ansys建模的簡化的案例
在 COMSOL 中簡化地下水流建模
兩種建模選項的生產(chǎn)溫度比較。
結(jié)束語
在這篇文章中，我們看到新的井邊界條件可以提高模型性能，并使井建模變得更加容易。我們還了解了相關的仿真背景以及如何設置與傳熱的耦合。
本文來自： COMSOL 博客
在 COMSOL 中使用零件庫簡化幾何建模
使用自己創(chuàng)建的或者從 COMSOL Multiphysics? 軟件及其附加產(chǎn)品提供的任何零件庫中添加的幾何零件，可以大大簡化和精簡仿真過程中復雜幾何結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。本文我們將向您介紹如何添加和使用幾何零件，以及創(chuàng)建用戶定義的零件庫。
幾何零件和零件實例
使用 COMSOL Multiphysics 創(chuàng)建幾何的 CAD 工具包括許多幾何體素，就是一些基本的幾何形狀，例如塊、圓錐、圓柱、球體、棱錐和圓環(huán)等三維幾何。您可以將這些幾何體素組合起來形成更復雜的幾何結(jié)構(gòu)用于仿真。
幾何零件提供了一種重現(xiàn)和參數(shù)化這類復雜幾何圖形的方法。當這些圖形被添加為 COMSOL Multiphysics 幾何后，可以簡化幾何創(chuàng)建，提供方便使用的、具有多個參數(shù)的零件，用于定制零件的形狀或尺寸。
幾何零件示例：多體動力學模塊零件庫中的斜齒輪零件。
被添加為幾何零件（直接在模型中創(chuàng)建或從零件庫中獲取）后，這些圖像將成為活動幾何中的 零件 實例，看起來就像任何其他幾何特征一樣，成為仿真中定義完整幾何的幾何序列的一部分。在幾何實例的設置 窗口中，通過指定輸入?yún)?shù) 的值來定義零件實例的形狀、尺寸和位置，這些參數(shù)用于定義幾何零件以及實例零件的位置和方向(相對于全局坐標系或用戶定義的工作平面)。
在模型開發(fā)器的全局定義 下創(chuàng)建幾何零件時，可以訪問用于定義模型組件幾何形狀的幾何序列中提供的同一個 CAD 特征：所有幾何體素；帶有相關拉伸、旋轉(zhuǎn)和掃描的工作平面；以及其他幾何工具。對于更高級的零件，還可以通過添加If、Else If、Else 和 End If 節(jié)點來使用編程，例如，使用一些參數(shù)來控制零件的某些方面。此外，您還可以添加 參數(shù)檢查 節(jié)點來發(fā)現(xiàn)錯誤，例如用戶輸入的參數(shù)值超出了實際零件的范圍。還可以定義幾何零件的 1D、2D 和 3D 幾何結(jié)構(gòu)。
展開 某車型門窗控制器PCBA的簡化建模方法
摘要：針對某車型門窗控制器的PCBA，提出了一種有限元分析中PCBA簡化建模方法。通過對PCBA有限元仿真模態(tài)分析結(jié)果與試驗模態(tài)分析結(jié)果對比，驗證該簡化建模方法計算結(jié)果的準確性。該方法的提出為后續(xù)對汽車電子產(chǎn)品PCBA進行動力學響應分析提供了可靠地分析依據(jù)。
前言
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車電子產(chǎn)品的可靠性越來越引起人們的重視，汽車電子產(chǎn)品的可靠性對行人和車輛的舒適性及安全性是至關重要的。印刷電路板組件（PCBA：Printed Circuit Broad Assembly）是汽車電子產(chǎn)品的核心，其可靠性也是汽車電子產(chǎn)品可靠性的關鍵。
準確的有限元分析結(jié)果能提前預知PCBA在后期試驗中可能出現(xiàn)的問題。PCBA由PCB、電阻、繼電器、天線、芯片等零件組成。芯片、電容、繼電器等器件的PIN和焊點十分微小，數(shù)量多，體積小，在有限元仿真分析前處理階段建模費時，計算過程中消耗過多計算資源。如何準確、高效地建立PCBA的有限元模型，是得到準確的計算結(jié)果的關鍵。
本文基于某車型門窗控制器（DCM：Door Control Module）的PCBA提出一種有限元分析中PCBA的簡化建模方法，并進行有限元仿真模態(tài)分析。通過仿真模態(tài)分析結(jié)果與試驗模態(tài)分析結(jié)果對比，驗證所提出的簡化建模方法計算結(jié)果的準確性。
1 有限元分析
1.1 模型概況
DCM的PCBA包括：PCB、接插件、大天線、小天線、繼電器、電容、芯片、電阻等，器件總體數(shù)量約180個，如圖1所示。其中電阻數(shù)量大于100個且體積小、質(zhì)量小。
展開 使用CARF和3Dfindit簡化數(shù)字工廠設備建模
在Bentley的MicroStation軟件中直接調(diào)用集成到CARF的 3Dfindit界面數(shù)據(jù)輕松進行布局規(guī)劃
LuArtX IT公司的Vanessa Kraus在一段短視頻中向感興趣的各方展示了在規(guī)劃階段LPH1-8將數(shù)字工廠建模與CARF和3Dfindit集成。LuArtX IT公司是汽車行業(yè)的領先企業(yè)，致力于為工廠規(guī)劃和TGA（技術(shù)建筑設備）開發(fā)CAD和BIM軟件。
該公司與CADENAS一樣，也是 DIAMOND項目的成員之一。該研究項目由歐盟資助，并得到德國聯(lián)邦經(jīng)濟事務和氣候行動部（BMWK）的全力支持。縮寫DIAMOND代表具有中性文件格式的數(shù)字工廠建模。
自2022年5月項目啟動以來，兩家公司一直在與其他合作伙伴共同開發(fā)一種通用數(shù)據(jù)模型。通過這種合作，可以在短時間內(nèi)在CARF中生成3Dfindit接口，集成BIM組件目錄，包括數(shù)據(jù)掩碼和映射，以及包括CONNPTS在內(nèi)的連接點。
了解CARF MicroStation中3Dfindit界面的優(yōu)勢
CARF中的3Dfindit界面提供對數(shù)千個數(shù)字產(chǎn)品目錄的訪問。工程師、規(guī)劃師和建筑師可以通過CARF直接在他們的CAD系統(tǒng)MicroStation中調(diào)用它。用戶逐步學習如何在CARF中查找和集成正確的CAD模型。這為他們節(jié)省了寶貴的時間并加快了規(guī)劃流程。
展開 
活用Icepak非穿透流體元件簡化液冷板建模 (被遺忘7年的功能來了!)
圖1
液冷板建模時，solid block內(nèi)部嵌入fluid block，則流體元件會將solid block整個打穿如圖2。現(xiàn)有的Icepak教程對此問題的解決方法為在solid block外側(cè)新建一個hollow block。
圖2
Icepak的15版本增加了“非穿透流體元件”功能，在user guide中有詳細解釋，但在release notes中未提及因此被埋沒至今。進入菜單Model>Edit cutouts，點擊Display可顯示全部流體元件的穿透情況如圖3，單獨元件的Allow cutout設為0即成為“非穿透”如圖4，選中“Enablegrid cutouts”即可使全部元件為“非穿透”。
圖3
圖4
設為非穿透后再劃網(wǎng)格如圖5，可見流體網(wǎng)格被限制在了流體塊區(qū)域。
圖5
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展開 Ansys Mechanical | SKF開發(fā)自動化應用程序大幅簡化軸承仿真分析
此外，除了實體的零部件和硬件產(chǎn)品，SKF還開發(fā)了軸承仿真軟件和建模解決方案，包括與第三方工具集成的API，以幫助客戶更準確、更輕松地仿真軸承。
此前，SKF工程軟件部門產(chǎn)品經(jīng)理Hedzer Tillema在Ansys Level UP 3.0工程仿真大會上介紹了最新的API之一。
SKF高管在Level Up 3.0工程仿真會議上介紹了SKF軸承APP應用
SKF Bearing是通過Ansys應用定制化工具包（ACT）開發(fā)而成，該工具包通過創(chuàng)建定制化指導流程（被稱為“向?qū)А保箞F隊能夠?qū)崿F(xiàn)工作流程的自動化。這些向?qū)橛脩籼峁┝丝稍L問的分步式界面，并針對選定的任務和程序來定制應用。如上所述，SKF Bearing旨在簡化Mechanical中的軸承建模和FEA仿真。
Tillema表示，SKF持續(xù)的仿真集成有助于支持最近的“左移測試”的行業(yè)趨勢，這意味著工程師和設計人員在開發(fā)周期早期階段就能夠使用仿真和虛擬測試。通過將仿真積極引入開發(fā)的早期階段，而不是將其作為后期驗證工具，開發(fā)團隊可以更快地獲得關鍵洞察，從而為設計提供信息，防止設計失敗并加快產(chǎn)品上市進程。
借助仿真集成和聯(lián)合解決方案，SKF使更多的工程師和設計人員都能夠充分利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型和仿真技術(shù)。
Tillema認為，軸承建模涉及的三大挑戰(zhàn)是：
高度非線性的組件對整個系統(tǒng)具有顯著影響，如果不進行詳細分析，這些影響可能難以被預測
軸承類型多種多樣
詳細的微觀幾何結(jié)構(gòu)和屬性對整個系統(tǒng)具有相當大的影響。
展開 Ansys推出開發(fā)者一站式中心，進一步簡化開發(fā)流程
Ansys開發(fā)者門戶網(wǎng)站通過全新平臺提供面向Ansys仿真技術(shù)的支持、文檔和協(xié)作，以提升開發(fā)者體驗（DX）
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主要亮點
Ansys開發(fā)者門戶網(wǎng)站是專屬的一體化平臺，通過將Ansys業(yè)界領先產(chǎn)品組合的技術(shù)文檔、專家互動和開發(fā)人員工具匯聚在一起，實現(xiàn)開發(fā)者體驗的提升
Ansys創(chuàng)建的一站式中心旨在簡化工具訪問，以幫助工程師、開發(fā)人員和架構(gòu)師創(chuàng)建綜合全面的多物理場解決方案并實現(xiàn)先進的仿真工作流程
為推動實現(xiàn)仿真普及化的承諾，Ansys宣布推出Ansys開發(fā)者門戶網(wǎng)站，以幫助開發(fā)人員更方便地獲得工具——該數(shù)字空間將更好地賦能Ansys生態(tài)系統(tǒng)，并將用戶和各領域的Ansys仿真專家緊密相連。
Ansys開發(fā)者門戶網(wǎng)站將整個Ansys產(chǎn)品組合的開發(fā)人員工具匯聚到統(tǒng)一的中心，并且還提供相關文檔、示例、指南和使用案例。該門戶網(wǎng)站使用戶能夠在整個Ansys產(chǎn)品組合中擴展仿真工作流程，以提高工作效率。此外，門戶網(wǎng)站還包括社區(qū)論壇，讓客戶、合作伙伴和內(nèi)部開發(fā)人員能夠在此開展協(xié)作、分享創(chuàng)意觀點、咨詢問題和提出功能建議，同時能夠直接訪問PyAnsys項目的Python庫等開源計劃。
Ansys致力于為客戶提供加速創(chuàng)新和實現(xiàn)目標所需的工具。通過簡化獲取豐富資源的方式以及提升可用性，Ansys幫助工程師、架構(gòu)師和開發(fā)人員能夠更好地設計新方案，以實現(xiàn)物理和工程領域中重復、復雜仿真和工作流程的自動化。通過門戶網(wǎng)站促進對這些資源的訪問，將顯著減少完成任務所需的時間，并最大限度地減少出錯的可能性。
展開 ANSYS Workbench模型對稱簡化計算及節(jié)點結(jié)果導出方法
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實例介紹
如果模型本身結(jié)構(gòu)是對稱的，同時它的約束與外載也是對稱分布的，那么我們可以對模型進行對稱簡化，一方面可以提升計算效率，另一方面也方便我們進行邊界條件的加載。在本實例中，一個圓柱形的薄壁筒體在圓筒長度的中間處受到力F的擠壓，如圖1所示需要計算力F作用點在徑向的位移。薄壁圓筒的兩端是自由邊，由于模型結(jié)構(gòu)、約束與外載都是對稱的，所以可以將模型簡化為一個八分之一的殼單元模型。
仿真應用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識別與簡化
ANSYS Icepak 作為一款專門用于電子產(chǎn)品散熱分析的仿真軟件，集幾何建模、網(wǎng)格生成、求解和后處理于一體。在封裝、組件、板和系統(tǒng)級的熱分析領域獲得日益廣泛的關注。
ANSYS Icepak 的幾何建模包括自建模型和模型導入兩種方式，其中模型導入更為常用，即將CAD模型進行轉(zhuǎn)化處理后導入 ANSYS Icepak 軟件。本文主要介紹以 ANSYS SCDM 為基礎的 ANSYS Icepak 模型導入及其處理方式，
包括模型識別與模型轉(zhuǎn)化。
模型識別是指將 CAD 模型轉(zhuǎn)為 ANSYS Icepak 認可的三維模型，并進行適當?shù)膸缀翁幚恚瑒h除產(chǎn)品上不影響散熱或發(fā)熱的零件整體或細節(jié)特征，以及一些不必要的圓角設計，可通過ANSYS SCDM 中 Workbench 選項卡內(nèi)的 Identify Objects（識別對象）進行操作。
模型簡化是指將無法直接識別或需簡化處理的 CAD 模型進行操作，使它們能夠與ANSYS Icepak 對象幾何相容。ANSYS SCDM 中的 IcePak Simplify（仿真簡化）工具用于簡化主體，其中簡化類型分別為0級、1級、2級、3級。
展開 Ansys Mechanical | SKF開發(fā)自動化應用程序大幅簡化軸承仿真分析
此外，這些屬性被視為機密的知識產(chǎn)權(quán)，所以在設計軸承模型時，它們通常是不可用的
因此，傳統(tǒng)的軸承建模方法涉及多次試錯法，這些嘗試往往不僅耗時，而且成本高昂。
“為了克服這些挑戰(zhàn)，我們有何對策？”Tillema向Level Up 3.0大會的與會者提出了這個問題。“我們的方案是SKF Bearing應用，它有助于減輕仿真工程師開展軸承建模的負擔。”
因此，這款應用并非用于精細化地仿真滾動軸承或研究軸承性能的影響。事實上，SKF Bearing的用途在于幫助準確表示軸承剛度，以增強和簡化軸承仿真。
三步簡化軸承分析
SKF軟件開發(fā)人員Abhinand Pusuluri在Level UP 3.0會議上展示SKF軸承的應用：通過SKF的NU 315 ECP單排圓柱滾子軸承
只需點擊鼠標，SKF Bearing即可為您計算模型所需的測量值。軸承采用剛性環(huán)法進行建模，同時應用程序與SKF云服務器通信，以獲得真實軸承剛度的準確表示。為確保真實性，這種表示方法考慮了滾動元件和軸承滾道之間的詳細接觸以及軸承的完整微觀幾何結(jié)構(gòu)。
展開 Physical Optics公司與Ansys助力美國軍用飛機簡化航空電子研發(fā)
基于模型的突破性解決方案將航空電子軟件的研發(fā)時間縮短50%以上
Physical Optics公司（POC）正在使用Ansys仿真軟件解決方案為美國軍用飛機研發(fā)航空電子設備。面向ARINC 661標準應用的Ansys SCADE解決方案將幫助POC縮短研發(fā)時間并加速認證，從而大幅降低集成新功能所需的成本，并加快產(chǎn)品投放市場的速度。
美國國防部的舊飛機配備了日益老化的航空電子設備和控制系統(tǒng)，這需要花費高昂的成本來升級或增加新功能。現(xiàn)代航空電子軟件既要符合復雜的要求、又要日趨先進精巧，因此滿足安全關鍵的標準并降低成本是當前研發(fā)工作的主要挑戰(zhàn)。高效的基于模型的軟件研發(fā)以及合格的代碼生成功能可提供一種更簡化的方法來降低軟件成本、縮短研發(fā)時間，同時有效地管理高度復雜的設計。
POC任務系統(tǒng)副總裁Omar Facory表示：“我們選擇了面向ARINC 661標準的Ansys SCADE，希望能幫助我們大幅簡化基于模型的軟件研發(fā)，并降低認證風險。Ansys SCADE 661是推進互操作性和可重用性的重要工具，能幫助我們的團隊輕松升級軍用飛機的新功能而不影響其使用。”
面向ARINC 661標準的Ansys SCADE可提供卓越的基于模型的軟件研發(fā)和自動認證的代碼生成功能，能快速創(chuàng)建和認證航空電子軟件。在符合ARINC 661、DO-178C和FACE技術(shù)標準的同時，可大幅縮短研發(fā)時間。Ansys SCADE 661不僅可以推動不同飛機平臺的可重用性，還能加速新功能的集成，并大幅減少針對具體平臺設計的依賴。
展開 
ansys經(jīng)典apdl 曲線拱 箱梁橋建模 預應力 實體建模 ￥99
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ANSYS APDL斜拉橋精細化建模與仿真分析案例 ￥39.9
模型簡介
圖1-1 Ansys斜拉橋全橋模型
圖1-2 恒載位移情況（mm）
圖1-3 索力提取（N）
本案例提供了一套基于ANSYS APDL的斜拉橋全參數(shù)化建模與仿真分析解決方案，涵蓋主梁、索塔及斜拉索的模擬，適用于橋梁工程領域的結(jié)構(gòu)分析、索力優(yōu)化及二次開發(fā)需求。模型采用經(jīng)典單元類型（Beam188、Link180），跨徑布置為100m+220m+100m，包含完整的命令流文件（.mac）與模型數(shù)據(jù)庫文件（.cdb），用戶可直接運行或基于現(xiàn)有框架快速擴展功能。
1.2. 核心內(nèi)容與文件說明
1.2.1. 模型文件
stayedCableBridge.cdb：已生成的有限元模型數(shù)據(jù)庫，包含幾何、單元、材料及邊界條件定義，可直接導入ANSYS進行求解或后處理。【也可以直接接入到命令界面進行修改】
Stayed Cable Bridge.mac：模型分析的APDL命令流腳本，含求解及后處理等關鍵步驟包括。
1.2.2. 模型特點
單元類型科學選擇：
Beam188：適用于主梁與索塔的彎曲-剪切耦合分析，支持自定義截面形狀；
Link180：模擬斜拉索的索-梁/塔錨固行為，可通過初應變法實現(xiàn)索力精準控制。
可通過節(jié)點坐標的修改進行：
參數(shù)化設計：跨徑、塔高、索面布置等關鍵參數(shù)可快速修改，適應不同橋型需求。
非線性兼容性：支持幾何非線性分析（如大位移、索松弛），為復雜工況提供可靠依據(jù)。
案例優(yōu)勢與應用場景
1.2.3.
展開 超大跨懸索橋 ANSYS 建模案例 ￥49.9
案例概述
本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的超大跨懸索橋有限元建模案例，背景工程為一假想工程，主跨長度超過1000米。模型采用“魚骨梁法”（Fish-bone Model）對懸索橋的結(jié)構(gòu)受力與剛度進行合理簡化與模擬，并在整體上考慮了幾何非線性效應。通過對主纜、吊索、加勁梁等關鍵結(jié)構(gòu)體系的建模，模型能夠較準確地反映懸索橋在彈性階段的受力特征和整體變形規(guī)律。
該模型經(jīng)過驗證，可一次完成恒載分析并順利收斂（后續(xù)可自行精調(diào)，補充索夾重等內(nèi)容），分析結(jié)果穩(wěn)定可靠。模型結(jié)構(gòu)完整、可直接復用，適合作為懸索橋工程仿真項目入門的基礎模型。
案例文件包括模型文件（SuspensionBridge.cdb）和計算命令流文件（SuspensionBridge.mac），可在 ANSYS APDL 環(huán)境中直接加載運行。
圖1-1 模型情況
圖1-2 加載情況
圖1-3 恒載位移
1.2. 建模思路與單元劃分
懸索橋體系由主纜、吊索、加勁梁及橋塔組成，結(jié)構(gòu)復雜，受力體系耦合顯著。本模型采用魚骨梁方法進行整體建模。主纜和吊索體系通過簡化的空間梁單元建模，加勁梁采用連續(xù)梁體系表示，從而兼顧計算精度與求解效率。
主梁和塔柱等承重結(jié)構(gòu)采用 BEAM188 單元；吊索采用 LINK180 單元，承受軸向拉力，能有效提高計算穩(wěn)定性。模型引入了幾何非線性求解設置，確保在大跨和大變形條件下結(jié)果的合理性和物理一致性。
整個模型結(jié)構(gòu)清晰，單元劃分合理，節(jié)點耦合關系明確。
1.3. 案例文件說明
SuspensionBridge.cdb：模型文件，包含節(jié)點、單元、截面、材料定義、約束條件及索力初始狀態(tài)。
展開 超大跨鋼管混凝土拱橋 ANSYS APDL 精細化建模案例介紹 ￥39.9
案例概述
本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的超大跨鋼管混凝土拱橋有限元建模與分析過程。橋梁主跨超過 400 米，模型采用雙單元法（Double-Element Method），以簡化且合理的方式模擬鋼管混凝土拱橋在彈性階段的整體受力與剛度特性。模型經(jīng)過充分驗證，可一次性完成恒載分析并順利收斂，結(jié)果穩(wěn)定可靠，可作為工程參考和教學示例的基礎模型。
該案例提供了完整的可運行文件，包括模型文件（TrussArcBridge.cdb）和計算命令流文件（TrussArcBridge.mac），用戶可直接在 ANSYS 環(huán)境中加載并執(zhí)行，也適用于ansys workbench，快速得到結(jié)構(gòu)受力結(jié)果。
圖1-1 模型
圖1-2 邊界
圖1-3 位移結(jié)果
1.2. 建模思路與單元劃分
模型采用以主拱、吊索、橋面體系為核心的空間有限元結(jié)構(gòu)體系。主拱肋及桁架部分采用 BEAM188 單元，用以模擬具有彎曲和剪切變形能力的空間桿件；吊索采用 LINK180 單元，主要承受軸向拉力，計算效率高且穩(wěn)定性好；橋面采用 SHELL181 單元，用以反映組合橋面的彎曲與剪切剛度，實現(xiàn)橋面與主拱的合理協(xié)同。
材料部分采用彈性模型，鋼管混凝土雙單元法理，既保證了分析的合理性，又避免了復雜的非線性求解過程。邊界條件采用固結(jié)與簡支混合形式，可根據(jù)不同橋型和設計要求靈活修改。
該模型采用合理的節(jié)點耦合與剛度協(xié)調(diào)方式，確保鋼管與混凝土、拱肋與橋面、吊索與桁架之間的力學傳遞真實可靠。
1.3. 案例文件說明
TrussArcBridge.cdb：為模型文件，包含節(jié)點、單元、截面、材料及邊界定義，可直接在 ANSYS 中導入使用。
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