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Ansys行業大講堂 | 平臺支撐下的仿真協同與設計優化
Ansys高度可擴展和可配置平臺解決方案可對工程業務進行仿真和優化,推動創新設計探索和產品性能提升,通過多物理場仿真、創建可擴展的仿真環境、以及提高工程協作等維度,極大地改善企業在設計、開發和運營新一代產品的方式。
6月19日,Ansys行業應用大講堂第六講『平臺支撐下的仿真協同與設計優化』將作為該系列的收官之作上線,歡迎大家報名參加!4月底全新開啟的系列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。
第六講:
平臺支撐下的仿真協同與設計優化
主題簡介
仿真技術在產品研發過程被廣泛使用,其應用的深度和廣度都在不斷拓展。在仿真規模不斷擴大的情況下,如何支持數據管理與知識積累,協調仿真與設計、試驗等相關團隊間的數據流轉,規范其業務流程,實現仿真與研發創新過程的真正融合,成為行業領先企業需要探討的方向。企業級仿真平臺作為解決這一系列問題的不二之選,近年來得到了長足的發展。
針對仿真問題本身,面對產品設計日趨智能化/復雜化的挑戰,多物理多維度CAE和CAD軟件并存成為普遍現狀,工程師在軟件接口、技巧學習的時間投入日漸增加,如何實現仿真流程的集成、仿真標準化和自動化、多學科優化成為大家的關注點。
展開 【Ansys行業大講堂】平臺支撐下的仿真協同與設計優化
誠邀您參加Ansys多學科優化大會 (WOST 2020)!
Ansys多學科優化大會暨第十七屆Dynardo用戶大會將于6月25日-26日舉辦,免費注冊報名即可參與,歡迎積極報名參加,成功報名后獲取參會鏈接。
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Warning | 固定支撐約束在ANSYS有限元計算中的三大注意事項
固定支撐是在結構有限元中,大家最常用的一種約束條件。如圖1所示給出了設置固定支撐操作的方法。
圖1 設置固定支撐操作方法
固定支撐約束,可以應用在點,線和面特征上。固定支撐表示被約束為位置為剛性,但是在現實工程結構中,根本不存在完全剛性的約束,因此固定支撐約束是一種理想約束。在實際計算中,用戶應該注意以下幾點:
固定約束附近的應力不準確,不能作為產品強度評估的依據
這個理論依據是圣維南原理,其實固定約束是一種等效約束,它會約束附近的應力有顯著影響,但是遠離約束位置的應力時可信的。如圖2給出了拉伸載荷作用下的軸的有限元計算模型,該模型的截面積1.2503e-005m^2,軸力為10N,則軸向應力7.99e5Pa。
圖2 拉伸載荷作用下的軸的有限元計算模型
圖3給出了軸向應力云圖,通過計算結果發現,固定約束位置的應力明顯大于理論解答,而遠離固定支撐的位置與理論解基本一致,大約為7.96e5Pa,但是目前固定支撐約束的影響范圍,目前還無法通過理論確定,因此在工程應用中,需要進行數據對比確定合理的計算結果。
圖3 軸向應力云圖
固定支撐約束附近不要進行網格細化
因為隨著網格細化,固定支撐約束位置的應力是奇異的。如圖4給出了多次細化后的軸向應力云圖,由圖可知,細化后,固定支撐約束位置的應力迅速上升。
展開 【實際項目】基于ANSYS某超高層大型深基坑支撐結構內力計算分析
深基坑支護體系包括土體、圍護結構以及支撐結構,是一個保護影響域內建筑物等的空間動態體系。其中支撐結構是基坑支護結構的重要組成部分,它由支撐桿件、環梁、立柱、吊桿等構件組成,是一個承受圍護結構所傳遞的土壓力、水壓力的結構體系。支撐結構必須穩定、結點連接構造必須可靠,支撐與豎向圍護結構共同作用為基坑施工提供一個可靠的結構空間。
一般來講,基坑支撐結構計算方法分為如下三種簡化算法:
1、不考慮共同作用的簡化算法
該方法將水平支撐結構視為不動鉸,計算簡圖如下所示,但這種處理方法過高地估計了水平支撐結構對豎向圍護結構變形的約束作用。
2、平面框架計算模型
該方法是先對平面框架進行平面分析,分析得到產生單位法向變形值,美每延米的支撐力及支撐的等效剛度。再將支撐等效剛度作用于每層支撐結構處,并對圍護體系進行平面分析,力學分析模型如下所示。此種方法建模簡單有效,但一般適用于平面比較規則的支撐體系,且需要足夠豐富的工程經驗。
3、空間桿系分析方法
該方法假定豎向圍護樁余其后土體構成一個平面共同工作體系,每層水平支撐結構將豎向圍護樁連接起來,組成空間結構體系。該方法考慮了水平支撐結構形成的支撐樁間作用,受力明確,但此種方法建模工作量較大。力學模型如下:
本次分享的實際項目為某地超高層建筑深基坑支撐結構體系的計算,該超高層主樓地上51層,副樓地上32層,裙房地上8層,整體設置四層地下室,基坑開挖范圍約為84mX111m,主樓區域挖深23.6m,裙樓區域挖深21.6m,周圍布置地下連續墻,并設置兩道支撐。
基坑東側、南側為高層居民住宅區,樁基礎,一層地下室,基坑北側、西側為市政道路,人行道與道路下埋設有雨水管道、給水管道、通訊管道、污水管道、電力管道。
展開 
ansys經典apdl 曲線拱 箱梁橋建模 預應力 實體建模 ¥99
ansys經典apdl 曲線拱 箱梁橋建模 預應力 實體建模
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構分析、索力優化及二次開發需求。模型采用經典單元類型(Beam188、Link180),跨徑布置為100m+220m+100m,包含完整的命令流文件(.mac)與模型數據庫文件(.cdb),用戶可直接運行或基于現有框架快速擴展功能。
1.2. 核心內容與文件說明
1.2.1. 模型文件
stayedCableBridge.cdb:已生成的有限元模型數據庫,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索力精準控制。
可通過節點坐標的修改進行:
參數化設計:跨徑、塔高、索面布置等關鍵參數可快速修改,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。
案例優勢與應用場景
1.2.3.
展開 超大跨懸索橋 ANSYS 建模案例 ¥49.9
本案例基于 ANSYS APDL 平臺,采用魚骨梁建模思路,結合 BEAM188 與 LINK180 元素的特性,構建了一個精細、穩定、可擴展的懸索橋仿真模型案例。該模型提供了一個開箱即用、萬變不離其宗的基礎案例。主纜精細化找形筆者也開發了一個單獨的軟件,有興趣的可以私信一起討論。
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。模型經過充分驗證,可一次性完成恒載分析并順利收斂,結果穩定可靠,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 環境中加載并執行,也適用于ansys workbench,快速得到結構受力結果。
圖1-1 模型
圖1-2 邊界
圖1-3 位移結果
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構體系。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,實現橋面與主拱的合理協同。
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。邊界條件采用固結與簡支混合形式,可根據不同橋型和設計要求靈活修改。
該模型采用合理的節點耦合與剛度協調方式,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,包含節點、單元、截面、材料及邊界定義,可直接在 ANSYS 中導入使用。
展開 ANSYS網絡研討會——利用ANSYS Fluent進行發動機艙熱建模
ANSYS Fluent中包含的不同子模型可用于進行上述各類仿真。本網絡研討會將簡要介紹模型和最新程序。在研討會結束前,ANSYS專家還將一一解答您的提問。
注冊免費觀看網絡研討會!
利用ANSYS Fluent進行發動機艙熱建模
【Ansys線上直播回看】Ansys RaptorH:高速SoC、混合信號及射頻芯片的電磁建模
『點擊觀看直播回放』
Ansys RaptorH仿真解決方案也已正式通過三星Foundry認證,用于研發高速SoC和2.5維/三維集成電路(2.5D/3D-IC)。本次會議主要介紹Ansys全新的芯片級電磁分析工具RaptorH,該工具將應用領域擴展到芯片和其構成的電子系統。增強后的片上電磁仿真工具RaptorH將包括Ansys HFSS標準引擎并將其集成到易用的界面中,以供芯片設計人員使用,同時工具保持了Ansys RaptorX的速度與大容量。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看,在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問,在此附上本場網絡直播錄播內容,供大家回看學習。
▼▼▼2020 Ansys網絡研討會有獎反饋
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展開 隔震支座在ANSYS中的批量建模方法 ¥100
<p>在如何在ANSYS中模擬非線性三維隔震支座一文中,作者介紹了三維隔震支座的建模方法。然而,在實際工程中,為了達到隔震目標,隔震支座的數量會達到幾十個甚至上百個。因此,如何在ANSYS中對隔震支座進行批量建模是至關重要的。</p><p><br></p><p>1. 包含的內容</p><p>(1)說明文本</p><p>(2)三維隔震結構命令流文件(隔震支座批量建模)</p><p>(3)驗證過程excel文件</p><p><br></p><p><br></p><p>2. 解決的問題</p><p>(1)如何在ANSYS中對隔震支座進行批量建模?</p><p><br></p><p>3. 研究的依據</p><p>[1] 龔曙光, 謝桂蘭, 黃云清. ANSYS 參數化編程與命令手冊[M]. 機械工業出版社, 2009.</p><p><br></p><p>4. 隔震模型的力學參數與隔震支座設計參數的定量對應關系</p><p>我們知道,實際應用中,我們可以采用廠家提供的標準型號的隔震支座,也可以訂制特殊類型的隔震支座,不管采用那種形式,在仿真模擬時,我們都要將設計參數與隔震模型的力學參數對應起來,從而進行力學分析。</p><p>ANSYS中并沒有特定的隔震單元,但提供了一系列的彈簧-阻尼器單元,可以通過組合單元模擬隔震支座的力學特性。采用COMBIN14單元模擬隔震支座的豎向剛度,COMBIN14又稱彈簧-阻尼器單元,具有1D、2D和3D的軸向或扭轉能力。軸向彈簧-阻尼器為單軸拉壓行為,每個單元有2個節點,每個節點有3個自由度,即沿著X、Y和Z方向的三個平動或轉動位移。水平方向上,采用COMBIN40單元模擬隔震支座的水平剛度和阻尼,COMBIN40單元將彈簧、滑塊和阻尼器并聯,再用串聯的方式與間隙耦合形成組合體,適用于多種情況的分析。
展開 
肋環型網殼結構 ANSYS 參數化建模與自動出圖案例介紹 ¥19.89
文件可在 ANSYS APDL 中直接運行,修改參數后即可生成完整模型并執行計算與出圖。
1.7. 案例總結
肋環型網殼結構在空間結構體系中具有代表性,其幾何特征復雜、參數多、建模過程繁瑣。本案例通過 APDL 參數化編程方法,實現了從幾何定義、單元生成到結果出圖的自動化流程,大幅提升了建模效率與分析便捷性。
該模型既可作為快速驗證結構可行性的小工具,也可作為進一步進行屈曲分析、穩定性研究和二次開發的基礎模板。對于從事空間結構建模、科研分析或教學應用的用戶而言,本案例提供了一種簡潔、高效、可擴展的建模方案。
展開 ANSYS導入圖片建模教程
將一張PNG或JPG格式的圖片導入到ANSYS內,根據圖片內容生成幾何模型可通過下面的思路來實現。
首先選取一張需要導入的圖片文件。這里采用隨機成長算法生成了一張多孔結構圖片,圖片樣式及繪圖參數如下。
利用CAD圖像導入插件將圖片處理成AutoCAD文件,既PNG圖像轉換為dwg格式。插件中邊界提取選擇白色,繪圖樣式設置為平滑,并將平滑設置10,關于插件中參數設置的原理可查看:CAD圖像導入插件
在AutoCAD內將導入的圖形建立面域,并新建一個與原圖大小相同的長方形面域。
運用差集,將長方形與導入的圖形面域做差集。
通過縮放將生成的模型縮放到指定尺寸。
將處理后的模型導出為.sat格式。
打開ANSYS Workbench,建立一個需要研究的分析系統,這里選取了靜態結構,將幾何結構的分析類型設置為2D,右擊幾何結構,選擇導入幾何模型,選取保存的.sat文件并導入。
設定需要的材料類型及連接,并對模型進行網格劃分,將模型的左側邊界添加位移約束條件,右側邊界添加單位力并提交分析。
ANSYS模型進行簡單的受拉模擬結果,應力分布如圖所示。
展開 【11月15-16日 深圳】ANSYS官方培訓—ANSYS高速串并行總線高精度建模與自動化分析
ANSYS高速串并行總線高精度建模與自動化分析
培訓背景
隨著信號傳輸速率的提高,電子設備中的串并行總線信號越來越多。這些高速GHz信號具有傳輸距離遠、容量大、布線方便的優點等諸多優點,然而在應用中也存在高速信號完整性問題。 在電路設計層面上,高速信號電路面臨復雜的時序、眼圖、抖動等指標,以及嚴重的碼間干擾(ISI)問題。而傳輸線、過孔等結構等在高頻信號下的趨膚深度等高頻特性也都極大影響系統性能
ANSYS是業界領先的CAE仿真軟件供應商,其針對高速串并行鏈路的設計需求和挑戰,提供了完整的設計流程和方案。可以幫助設計者完成從傳輸線、過孔建模,全波電磁仿真,系統鏈路分析等仿真設計。其中,HFSS作為全波電磁仿真的黃金工具,在業界一直廣受推崇,其提供了高效高精度的電磁場算法,而最新版本中集成的HFSS 3D Layout功能,為工程師提供了更加熟悉的EDA設計環境,可以快速高效的分析各類高速信號設計問題。
本次培訓主要針對PCB硬件、Layout及SI工程師,內容包括高速串并行鏈路的仿真方法和手段,為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“ANSYS高速串并行總線高精度建模與自動化分析”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
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