ANSYS繩驅動仿真的案例
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。
展開 Ansys高校計劃 | 仿真驅動最佳車輛設計
仿真驅動設計成功
利用仿真采集到的數據，太陽能團隊能夠將汽車的阻力比之前車型降低20%。Vandervelpen指出：“如果沒有仿真，就難以了解設計改動所產生的影響，運行仿真需要時間，但只要一天就能掌握設計改動對空氣動力學的影響。所以理論上，每天我們都向最佳車輛設計靠近一步。”
Ansys高校計劃在中國
一直以來，Ansys非常重視中國高校教育，也將培養未來仿真人才作為工作重點，截至目前，已經與超過三百家院校簽訂教學合作協議，開設Ansys相關工程仿真課程及仿真實驗室。自2017年起，Ansys就積極參與到教育部“產學合作協同育人項目”中，投入大量資金和技術資源，聯合相關院校，以工程仿真產業和技術發展的最新需求推動高校人才培養的改革。為了進一步將理論學習和實際應用結合起來，提升在校學生的就業競爭力，Ansys聯合教育部下屬平臺推出 “Ansys仿真創新工程師認證項目”，學生可以通過老師統一組織或自行報名參加考試，通過后獲得教育部頒發的認證證書。同時，Ansys還提供免費學生版軟件，培訓視頻以及大量教學算例，認證考試教材，極大地豐富了高校教學資源。
展開 白皮書 | Ansys在增材制造領域的仿真驅動產品研發愿景
挑戰三：
為了滿足具體的應用要求，這一領域涌現出了大量的專用工具，包括專門的設計工具(主要圍繞著拓撲優化或網格化)，專業的打印預處理工具(方向、支承和切片)以及打印仿真工具。設計和數據無法在無縫過程中使用，而是必須手動從一個工具轉移到另一個工具才能完成從設計到構建的全部步驟。
仿真驅動的產品研發
長期以來，ANSYS一直致力于通過物理場仿真軟件、幾何模型創建和操作工具以及出色的工作流，把仿真驅動的產品研發(SDPD變為現實。在設計周期中盡早地迭代和使用仿真來創建并測試虛擬原型，有助于實現更優秀更理想的設計，同時還可縮短總體設計時間。
借助設計知識和規則(最小半徑、拔模角、尺寸大小等)，能夠很容易地完成針對傳統制造工藝的設計。雖然用于仿真這些傳統工藝的專業軟件早已存在，但在整個設計周期中卻很少用到它們。
在增材制造領域，就不再會是這種情況了。設計和制造工藝間的聯系要緊密得多，而且工程師在設計的初始階段就必須考慮工藝問題，以確保成功地制作出產品。
ANSYS的愿景
我們的遠期愿景是在ANSYS Mechanical中放置一個“打印”按鈕。在給定設計空間、工程要求和打印機參數的情況下，該軟件將能夠基于物理場生成一種即時打印的設計。該愿景看似是一個遙遠的目標，但它有助于我們聚焦研發計劃，形成明確清晰的工作思路。
主要支柱
要實現面向增材制造的這一愿景，就必須解決三大關鍵問題：
-設計
-過程仿真
-材料行為和微觀結構
設計
為了充分利用增材制造設計自由度的優勢，并實現可靠的增材制造設計，需要在各個方面取得發展與進步。通過拓撲優化或網格和蜂窩布局的智能使用，能夠很好地發揮這種自由度。
展開 Ansys高校計劃 | 仿真驅動最佳車輛設計
仿真驅動設計成功
利用仿真采集到的數據，太陽能團隊能夠將汽車的阻力比之前車型降低20%。Vandervelpen指出：“如果沒有仿真，就難以了解設計改動所產生的影響，運行仿真需要時間，但只要一天就能掌握設計改動對空氣動力學的影響。所以理論上，每天我們都向最佳車輛設計靠近一步。”
Ansys高校計劃在中國
一直以來，Ansys非常重視中國高校教育，也將培養未來仿真人才作為工作重點，截至目前，已經與超過三百家院校簽訂教學合作協議，開設Ansys相關工程仿真課程及仿真實驗室。自2017年起，Ansys就積極參與到教育部“產學合作協同育人項目”中，投入大量資金和技術資源，聯合相關院校，以工程仿真產業和技術發展的最新需求推動高校人才培養的改革。為了進一步將理論學習和實際應用結合起來，提升在校學生的就業競爭力，Ansys聯合教育部下屬平臺推出 “Ansys仿真創新工程師認證項目”，學生可以通過老師統一組織或自行報名參加考試，通過后獲得教育部頒發的認證證書。同時，Ansys還提供免費學生版軟件，培訓視頻以及大量教學算例，認證考試教材，極大地豐富了高校教學資源。
展開 
Ansys行業應用大講堂開講啦 | 仿真體系建設驅動數字創新
而工程仿真軟件早已成為工業企業實現技術創新、產品創新、工藝創新，乃至商業模式創新的必備工具。
在過去的幾十年里，全球涌現了各種不斷發展變化的技術趨勢，讓以往的不可能變為可能。由于新技術的發展和實現，我們的通信、出行和工作方式發生了巨大變化。通過幫助企業優化產品研發流程，解決新的重大業務挑戰，Ansys仿真軟件已走在變革前沿，無論您身處什么行業，都能從Ansys工程仿真解決方案中大獲裨益，充分滿足您獨特的行業需求。
為此，我們將在4月底開啟系列Ansys行業應用大講堂——仿真體系建設驅動數字創新，以仿真體系建設為基礎，系統地剖析仿真技術在5G、電氣化、自動駕駛、物聯網等領域的前沿趨勢和成功案例。誠摯邀請大家報名參與，進一步了解Ansys如何幫助實現由趨勢推動的關鍵業務目標。
【仿真體系建設驅動數字創新】系列在線研討會將由Ansys中國和e-works數字化企業網聯合出品，本系列大講堂將分為六講，詳細信息如下：
【仿真體系建設驅動數字創新】
活動形式：網絡直播
費用：免費
1
4月29日 | 第一講：新科技浪潮與數字化轉型中企業仿真體系建設的思考
簡介：5G、電氣化、自動駕駛、物聯網、數字孿生...，這些詞匯近年來頻繁見諸媒體，成為大眾與企業熱議的話題，我們已不可避免地身處新一波科技浪潮之中，同時，” 數字化轉型 “也關乎企業的生命力與未來。細究起來，在這些熱點趨勢背后，計算機仿真技術的身影無處不在，這是因為” 仿真 “是科學與工程、理論與實踐結合的產物與載體，它是創造產品、實現創新、突破限制的必備工具。
對于正在實施”數字化轉型“的企業而言，如何能夠利用好仿真、真正發揮仿真應有之價值？是繞不開、需深入思考且付諸實踐的話題。
展開 精確建模，無縫集成 | 《ANSYS電機驅動系統設計仿真解決方案》現已開放領取
驅動/控制系統設計
3. 永磁同步電機降階模型抽取
· 永磁同步電機降階模型原理
· ECE模型提取流程（以永磁同步電機PMSM為例）
· IPM電機ECE模型抽取
· 矢量控制算法仿真（Clark、Park、SVPWM）
4. 控制代碼自動生成
· 功能原理
· 模塊構成
----SCADE Suite Advanced Modeler（高級建模器）
----SCADE Suite MTC（模型覆蓋率分析）
----SCADE Suite KCG（代碼生成器）
----SCADE Suite RM GATEWAY（需求管理工具）
· 應用方案技術指標
· 應用方案特點
5. 電驅動系統集成化設計
6. 電驅動系統EMI/EMC
· 重要性
· 技術難題
· ANSYS解決方案
· ANSYS解決方案的典型應用
----線纜選型和寄生參數提取
----線纜電磁輻射分析與布局優化
----電磁設備傳導及輻射特性分析
----PCB控制板的電磁干擾分析
----機箱機柜屏蔽效能分析
----系統電磁環境對醫療設備的干擾
----系統設備布局和電磁隔離度分析
7. 電驅動系統熱設計
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展開 實時仿真驅動設計創新｜Ansys Discovery 直播專題即將開啟（共5場）
Ansys Discovery作為一款專為設計工程工作流程打造的仿真軟件，將實時物理與高保真仿真相結合，從而實現快速設計探索與高效決策，顯著縮短產品上市時間。在最新發布的 2026 R1 版本中，Ansys Discovery “前置仿真” 能力得到進一步強化，新版本重點圍繞模型準備、流體網格劃分及跨生態工作流連續性進行升級，同時增強幾何檢測能力以提升前處理效率，還擴展了與 AEDT Icepak 和 Ansys Mechanical 等工具的無縫銜接，使工程師能夠在設計早期更全面地評估性能與設計權衡。
在近期發布的"Ansys 應用類系列網絡研討會全面上線"中，圍繞上述能力升級，即將推出5場 Ansys Discovery 相關的主題網絡研討會，系統解讀 2026 R1 新版本的核心更新與典型應用場景，幫助工程師全面掌握仿真前置的實踐方法。歡迎用戶積極報名參會！
Ansys Discovery專題網絡研討會（共5場）
時間：16:00-17:00
講師簡介：
劉杰明 | Ansys應用工程師
2021年畢業于南京航空航天大學航空宇航推進理論與工程專業，獲工學碩士學位，同年就職于遠景能源，從事風機葉片研發工作，擁有多年的結構和流體仿真經驗。2024年加入Ansys擔任仿真應用工程師，專注于航空航天、汽車、新能源等諸多領域的仿真工作。
4/10 | Discovery Modeling：幾何建模、清理及腳本自動化
主題簡介：本次 Webinar 聚焦 Ansys Discovery - Model 在仿真幾何前處理中的應用，圍繞工程師在模型準備階段最常見的幾類需求，系統介紹幾何創建、模型清理、以及腳本自動化等關鍵方法，幫助用戶提升前處理效率，縮短仿真準備周期。內容大綱：
1.
展開 ANSYS和PTC推出變革性的集成型解決方案，為客戶提供世界級仿真驅動的設計解決方案
ANSYS和PTC于6月18日在座無虛席的LiveWorx? 18數字變革大會上宣布雙方已展開合作，旨在加速推進產品創新，為客戶提供世界級仿真驅動的設計解決方案。
ANSYS和PTC將合作在PTC的Creo? 3D CAD軟件中提供ANSYS Discovery Live實時仿真功能。雙方合作推出的綜合解決方案將作為Creo產品系列的一部分，并由PTC負責銷售。這款解決方案將為客戶提供統一的建模和仿真環境，消除CAD和仿真之間的界限，并幫助設計工程師在整個產品研發過程中深入洞察他們所制定的每個決策。卓識洞見將幫助設計工程師打造更高質量的產品，同時降低產品和研發成本。
工程仿真領域的領先企業ANSYS與3D CAD領域的領先企業PTC強強聯合，將充分發揮兩家公司各自的技術優勢和市場影響力。
ANSYS研發的變革性實時仿真解決方案ANSYS Discovery Live能進一步推進其無處不在的工程仿真戰略發展。這款綜合解決方案將PTC屢獲殊榮的3D CAD解決方案Creo與ANSYS Discovery Live全面集成，讓客戶大獲裨益。兩大領先解決方案的集成將為建模環境帶來實時仿真功能，有助于打造交互式設計體驗。
PTC的總裁兼首席執行官Jim Heppelmann指出：“利用這款綜合解決方案，工程師將能夠在建模過程中查看實時仿真結果，進而了解模型的設計變更情況。這個功能有望大幅提高工程生產力和質量，有助于將這款綜合解決方案打造成市場中的佼佼者。從各方面而言，與ANSYS合作能夠讓PTC大獲裨益。”
本周，兩家公司計劃推出的首款產品LiveWorx 18正在進行演示，該產品將ANSYS Discovery Live集成到Creo之中，以支持即時的靜態結構、熱和模態仿真。兩家公司計劃今后將ANSYS Discovery的全部仿真功能集成到Creo之中。
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