基于ansys汽車連桿的案例
基于Ansys Topology Optimization的連桿結構拓撲優化簡例
基于Ansys Topology Optimization的連桿結構拓撲優化簡例
本文僅作為Ansys Topology Optimization的一個簡易案例應用，切勿輕易用于工程實踐與論文撰寫。
歡迎大家轉載、點贊、留言，這是我寫文章的動力。
本文為作者原創案例，轉載請注明出處和作者技術鄰筆名：CAE夢想很偉大
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拓撲優化(topology optimization)，是指一種根據給定的負載情況、約束條件和性能指標，在給定的區域內對材料分布進行優化的數學方法。
拓撲優化的研究領域主要分為連續體拓撲優化和離散結構拓撲優化。不論哪個領域，都要依賴于有限元方法。連續體拓撲優化是把優化空間的材料離散成有限個單元(殼單元或者體單元)，離散結構拓撲優化是在設計空間內建立一個由有限個梁單元組成的基結構，然后根據算法確定設計空間內單元的去留，保留下來的單元即構成最終的拓撲方案，從而實現拓撲優化。
目前，連續體拓撲優化的研究已經較為成熟，其中變密度法已經被應用到商用優化軟件中，其中最著名的是美國Altair公司Hyperworks系列軟件中的Optistruct和德國Fe-design公司的Tosca等。前者能夠采用Hypermesh作為前處理器，在各大行業內都得到較多的應用;后者最開始只集中于優化設計，支持所有主流求解器，以及前后處理，操作十分簡單可以利用已熟悉的CAE軟件來進行前處理加載，而后利用TOSCA進行優化十分方便。近年來和Ansa聯盟，開發了基于Ansa的前處理器，并開發了TOSCA GUI界面，以及ansys workbench當中ACT的插件，可以直接在workbench當中進行拓撲優化仿真。
展開 基于ANSYS workbench平臺下nCode Design Life的連桿疲勞分析簡例計算
基于ANSYS workbench平臺下nCode Design Life的連桿疲勞分析簡例
本分析實例采用ANSYS Workbench平臺下nCode Design Life對一個承受交變應力的簡易連桿結構進行疲勞分析。
該分析為筆者原創教程，轉帖請注明出處和作者筆名：CAE夢想很偉大。
作者水平有限，難免錯誤，請見諒。另未能對每一個分析進行詳細說明，且本例僅僅作為一個交流的疲勞案例，與工程實踐相差甚遠，切勿直接用于工程分析和論文撰寫。
技術咨詢鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/b/280
基于ANSYS workbench平臺下nCode Design Life的連桿疲勞分析流程簡述
幾何模型與網格劃分如圖所示
約束條件與接觸設置
針對連桿進程與回程過程承載不同，分別賦予Bearing Load軸承載荷不同的數值與方向（在項目流程圖中建立兩次靜力學分析）
求解并后處理等效應力分布
兩個結果聯合導入ANSYS workbench平臺下nCode Design Life，將兩個靜力學求解solution拖入nCode Design Life。
Bearing Load軸承載荷在WB的疲勞工具中不能進行換向處理，因此在nCode中簡化考慮該結構承受兩個方向的載荷，為Zero-based loading載荷方式，擴大比例系數為2。右鍵S-N分析，修改為常幅值分析，將min-factor設置為0，max-factor設置為2。
疲勞材料屬性與SN曲線：右鍵S-N分析，打開材料菜單，將材料賦予所有的mat。
展開 基于Ansys Twin Builder連桿結構數字孿生體建模關鍵技術及應用
圖13連桿數字孿生體模型搭建及封裝
五、連桿數字孿生體模型部署
將輸出的連桿twin模型文件和應變數據csv文件導入Ansys Deployer中，包含實際采集測試應變的csv文件的輸出端與twin文件模型輸入端對應連接，建立連桿數字孿生體模型，如下圖14所示。經調試求解成功后，利用其Export Python App生成可執行程序SDK文件夾，文件夾中包含的主要內容，如下圖15所示。該文件夾通過命令行執行，可完全脫離有限元仿真環境，并獲得連桿現實場景中應力和變形結果的實時響應，如圖16和圖17所示。其中圖17為連桿載荷歷程對應的最小、最大和平均應力的不同結果曲線。
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。
展開 基于ANSYS的汽車轉向節拓撲優化仿真分析
摘 要：本研究基于ANSYS軟件，針對汽車轉向節的拓撲結構優化展開了仿真分析。首先，針對不同的工藝約束，建立了多目標拓撲優化目標函數，通過比較不同拓撲優化結果的區別和優劣勢，選取了最優的拓撲優化建模方法。隨后，根據拓撲優化結果，建立了工程化結構數模。實驗結果表明，在所建立的多目標拓撲優化目標函數下，得到了一種在工藝約束下最優的汽車轉向節拓撲結構，并且該結構具有較好的力學性能和穩定性，可為實際工程應用提供參考。
關鍵詞：ANSYS;汽車轉向節;拓撲優化;工藝約束;多目標優化;力學性能;
1 引言
汽車轉向節是汽車轉向系統的重要部件，其結構和性能直接影響著汽車的操控性和安全性。傳統的轉向節設計通常采用經驗設計和試錯方法，存在設計時間長、成本高、效率低等問題，同時難以滿足不同工況下的需求。隨著計算機仿真技術的不斷發展，基于拓撲優化的汽車轉向節設計已經成為一個研究熱點。在不同的工藝約束下，通過建立多目標拓撲優化目標函數，可以快速高效地得到優化結果，有效提高轉向節的性能和質量。此外，拓撲優化設計還可以大幅減少設計時間和成本，提高設計效率和可靠性，同時降低產品開發風險，具有非常廣闊的應用前景。
2 汽車轉向節結構及其優化
2.1 汽車轉向節的結構和功能
汽車轉向節是汽車轉向系統中非常重要的部件之一，主要起到連接轉向系統和輪轂的作用。其主要功能是將駕駛員的轉向操作傳遞到車輪，控制車輛的方向和行駛狀態。傳統的汽車轉向節結構通常采用鑄造或鍛造的方式制造，形狀比較固定，存在一些設計上的局限性。而拓撲優化技術則可以通過對結構的重新設計和優化，實現優化結構的得到，進一步提高汽車轉向節的性能和質量[1]。
2.2 拓撲優化在汽車轉向節設計中的應用
拓撲優化作為一種優化設計方法，在汽車轉向節的設計中具有廣泛的應用。
展開 
基于ANSYS的汽車變速器齒輪的優化設計
采用有限元的分析方法，在靜態分析的基礎上，以汽車變速器齒輪的厚度作為設計變量，以齒輪的重量作為目標函 數，建立齒輪的優化模型。應用ＡＮＳＹＳ軟件對汽車變速器齒輪進行結構的有限元分析及優化，從而提高變速器的整體性能
基于ANSYS的汽車變速器齒輪的優化設計.pdf
基于Ansys的汽車氣動噪聲數值仿真分析實例
在產品設計的初始階段，往往需要噪聲的大致分布情況，基于模型的噪聲源方法可以解決這一問題。
模型的湍流動能輸運方程：
湍流動能耗散率輸運方程：
式中：
Gk為平均速度梯度產生的湍流動能
Gb為浮力產生的湍流動能
β為熱膨脹系數
μt 為湍流粘度
σk，σt為k，ε的湍流普朗特常數。
根據經驗，模擬中使用的常數分別取值為：Cμ=0.09，σk=1.0，σε=1.3，C1ε=1.44，C2ε=1.92，C3ε=1。
基于公司現在對氣動噪聲的要求，選擇模型是比較適宜的。
模型網格的劃分和計算域的建立
模型是在CATIA軟件上建立的，然后導入ICEMCFD軟件中進行網格劃分。為了提高計算的效率，對模型的底部進行了簡化處理。
根據經驗，流場仿真計算所取的計算域到達一定的大小時，汽車的流場就不再受計算域大小的限制。假設汽車模型長為L，寬為W，高為H，則計算域的取法為汽車前部取3L，側面取4W，上部取5H，汽車后部取7L。
為了解決汽車求解域大，網格數目多的難點，按照離車身的距離不同，網格的大小也不同。離車身近的區域網格劃分比較密，使之能夠清楚的表現車身表面附近的細致情況；而遠離車身的區域，網格可以適當的稀疏，以減少網格的數量，節約計算時間。最終網格劃分結果如圖1所示，網格數1369839。
圖1 網格劃分結果
入口邊界：入口邊界為速度邊界。
出口邊界：出口邊界為壓力邊界。
展開 基于ANSYS Workbench的汽車盤式制動器性能分析 ￥15
模型
簡單模型，一個圓盤，上下兩個對稱剎車片。材料選擇不銹鋼材料屬性。
靜力分析
第一步，摩擦接觸，設定剎車片與圓盤之間為摩擦接觸，摩擦系數0.3，behavior為Asymmetric。具體描述如下圖所示;
再插入命令流，獲取摩擦接觸的單元，生成制動盤上的目標單元組件，命令流：esel,s,type,,tid，其中tid為目標單元類型。
具體其中一組單元類型獲取方法：
Esel,s,type,,tid
Cm,c1_r,elem
具體命令流見圖所示;
下來靜力分析，默認時間步為1，選擇自動時間步，最小10步，最大30步，打開幾何大變形。描述如下圖所示：
打開重啟動，選擇Manual，載荷步和子步均選擇ALL，非線性控制選擇，牛頓-辛普森算法選擇Unsymmetric算法，即非對稱算法。
施加圓盤內部圓的固定約束，fix displacement。剎車片約束X和Y方向位移。
兩個剎車片施加Z即即面壓力，壓力載荷1Mpa。具體載荷約束情況下圖所示：
模態分析結果
將靜力分析結果輸入到模態分析系統，選擇靜力分析的Solution單元，右鍵選擇Transfer Data To New-Modal，模態分析設置默認Pre-Stress，表示從靜力分析的最后載荷步和子步重啟進行擾動分析。求解30階模態，求解方法選擇unsymmetric方法。
具體流程見附件word文檔，模型為2022R2版本，需要解壓。里面網格劃分，求解文件都已清空，需要重新計算。
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課程簡介：
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Ansys SPEOS GPU 預覽
Ansys SPEOS和VRX HMI整車內飾視覺人機功效解決方案
NVIDIA RTX最新產品介紹
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2020/12/03 16:00~17:00
講師簡介：
孫鴻燁
Ansys SPEOS應用工程師。
展開 基于ANSYS的汽車發電機連接螺栓布局設計優化
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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。
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展開 車燈仿真專題 | 基于ANSYS HFSS的CISPER25汽車前照燈PCB傳導輻射仿真分析
隨著電池續航里程增加、驅動和控制系統性能提升，電動汽車已成為汽車行業發展的新趨勢。汽車前照燈集成了（Headlamp）的指示燈包含了近光燈、遠光燈、轉向燈、霧燈等基礎指示，此外還包含了LR+CR激光雷達、LR雷達、SR雷達、HDR攝像頭、FIR熱成像相頭等功能器件，這樣使得燈組件電子系統更加復雜，多塊PCB、散熱器、底座、線束的排列布置結構，帶來了嚴重的電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）問題，一方面影響其他敏感器件的正常工作，另一方面會影響電動汽車的安全穩定行駛！本節我們在ANSYS HFSS 2023R1中模擬CISPR25汽車前照燈PCB電源回線遠端接地的測試環境，將獲得整塊PCB的傳導發射（CE）對標標準，發現部分頻點超標后，給出改善措施最終通過測試標準。
一、模型導入
如下圖所示為汽車前照燈組價的示意圖，我們將抽取他們的PCB進行模擬仿真。
對照上圖的實際環境搭建在ANSYS HFSS中搭建仿真模型模型具體包括以下三個部分：待測PCB，4 cable連接器，以及CISPR25測試環境（LISN網絡、測試線纜等）。
打開Ansys Electronics Desktop 2023，Insert Design選擇HFSS,然后命名工程名字為Cisper25_CE，依次導入以上三部分模型。
二、模型材料賦值以及邊界設置
2.1 PCB和線纜設置為copper，LISN設置為AL，選中物體在Properties中的Material先選擇Edit然后選擇材料為所需材料。
2.2 底部等大小的長方形作為參考地，命名為GND，設置邊界條件為Perfect E即理想導體邊界。
展開 
客戶案例 | Ansys與索尼半導體解決方案公司合作推進自動駕駛汽車基于場景的感知測試
仿真模型使用戶能夠利用預定義輸入或實時反饋，對基于索尼HDR成像器的感知系統進行可靠的、基于場景的測試，從而提高ADAS和AV應用的準確性、可靠性和安全性。
為了最大限度地減少道路測試，協同仿真會將圖像輸入到先進的片上軟件感知系統中。與此同時，仿真環境中還集成了用于控制發動機管理和變速箱等功能的電子控制單元，以測試其性能。這種方法可確保從傳感器到處理芯片的整個仿真流程準確可靠。
索尼半導體解決方案公司汽車業務部總經理Tomoki Seita表示：“完全自動駕駛的實現，需要依靠OEM廠商與Ansys等領先的技術提供商合作，以提高用于驗證自動駕駛系統的集成工具的準確性。通過此次合作，客戶可以使用高度可重現、高預測準確性的仿真，充滿信心地對其系統進行驗證。這尤其有利于OEM廠商和一級供應商，他們可以運行實際攝像頭仿真來驗證識別算法和車輛控制軟件。”
此外，AVxcelerate平臺與許多客戶特定的仿真工具鏈兼容，包括開源仿真器或其他商業仿真器，其具有高度可擴展性，并支持云端使用，以提高算力和廣泛的可訪問性。該工作流程使設計人員能夠生成逼真的圖像，以便在組裝傳感器之前評估性能，或生成大規模的虛擬訓練數據集。
Ansys產品高級副總裁Shane Emswiler表示：“滿足安全合規性是我們OEM廠商客戶的首要任務，但由于需要測試的場景數量眾多，實現這一目標十分困難。Ansys提供一系列多物理場仿真解決方案，以提高自動駕駛汽車的安全性和可靠性，同時加速研發流程。利用AVxcelerate Sensors，用戶可以在高保真度虛擬環境中復現道路決策，這可以提高預測準確性，并改變企業設計和測試自動駕駛汽車的方式。”
展開 基于ANSYS的汽車起重機專用有限元軟件定制開發（原創，如轉載，請注明出處）
為響應技術鄰的ANSYS技術大賽，以示支持，特發此貼。
分析類型：ANSYS二次開發
技術難點：該項目牽涉到多學科，力學，起重機學，機械、有限元，ANSYS，語言編程等相關學科。
完成人：技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
研究對象：汽車起重機
開發語言：TCL/TK APDL
TCL/TK作為ANSYS經典的界面開發語言，可以使實現命令和數據的無縫交換（WB采用其他語言）
APDL可以實現參數化編程和功能實現。
開發時間：大于1年
軟件特點：
高效精準的建模分析技術
完全參數化控制（結構參數、控制參數、工況參數等）；
基于參數化的自動化實現（自動實現建立幾何模型、網格劃分、加載、施加邊界條件、自動計算和分析）；
有限元操作的完全內部封裝，傻瓜式操作的特點（完全不懂有限元，都能得到專業分析結果）；
基于行業標準和國家標準的計算結果評估系統（15個有限元計算結果評估子系統）。
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