workbench-ACP復合材料仿真分析。
江老師主要方向為復合材料測試，復雜造型建模，復合材料靜、動力學及成型工藝仿真。
簡單回顧概括一下直播內容為：
復合材料簡介
ANSYS-workbench-ACP軟件介紹
基于ANSYS復合材料實例仿真分析
Ansys-workbench-ACP：ACP支持基于Python腳本語言，結合Excel實現快速建模，提供效率。
比起概念，相信大家更想要接觸實例，江老師也為我們演示了基于ANSYS復合材料實例仿真分析。
例：沖浪板靜強度分析（采用ansys2021R2版本
分析流程
1 材料屬性添加
2 Mechanical界面幾何和網格設置
3 坐標系、方向選擇集、鋪層定義
4 邊界條件、載荷和求解
5 結果后處理
詳細的案例講解結束后，老師也展示了在北鯤云超算平臺上進行計算的便利之處。
想要觀看完整視頻的朋友可以找找我們的B站賬號即可！
展開 基于ANSYS的汽車轉向節拓撲優化仿真分析
將實驗結果和基于ANSYS的汽車轉向節拓撲優化仿真分析的結果進行比較，可以得到以下結論：
表1
在實驗中，實驗樣品的變形量、應變量和應力量均隨著壓力大小的增加而增加，與仿真結果相符合。這說明所建立的多目標拓撲優化目標函數確實能夠使得得到的汽車轉向節拓撲結構在工藝約束下具有較好的強度和剛度性能，可以滿足汽車轉向節在工作狀態下的要求。同時，實驗結果也驗證了基于ANSYS的仿真分析的可靠性和準確性。
通過對實驗數據進行統計學分析和可靠性分析，可以得到實驗樣品的平均應變量、平均應力量和失效概率等數據，進一步證明所得到的最優汽車轉向節拓撲結構的可靠性和穩定性。同時，還可以通過比較不同優化目標函數的結果，來進一步優化汽車轉向節的拓撲結構，提高其強度和剛度性能。
5 最優拓撲優化建模方法的選取
5.1 建模方法的選擇原則
建模方法的選擇應基于以下原則：一是能夠準確描述結構的物理特性，即能夠忠實地反映結構的強度、剛度、穩定性等特性；二是能夠滿足多目標拓撲優化的需求，即能夠支持多目標優化的目標函數；三是能夠考慮各種工藝約束，即能夠滿足結構加工、裝配和使用等方面的工藝要求；四是具有較高的計算效率和可擴展性，即能夠快速進行優化計算，同時也能夠支持大規模復雜結構的優化。在選擇建模方法時，需要結合具體情況進行綜合考慮。例如，對于較為簡單的結構，可以采用基于有限元分析的建模方法；對于復雜的結構，可以考慮使用拓撲優化軟件等高級建模工具。此外，在進行建模方法的選擇時，還需要充分考慮優化結果的可行性和可實施性，確保最終的優化結果能夠得到有效實現。
5.2 建模方法的比較分析
在進行汽車轉向節的拓撲優化建模時，常見的建模方法包括有限元分析、拓撲優化軟件等。
展開 
AnsysWB直流母線電容DC Link電-熱耦合仿真 ￥30
本文基于ANSYS 仿真軟件對某型號DC-Link 薄膜電容器進行溫度場分析，結果表明，在
高溫環境中，電容器芯子中心處為溫度最高點，而配備散熱器后，最高溫度點轉移至遠離散熱器的外殼處，散熱器能顯著降低芯子溫度。
1.基于某款實際電容產品簡化的3D模型
2.環境溫度85℃、帶TIM散熱膠及鋁合金散熱冷板
3.考慮直流輸入電流及紋波電流，芯包損耗發熱的電-熱耦合工況
4.電流、發熱量等數據為假設值，實際仿真以真實數據為準
5.模型可以為真實的DC Link熱仿真工作提供極具價值的參考。
好產品聽出來 | Ansys 基于聯合仿真的電機聲品質解決方案
想要給出完美應答，無疑最好的方法就是讓工程師在聲學仿真軟件的幫助下分析并調整產品的聲音，而Ansys VRXPERIENCE Sound則是一款絕佳的工具。
VRXPERIENCE Sound賦能工程師在制作物理原型之前就能聆聽他們設計的聲音
VRXPERIENCE Sound為工程師提供一個統一的平臺工作流程，該流程能處理計算機輔助工程（CAE）仿真結果，從而隔離噪聲源，定義人類可聽到的聲音，播放聲音樣本并修繕聲音。然后，工程師可以使用VRXPERIENCE Sound這款軟件來調節產品專屬聲音或定制聲音，從而使產品對客戶更具有吸引力。
借助聲學仿真軟件VRXPERIENCE Sound，工程師能夠更深入地了解客戶如何感知其產品發出的噪聲。舉個例子，電機設計人員可以分別從Ansys Maxwell和Ansys Mechanical導入他們的電磁或機械仿真，VRXPERIENCE Sound統一平臺工作流程可以基于該數據仿真電機噪聲。
VRXPERIENCE Sound工作流程
VRXPERIENCE Sound可幫助工程師在開展任何物理測試之前就迭代設計，并改進產品的聲音品質，而且既可以在組件級也能在整個產品層面進行分析。因此，工程師能夠區分隔離出每種聲音的來源。
展開 基于ANSYS的飛機機翼仿真分析模板庫建立
本文通過ANSYS的ACT平臺，建立了基于ANSYS Workbench的飛機機翼仿真分析模板庫，可以實現機翼參數化建模、強度分析和模態分析。通過調用該模板庫，可以提升仿真分析的效率，同時可以確保分析結果的一致性。
關鍵詞：飛機機翼模板庫;ANSYS Workbench;ACT平臺;仿真分析;
一、引言
飛機機翼作為關鍵結構，對飛機的飛行性能影響至關重要。采用有限元分析對機翼進行正向設計或者設計優化已成為當前機翼設計的通用做法。機翼的優化迭代需要重復地繪制機翼幾何模型，降低了設計效率。而參數化的機翼模型可以快速進行建模，減少工作量，提高效率，縮短了設計周期，并且方便修改[1]。基于參數化模型的基礎，整合強度分析、模態分析性能評估，形成機翼仿真分析模板庫，提升效率的同時，可以確保仿真分析的一致性。
二、機翼仿真分析模板庫的建立過程及案例展示
2.1機翼仿真分析模板庫構建
ACT平臺的全稱是ANSYS Customization Tools，是ANSYS Workbench應用環境的客戶化定制開發工具，主要解決用戶在工程仿真應用中遇到的功能自定義和程序擴展的問題。借助ACT，用戶可以在ANSYS已有功能的基礎上，定制開發適合自身專業特點與特殊業務需求的新功能。使用ACT平臺，可在Workbench Project標簽中定制仿真工作流，將仿真工作流集成，過程和腳本組合進ANSYS生態系統。
整個機翼仿真分析模板庫在ANSYS ACT平臺進行實現，建立過程包括搭建用戶輸入界面、機翼參數化建模、分析計算等。
2.1.1模板庫開發
模板庫的功能開發通過Python驅動、XML接口、HTML顯示來完成，如圖1所示。
展開 ANSYS培訓：葉輪機械系統關鍵問題仿真方法，時間：2017年12月20日，20：00-21：00
葉輪機械系統關鍵問題仿真方法，時間：2017年12月20日，20：00-21：00
http://event.31huiyi.com/896040734
課程介紹：葉輪機械設計過程中具有較多關鍵問題，對這些問題的處理方法直接關系到葉輪機械的設計質量。本報告著重介紹了基于ANSYS仿真工具的系統仿真方法、通流設計流程、轉戾分析、顫振分析等關鍵問題的解決方案。
用戶作品賞析 | 基于Ansys的發電機系統仿真技術
寫在前面
2021 Ansys Innovation大會同期的 “用戶優秀作品展示” 中，我們欣賞到來自【Ansys Innovation大會論文及案例征集】以及【Ansys LS-DYNA用戶案例競賽】的眾多優秀作品，同時，多位作品作者也受邀成為本屆大會主題報告的演講嘉賓。本期開始Ansys中國微信公眾號將連載發布所有獲獎作品，詳盡展現用戶如何從Ansys工程仿真解決方案中獲益，誠邀各位近距離觀賞他們的應用實踐真知，希望通過這些杰出的工程仿真實踐指導更多用戶。
【Ansys Innovation大會論文及案例征集】 - Top12 優秀作品
【Ansys LS-DYNA用戶案例競賽】 - 獲獎作品
作品賞析（12）| 基于Ansys的發電機系統仿真技術
內容簡介
近年來隨著生產技術的不斷發展，設計產品的手段不斷革新，其中以Ansys為代表的多物理域仿真平臺在研發設計中發揮著越來越重要的作用。
展開 基于ANSYS的霍爾效應的仿真分析 ￥288
基于ANSYS的霍爾效應的仿真分析
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
霍爾效應是電磁效應的一種，這種效應在傳感器中得到了廣泛的應用，目前主要用于測量磁場強度。霍爾效應是導電材料中的電流與磁場的相互作用，而產生電動勢的一種效應。
這個導電材料通常是半導體材料，將半導體材料接入一個電源中，形成一個回路，此時電路中就存在電荷的定向移動，如下圖：
當該導體處于磁場中，電荷就會在洛倫茲力的作用下，其路徑發生偏移，電荷偏移之后形成電場，那么在兩側就會形成電壓，如圖所示
其理論公式如下所示，
其中E為電場強度，e為電荷量，n為帶電粒子數量，B磁感應強度，V粒子速度
達到平衡后，
取 Rh=1/ne
為霍爾系數，是跟霍爾材料有關的一個系數，就得到霍爾效應的核心公式：
可以看到電壓是正比于磁場強度，所以，當傳感器形狀確定以后，其通電電流確定后，那么磁場越強，其感應電壓越大，所以霍爾效應傳感器能夠應用到磁場測量中。
那么ANSYS中我們可以仿真這個現象嗎？當然可以，萬能的ANSYS可以計算這個現象，下面簡單描述其流程。
1.首先建立模型，模型如圖所示，這種結構主要是為了仿真需要，因為一側通電，產生電流，另一側是測試電壓，通過提取結果數據來獲取，側面的體形是為了電路中電流的合流，因為實際的電路就是一根測試導線來連接半導體。
展開 基于ANSYS Workbench的變壓器振動噪聲仿真分析
4 總結
本文通過基于ANSYS Workbench平臺的干式變壓器振動噪聲仿真，實現了在產品設計階段對其噪聲值進行預估的完整流程，可以幫助企業在探究變壓器噪聲的機理上，對產品及時做出改進，響應市場，提高競爭力。
文章來源：西莫電機
基于ANSYS的復合海纜載流量CAE仿真
利用其強大的仿真計算能力，可以方便快捷地得到導體電流與溫度的對應關系，從而求解出不同邊界條件下的復合海纜載流量數據。
基于Adams與Ansys的噴漿機斷臂仿真分析 附ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型
后臂各鉸點x、y、z方向受力情況
基于Ansys的后臂有限元模型建模及仿真
1.基于HyperMesh有限元模型前處理
為了獲得精度較高的網格，也方便定義后臂材料屬性。本案例中使用HyperMesh對后臂幾何體進行網格劃分。
HyperMesh網格模型
為了方便在對應的鉸點上施加上面得到的Adams仿真分析得到的受力結果，在后臂的鉸座表面處均建立了點網格（MASS21）,并與鉸座表面節點建立起剛性連接。定義點網格質量近似為0，這樣在點網格施加的力可以等效的傳遞到鉸座表面各節點處。
HyperMesh中建立的剛性連接
2.Ansys有限元模型
將HyperMesh建立的網格文件輸出為cdb格式并導入到Ansys中，在油缸鉸座位置設置約束，并在鉸點處分別添加x、y、z方向的作用力。（注意：此時坐標系需要與Adams中是否保持一致）
Ansys 仿真模型
進行上述設置后，進行慣性釋放（Inertia Relif）后進行求解，得到后臂應力仿真分析結果。
后臂應力仿真分析結果
后臂斷裂位置與有限元結果對比
通過對比該公司現場問題斷臂的位置和有限元仿真結果，后臂出現裂縫和斷開位置均位于后臂的T型角處，與仿真應力最大位置一致。
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型建立
展開 基于ANSYS桁架式起重機在重力作用下的位移和變形
本文基于ANSYS仿真軟件，模擬了其在自身重力作用下的等效位移和變形。
一、有限元模型
起重機大多采用型鋼通過焊接方式連接在一起，因此采用ANSYS的梁單元beam
188建立有限元模型。Beam188是一個二節點三維梁單元，具有扭切變形，單元的模型理論是Timoshenko理論，每個節點具有6個自由度。beam單元是在使用的過程需要建立實常數，即梁截面的橫截面等相關參數。由于在實際過程中不同部位的梁使用不同的橫截面，因此需要定義不同的實常數。建立L型型鋼的相關APDL代碼為：SECTYPE,2,BEAM,L,,0&SECOFFSET,CENT&
SECDATA,0.14,0.14,0.014,0.014,0,0,0,0,0,0,0,0模型的建立過程中由于節點和單元大量重復，因此模型在建立過程中使用了大量的循環語句。即*DO與*ENDDO語句。建立完成后的有限元模型如圖1所示。
圖1 有限元模型
二、載荷的施加
圖2有限元載荷模型
起重機在安裝的時候，底部固定在地面上。因此，在模型載荷的施加過程中，底面的節點全部固定。在給起重機加重力作用時，ANSYS施加的是重力加速度。重力加速度與重力的作用相反。相關的APDL代碼為acel,,9.8,,。載荷的施加效果如圖2所示。
三、結果的分析
圖3 桁架式起重機的等效變形圖
圖4 桁架式起重機的等效位移
圖3和圖4所示為起重機的等效變形圖和等效應力圖。由結果可知，起重機的等效變形圖與實際情況相符合。
展開 基于ANSYS軟件的1+6鋼絲繩網格劃分策略及仿真
摘 要：首先在Creo2.0軟件中建立1+6鋼絲繩的三維模型，通過軟件接口將其導入ANSYS軟件。在ANSYS軟件中對鋼絲繩采用多層分割、網格密度漸變的網格劃分策略，對應力集中點及需要提取研究區域的網格進行細化。通過提取鋼絲繩中間截面的應力和位移分布云圖得到鋼絲繩的受力和運動特性，通過提取鋼絲繩中心絲和側絲接觸線上各節點在柱坐標下的位移得到中心絲和側絲的相對運動規律，為進一步研究鋼絲繩內部的摩擦磨損提供參考。
關鍵詞：1+6鋼絲繩;網格劃分策略;應力分布;運動分析;
0 引 言
鋼絲繩具有質量輕、承載大、工作平穩等特點，廣泛地應用于各種工業場合，運輸領域的港口集裝箱吊裝設備、建筑領域的塔式起重機、機械領域的車間行車、生活中的電梯無不彰顯鋼絲繩的優勢。鋼絲繩由于具有復雜的螺旋捻制結構，內部鋼絲之間存在非線性接觸特征，常規的理論計算無法準確獲取鋼絲繩內部的力學和運動特性，因此本文主要借助有限元仿真軟件ANSYS對其進行研究。ANSYS有限元軟件廣泛應用于機械領域，不僅能夠進行簡單的靜力學仿真計算，還能夠進行非線性的力學仿真求解[1]。本文主要針對1+6鋼絲繩進行研究，具體分析鋼絲繩有限元建模方法和鋼絲繩內部鋼絲受力和運動情況。該研究方法對于復雜的異形股、多層股等不同類型的鋼絲繩同樣適用。
1 1+6鋼絲繩有限元模型
1.1 三維模型導入
1+6鋼絲繩具有螺旋捻制特征，其側絲的幾何生成曲線含有一次螺旋線[2],如圖1所示。ANSYS軟件中直接建立螺旋結構體較為麻煩，因此可以借助三維軟件Creo2.0進行建模。將Creo2.0軟件中建立的鋼絲繩的三維模型保存為igs格式，應用ANSYS軟件中的/AUX15接口導入到ANSYS軟件進行分析。
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