ANSYS建模體
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ANSYS建模體的視頻教程
ANSYS建模體的實例教程
白內障手術是當今最常見的外科手術之一，在該手術中，患者的晶狀體由于光散射增加而變得渾濁，從而被人工晶狀體（IOL）取代。隨著白內障人群越來趨于越年輕化，對優質鏡片的需求不斷增長，以提高可實現的圖像質量并解決無需眼鏡聚焦的問題。衍射IOL通過同時創建多個焦點來提供近距離和遠距離的清晰視覺，從而提供了一種可行的解決方案，在本文中我們演示了如何通過使用用戶自定義表面（UDS）DLL來擴展Zemax OpticStudio的功能，以提供衍射式人工晶狀體透鏡的真實模型。最后，我們還將討論應用了區域分解模型相對于使用內置衍射表面類型的序列分解方法的優勢。
簡介
隨著白內障患者的需求不斷增加，人工晶狀體制造商投入更多的時間和資源到高級鏡片的研究和精密設計中。為了在很寬的物體距離范圍內提供良好的圖像質量，最終的目標是再現原始晶狀體的調節能力。用人造元件直接模仿人眼的自然過程面臨著幾個挑戰，因此這仍然是一個尚未解決的問題。然而，衍射人工晶狀體可以同時為多個觀察距離提供一個易于使用的解決方案。本文展示了如何使用光線追蹤和衍射分析來實現基于真實表面形狀的浮雕型衍射透鏡的真實模型，并展示了該模型在全面評估系統性方面的優勢。
基本設計概念
1.階次分解
OpticStudio序列模式下的內置衍射表面模型依賴于階次分解，在此方法中，需要選擇單個衍射順序，然后衍射光焦度( Diffractive Power )由額外的相位貢獻代表，與折射率和表面矢高無關。使用這種方法，階次傳播可以通過從物體到圖像的光線或通過出射瞳孔的標量衍射來建模。這種方法提供了分析單個階次的簡單解決方案，對于使用單個目標衍射階的應用特別有益。
展開 圖14 建立連桿數字孿生體模型
圖15 可執行SDK文件夾生成
圖16 運行中的可執行程序SDK文件夾
圖17 SDK文件夾運行輸出的連桿應力結果
六、總結
本文介紹了聯合利用Ansys Mechanical、True-Load、Ansys Twin Builder和Ansys Deployer軟件進行連桿數字孿生體模型建立的操作過程及注意事項。
1）載荷識別的操作過程中，包括單位載荷的結果文件計算、應變片的預分析、載荷識別及結果導出等，實現了由實測應變數據識別出連桿的真實載荷歷程，為實現連桿數字孿生體模型的建立提供了載荷輸入；
2）連桿降階模型的生成過程中，包括利用響應面法(RSM)生成載荷識別ROM，利用DOE試驗生成多組連桿訓練數據，利用奇異值分解法(SVD)和響應面法(RSM)生成連桿應力/變形Static ROM等；
3）在連桿數字孿生體模型搭建及部署過程中，集成了連桿響應面ROM和Static ROM，并封裝、編譯生成twin文件模型，最后生成可執行程序SDK文件夾，即連桿數字孿生體模型的最終形式。該可執行程序能夠完全脫離有限元仿真環境，在不同操作系統平臺上進行部署后，就可以根據連桿的實測應變，進行應力與變形結果的快速計算，從而實現了連桿結構數字孿生體的建立和應用。
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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。
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對于這些載荷，我們可以在設計流程的早期階段通過以下工具進行調查和設計：
用于機械組件和裝配體的Ansys Mechanical軟件
用于電子組件/裝配體的Ansys Sherlock軟件
用于電機和致動器的Ansys Maxwell軟件
對于熱管理，可以使用Mechanical軟件、Ansys Icepak軟件或Ansys Fluent解決方案進行仿真。
· 無縫集成 **CAD（SolidWorks、CATIA）、FEA（ANSYS、Abaqus）、控制（MATLAB）、疲勞（MSC Fatigue）** 工具，實現 “幾何建模 - 動力學仿真 - 結構分析 - 控制優化 - 壽命預測” 全流程閉環，支撐數字孿生落地。
3.
本仿真使用流體靜壓單元對液壓千斤頂進行建模，并闡述體積模量的概念。實際應用中，液壓千斤頂通常使用油作為液體，油的高體積模量使得加載過程中液體體積幾乎保持不變。
目標
理解體積模量的影響
熟悉流體靜壓單元的使用
步驟
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個"靜力結構"分析。檢查單位設置。
2. 導入幾何模型（圖1）。
這些靜水壓流體單元通過 ANSYS Mechanical 中的命令流進行定義。
目標
理解靜水壓流體單元建模的工作流程
熟悉理想氣體定律以及相應的流體體積與壓力之間的關系
步驟
1. 打開 ANSYS Workbench，創建“靜力結構”分析。檢查單位。為鞋體創建彈性材料。
2. 導入鞋底幾何模型（圖1）。
</p><h2><strong style="color: rgb(255, 255, 255); background-color: rgb(255, 192, 0);">建模步驟</strong></h2><p>打開 Ansys Workbench，創建"穩態熱分析系統"（Steady State Thermal System）。
