ansys角焊縫分析設計的案例
ALOF三維裂紋擴展仿真實例——門式起重機主梁的角焊縫分析
ALOF含缺陷設備的軟件安全評定計算軟件——門式起重機主梁的角焊縫分析
1、背景介紹及模型簡化ALOF實現
門式起重機主梁的角焊縫是最容易出現裂紋擴展的區域之一，我們以此部位為例介紹ALOF確定漏檢設備檢修周期的過程。
圖1.門式起重機示意圖
圖2.門式起重機主梁參數化建模對話框與參數化模型
通過對該設備進行現場儀器探測和主梁模型的有限元分析，發現在某角焊縫處存在最大拉應力σm=150MPa，該部位受力如下圖3所示：
圖3角焊縫模型
該角焊縫處存在一漏檢表面裂紋，以探測設備的漏檢長度作為裂紋初始長度，裂紋長度a =2mm，如下圖4所示。對該角焊接局部區域建立有限元模型，并定義初始裂紋，進行檢修周期的計算，有限元模型如圖5所示。
(a) 導入二維CAD模型 (b) 生成平面網格模型 (c)拉伸得到實體網格模型
圖4.角焊接區建模過程
2、計算結果展示
圖 5.角焊接處裂紋擴展結果展示
圖6.動態裂紋擴展過程gif
3、確定檢修周期。
(a) 安全系數與疲勞次數關系曲線 (b)裂紋擴展量和疲勞次數關系曲線
圖7.疲勞次數分析結果
由圖可知，該裂紋在應力循環1.4百萬次以后，安全系數急劇變小，疲勞次數也趨于一極限值，此時結構將發生破壞，而裂紋擴展前十步的疲勞次數達到總壽命的95%以上，故取該疲勞次數來確定檢修周期，根據國內外實踐經驗通常取疲勞擴展次數的十分之一作為檢修周期，所以該設備的檢修周期為：
檢修周期=1.46百萬次÷每日使用次數200÷一年365天÷保守系數10=2年
展開 ALOF含缺陷設備的軟件安全評定計算軟件——門式起重機主梁的角焊縫分析
ALOF含缺陷設備的軟件安全評定計算軟件——門式起重機主梁的角焊縫分析
1、背景介紹及模型簡化ALOF實現
門式起重機主梁的角焊縫是最容易出現裂紋擴展的區域之一，我們以此部位為例介紹ALOF確定漏檢設備檢修周期的過程。
圖1.門式起重機示意圖
圖2.門式起重機主梁參數化建模對話框與參數化模型
通過對該設備進行現場儀器探測和主梁模型的有限元分析，發現在某角焊縫處存在最大拉應力σm=150MPa，該部位受力如下圖3所示：
圖3角焊縫模型
該角焊縫處存在一漏檢表面裂紋，以探測設備的漏檢長度作為裂紋初始長度，裂紋長度a =2mm，如下圖4所示。對該角焊接局部區域建立有限元模型，并定義初始裂紋，進行檢修周期的計算，有限元模型如圖5所示。
(b) 生成平面網格模型 (c)拉伸得到實體網格模型
圖4.角焊接區建模過程
2、計算結果展示
圖 5.角焊接處裂紋擴展結果展示
圖6.動態裂紋擴展過程應力云圖、網格變化及散點圖
3、確定檢修周期。
(a) 安全系數與疲勞次數關系曲線 (b)裂紋擴展量和疲勞次數關系曲線
圖7.疲勞次數分析結果
由圖可知，該裂紋在應力循環1.4百萬次以后，安全系數急劇變小，疲勞次數也趨于一極限值，此時結構將發生破壞，而裂紋擴展前十步的疲勞次數達到總壽命的95%以上，故取該疲勞次數來確定檢修周期，根據國內外實踐經驗通常取疲勞擴展次數的十分之一作為檢修周期，所以該設備的檢修周期為：
檢修周期=1.46百萬次÷每日使用次數200÷一年365天÷保守系數10=2年
展開 Ansys Zemax / Ansys Speos | 如何使用Ansys光學解決方案設計和分析 HUD系統
在本篇文章中，我們將展示如何使用Ansys光學解決方案設計和分析HUD系統。首先，Ansys OpticStudio用于設計和優化整個系統，以實現高質量的光學性能。完成此階段后，在Ansys Speos中執行詳細的分析和驗證，其中HOA（HUD Optical Analysis）功能可根據自定義的真實指標驗證整個系統的光學性能。最后，Speos把設計的HUD數據集成到真實環境中，將駕駛員看到的內容可視化到模擬結果中。
操作流程概述
HUD系統多用于汽車或飛機，為駕駛員在其視野范圍內提供視覺信息。它由一個顯示器和一個光學系統組成，該系統為駕駛員創建虛影像。光學系統和顯示屏被放置在儀表板下方。
第一步：OpticStudio 中進行HUD系統定義
第一步是在OpticStudio中定義HUD系統。規格包括虛擬圖像距離、視場范圍、放置空間、擋風玻璃定義、眼位和PGU （Picture Generation Unit）。定義系統后，我們可以使用OpticStudio優化工具優化鏡面并檢查性能。
第二步：將最后的設計數據從OpticStudio導出到Speos
OpticStudio最后的設計可以導出到Speos。Speos包含的HOD和HOA設計分析模塊可在Premium和Enterprise版本下作為附加組件使用，該模塊可以量化汽車HUD系統的虛擬圖像質量。
展開 ANSYS官方 | RTL設計功耗分析與優化——ANSYS PowerArtist
RTL設計者需要在開發周期的早期進行功耗分析。然而，傳統的門級分析方法迭代時間過長，并且無法在設計早期得到功耗優化的建議。
PowerArtist是ANSYS公司針對早期RTL級功耗分析和優化的綜合性功耗設計平臺。相比于傳統的門級分析方法，PowerArtist 為大規模集成電路設計提供了快速的迭代分析，便于在早期做出功耗相關的設計決定。PowerArtist考慮了物理設計的RTL功耗預算，交互式調試，分析驅動型功耗優化，功耗回歸測試和基于實際應用的功耗波形分析，也支持從RTL無縫連接到物理級的電源完整性分析方法。ANSYS PowerArtist目前已在全球低功耗半導體設計公司得到了廣泛的應用。
本次直播主要內容綱要如下：
1. PowerArtist的基本功能與原理的介紹
2. 如何利用PowerArtist方法論進行功耗分析與功耗優化
報名方式
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展開 
ANSYS系列高級培訓（成都）：ANSYS陣列系統高級設計和仿真分析10月17日~18日
ANSYS陣列系統高級設計和仿真分析
【2017年10月17-10月18號】
課程介紹：
經過多年的發展和完善，國內陣列天線領域呈現出多元化的發展趨勢，如相控陣雷達天線、汽車與無人機防撞雷達天線、移動通信5G天線等，尤其是近年來，國內工藝水平提高，3mm陣列天線的需求與投入快速增長，陣列天線的設計指標越來越嚴苛，設計空間越來越有限，而功能要求越來越多樣化，對天線設計師來說，無疑面臨著更嚴峻的挑戰
本次培訓主要針對陣列天線的仿真思路與具體設計流程，從各類算法、高效建模技術、陣列仿真與饋電網格、天線布局與優化等，進行相關培訓。并著重介紹HFSS軟件在天線仿真方面的新功能與新技術，HFSS 3D LAYOUT在微帶陣列天線中的高效仿真方法，以提升相關科技工作者的技術水平，普及ANSYS軟件高級功能。因此，ANSYS公司特開辦“陣列系統高級設計與仿真分析高級培訓班”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 Ansys SPEOS汽車抬頭顯示器（HUD）的設計與分析
HUD光學分析
Ansys SPEOS HUD光學分析是一種自動化功能，用戶只需要輸入PGU、反射器、擋風玻璃或者Combiner屏幕，就可以對汽車抬頭顯示器虛擬圖像的質量進行鑒定。可以在幾分鐘而不是幾天內，快速提供一流的HUD反射器形狀設計，并進行設計和性能分析。
該功能方便了相關內部部門（負責HMI電氣、封裝、安裝玻璃和GD&T的部門)之間的溝通，方便了客戶和供應商之間的溝通。為力學和光學提供了統一的數字化樣機經驗，提升了全球層面的協作。
圖7 HUD圖像質量分析
自動化分析易于執行：這種智能嵌入式軟件無需用戶掌握光學專業的知識。它提供了描述系統性能的光學衡量指標，包括圖像失真、圖像清晰度、重像和視差。該分析還能提供直觀的可視化效果，以便更好地理解先進的光學和視覺概念。分析報告可以基于汽車標準，也可以根據特定汽車制造商的光學衡量指標定義和驗收標準定制。
此外，SPEOS HUD光學分析能夠分析具有基于三維NURBS或測量網格表面的幾何定義的HUD的性能。您可以執行抬頭顯示器的逆向工程來評估已經制造出來的擋風玻璃的性能，以提出校正畸變設計變更方案。
可視化HUD外殼材質對投影圖像的影響。通過改變外殼材質，可消除左側圖片上可見的明顯的雜散光，如右圖所示。左右圖對比表明，即使在掠射角下，也能保證極低反射率。
最后，分析功能可以生成彎曲變形數據，以對預失真圖像校正進行反饋。也可以導入彎曲變形信息。在這兩種情況下，通過仿真車輛嵌入式軟件的變形過程來計算光學衡量指標，以反映整個HUD系統的光學性能。
CNC兼容性
SPEOS HUD Design & Analysis與計算機數控(CNC)加工兼容。用戶可以直接將有關SPEOS生成的光學表面的信息導出為多項式系數。
展開 基于ANSYS/CFX漸加速雙螺桿設計及三維流場分析
方法:設計了一種內嵌行星輪系和安裝捏合塊的新型雙螺桿擠出機，并用SolidWorks建立三維模型，以有限體積法為基礎，用ANSYS/CFS有限元分析軟件對其流道進行分析。獲得其宏觀壓力圖、速度矢量圖、速度流線圖并與傳統雙螺桿擠出機三維流場進行對比。結果:在行星輪系和捏合塊的漸加速作用下，漸加速雙螺桿擠出機的混合性能和工作效率要明顯優于傳統雙螺桿，經計算漸加速型雙螺桿比普通雙螺桿提高20%～25%。結論:漸加速雙螺桿在不斷加速的過程中使得物料在機筒內停留的時間變短，從而提高產量且減少耗能，捏合塊的加入更使得物料可以得到更好的剪切。
關鍵詞：雙螺桿;ANSYS/CFS;漸加速;流場分析;
雙螺桿擠出機具有可靠性高、自潤能力強、殘留物料少等優點，在食品加工、聚合物、化工、造紙等行業得到了廣泛的應用[1,2,3]。但隨著食品材料的發展，對雙螺桿擠出機提出了更為嚴格的要求[4,5]。傳統的雙螺桿擠出機分布和混合效率相對較低，耗能較大，對某些材料進行加工時，擠出效率低，產品質量差[6,7,8,9]。為了解決這些問題，許多學者對雙螺桿擠出機做出了諸多改善和優化，但都只對某一方面進行了探究。
展開 案例 | 利用 Ansys Mechanical 進行封裝翹曲的分析和設計優化
進行大量工程驗證面臨漫長的周期、高昂的成本，因此對于更新換代非常快的電子產品市場來說，在新產品設計開發前期就進行仿真分析是提高產品競爭力的基礎。
本文介紹了甬矽電子利用 Ansys Mechanical 在產品設計初期預測多種結構設計方案的翹曲結果，優化封裝結構設計，大幅減少后續工程驗證的次數。
挑戰和需求
在電子器件的封裝過程中，由于溫度梯度的存在，封裝所用基板、塑封料、裝片膠等材料的熱膨脹系數會不匹配，在封裝熱制程時將產生較大的內應力，導致封裝產品產生翹曲問題，從而影響產線的生產良率。
隨著封測技術的發展，尺寸更小、速率更快、厚度更薄、集成度更高的封裝形式不斷出現，甬矽電子致力于中高端半導體芯片封裝和測試領域，需要仿真軟件的支持，來提升新技術的研發效率。他們評估軟件時發現，Ansys 提供的強大實體建模及劃分網格工具，能夠高效地創建有限元模型。
此外，Ansys 計算分析模塊包含了結構（線性、非線性）分析、流體動力學分析、電磁場分析等模塊，必要時還可進行多物理場耦合分析，能夠有效解決甬矽電子的電子封裝產品的可靠性、熱性能、電性能等問題。
解決方案
在產品開發階段，甬矽電子根據產品類型，選擇符合工藝條件的塑封料、確定各個組件的高度范圍，制定所需仿真驗證的封裝方案，通過 Ansys 軟件中結構分析模塊，建立封裝模型，設置合適的熱載荷條件進行仿真，預測可能出現的封裝翹曲問題，基于成本和可加工性考量，完成最優的封裝材料及結構的確認。
本案例涉及產品為 FCCSP 產品，尺寸為 16X16 mm。
展開 Ansys電子設計解決方案 | 各應用分析案例篇
Ansys 傳導噪聲解決方案，針對開關噪聲 / 開關元件特性、布線 / 襯底寄生效應、負載模型等三大傳導噪聲因素，它可以通過 Ansys 獨特的電路建模技術，利用特征提取工具實現半導體元件建模，并提取電路圖中不顯示的寄生參數（LCR），同時通過電磁場分析實現設備的精密建模。
通過仿真，工程師可以分析電氣噪聲的產生機制、傳導機制，并確定噪聲源和找出解決方法。此外，無需進行試驗，即可在早期設計階段抑制電氣噪聲，從而大大削減了產品研發的成本和時間。
電機分析
Ansys 的電機
設計解決方案可提供一體化電機設計環境，能夠開展電機設備、控制電路、逆變器等外圍電路的特性分析。
變壓器
變壓器廣泛應用于變電站、消費電子等領域。近年來，隨著 EV/HEV、風力發電、太陽能發電等行業技術的發展和革新，客觀上要求與上述設備配套的變壓器具有更高的功率密度。在變壓器的設計過程中，除須考慮變壓器本身的磁通、電感等基本特性外，還需要綜合考慮其可能引起的 EMC 問題、本體與外圍電路系統的兼容問題、電磁損耗引起的發熱和電磁力引起的振動、噪聲等問題，最終實現變壓器的綜合設計。Ansys產品可為變壓器的上述設計問題提供綜合的仿真分析環境。
多域仿真
優化分析適用于設計的各個階段，從部件的設計到整體系統的設計優化。Ansys 的系統仿真應用廣泛，支持保證功能安全（ISO 26262）的代碼生成，支持符合國際標準（IEC61691-6）的建模語言（VHDL-AMS）、Modelica 語言以及 FMI 2.0 等。
展開 基于ANSYS的鉆頭有限元分析及優化設計
鉆削加工是較復雜機械加工方法之一．傳統的分析設計方法無法對刀具進行較精確的強度、剛度、應力以及應變分析，因此提高鉆頭設計的關鍵是在設計的過程中能較準確預測鉆頭的受力、鉆削狀況以及由此導致的鉆頭內部的應力應變情況，為鉆頭的設計以及優化提供可靠的理論依據
基于ANSYS的鉆頭有限元分析及優化設計.pdf
Ansys攜手臺積電推出面向3D-IC設計的熱分析解決方案
Ansys與臺積電還合作運用Ansys RedHawk-SC Electrothermal?開發了一種高容量層次化熱解決方案，以高保真結果分析完整的芯片-封裝-系統。最近，在2021年10月26日舉辦的臺積電2021開放創新平臺?（OIP）生態系統論壇上，發表了一篇關于該解決方案的Ansys論文，題為《高級3DIC系統的綜合分層熱解決方案》。
Ansys? Icepak?熱仿真顯示了芯片、其系統環境和冷卻氣流之間的熱流情況
臺積電與Ansys的深化合作進一步擴展了Ansys RedHawk系列產品的應用，將RedHawk-SC?用于TSMC-SoIC?技術的電遷移和壓降（EM/IR）簽核。TSMC-SoIC?技術是3DFabric系列中最綜合全面的芯片堆疊技術。
臺積電設計架構管理事業部副總裁Suk Lee表示：“我們與OIP生態系統合作伙伴密切合作，運用臺積電先進工藝和3DFabric技術在功耗、性能和面積方面實現的大幅改進，為新一代設計提供解決方案。此次與Ansys的合作為全芯片與封裝分析提供了熱解決方案流程，這對我們的客戶來說意義重大。”
Ansys Icepak是一款使用計算流體動力學（CFD）來仿真電子裝配的氣流、熱流、溫度和冷卻的仿真軟件產品。Ansys RedHawk-SC Electrothermal是一款用于求解2.5D/3D多芯片IC系統的多物理場電源完整性、信號完整性和熱方程的仿真軟件產品。Ansys RedHawk-SC是一款用于半導體設計的電源完整性和可靠性分析工具，經臺積電認證，可對所有FinFET工藝節點（包括最新的4nm和3nm）進行簽核。
展開 
Ansys攜手臺積電推出面向3D-IC設計的熱分析解決方案
Ansys與臺積電還合作運用Ansys RedHawk-SC Electrothermal?開發了一種高容量層次化熱解決方案，以高保真結果分析完整的芯片-封裝-系統。最近，在2021年10月26日舉辦的臺積電2021開放創新平臺?（OIP）生態系統論壇上，發表了一篇關于該解決方案的Ansys論文，題為《高級3DIC系統的綜合分層熱解決方案》。
Ansys? Icepak?熱仿真顯示了芯片、其系統環境和冷卻氣流之間的熱流情況
臺積電與Ansys的深化合作進一步擴展了Ansys RedHawk系列產品的應用，將RedHawk-SC?用于TSMC-SoIC?技術的電遷移和壓降（EM/IR）簽核。TSMC-SoIC?技術是3DFabric系列中最綜合全面的芯片堆疊技術。
臺積電設計架構管理事業部副總裁Suk Lee表示：“我們與OIP生態系統合作伙伴密切合作，運用臺積電先進工藝和3DFabric技術在功耗、性能和面積方面實現的大幅改進，為新一代設計提供解決方案。此次與Ansys的合作為全芯片與封裝分析提供了熱解決方案流程，這對我們的客戶來說意義重大。”
Ansys Icepak是一款使用計算流體動力學（CFD）來仿真電子裝配的氣流、熱流、溫度和冷卻的仿真軟件產品。Ansys RedHawk-SC Electrothermal是一款用于求解2.5D/3D多芯片IC系統的多物理場電源完整性、信號完整性和熱方程的仿真軟件產品。Ansys RedHawk-SC是一款用于半導體設計的電源完整性和可靠性分析工具，經臺積電認證，可對所有FinFET工藝節點（包括最新的4nm和3nm）進行簽核。
展開 《Ansys光學解決方案-成像模組設計與分析》現已開放領取
光學產品介紹
1.1 lumerica光子學產品集合
1.2 Zemax光學設計產品集合
1.3 Speos光學仿真產品集合
1.4 Ansys解決方案
2. 成像解決方案工作流
2.1 攝像機系統仿真工作流程
2.2 新型攝像機鏈路級仿真解決方案
2.2.1 Ansys解決方案
2.2.2 透鏡系統設計：Ansys Zemax OpticStudio
2.2.3 系統層面模擬 Ansys Speos
3. 成像分析、雜光分析、多物理分析
3.1 Ansys整體解決方案—成像模擬結果
3.1.1 CMOS像素設計以及系統成像模擬
3.1.2 不同場景設置下的成像結果模擬
3.1.3 不同照明和環境下的成像結果模擬
3.1.4 不同材料屬性設置的成像結果模擬
3.1.5 動態模糊
3.2 Ansys整體解決方案—雜散光分析
3.2.1 雜散光分析
3.2.2 雜散光分析—示例：花型耀斑模擬
3.2.3 場景化雜散光分析解決方案
3.3 Ansys整體解決方案—多物理態模擬分析
3.3.1 多物理態模擬分析1—精確模擬受到結構和熱效應影響下的光學系統性能變化情況
3.3.2 多物理態模擬分析-2
3.3.3 多物理態模擬分析-3
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一文搞懂ANSYS_ACP復雜實體模型復合材料纏繞鋪層設計（Ⅳ型儲氫罐高精度建模及壓力作用分析） ￥99.66
ANSYS ACP是一款專用的復合材料前后處理工具，在前處理鋪層信息定義和后處理結果查看環節中都有著簡潔高效和人性化的設置操作，但限于儲氫罐的幾何模型復雜、鋪層角度多變、圓頂處不規則加厚等特點，其實體模型的復材纏繞鋪層設置較有難度，本文旨在基于ANSYS Workbench平臺建立等比例、高精度的Ⅳ型儲氫罐復合材料實體模型，并將其與Static Structural聯合使用以分析其在60MPa壓力作用下的變形、應力、應變等信息。其中詳述了ANSYS ACP在復合材料鋪層設計中的操作流程及變角度、變厚度、實體貼合碳纖維鋪層等內容，為Step by Step可復現教程文檔，借助此過程可掌握復雜實體模型的復材鋪層設計技術，另外本文所采用的儲氫罐模型來源于真實Ⅳ型儲氫罐模型，亦可為儲氫罐設計應用提供技術支撐。
付費文件包含完整仿真流程文件一套、所使用的全部幾何文件和軟件逐步操作教程文檔一個。教程文檔十分詳細，共計51頁、7000余字，用戶可根據教程文檔進行學習以及逐步操作實現對Ⅳ型儲氫罐碳纖維復合材料的鋪層設計與仿真。
文檔教程收獲：
掌握ACP變角度、變厚度的復雜形狀實體復合材料纏繞鋪層設計技術。
學會ACP軟件厚度增強、鋪層修剪、沿指定路徑擠出、鋪層貼合實體等技能。
熟練掌握IV型儲氫罐的等比例、高精度復合材料設計建模技術，為儲氫罐設計應用奠定工程技術基礎。
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