結構設計仿真分析
關注創建者：李旭 創建時間：2016-01-15
結構設計仿真分析的視頻教程
ADAMS運動學仿真及結構優化設計第四講——結構優化設計
1.模型參數化 1）定義設計變量 2）模型參數化 2.優化設計流程 1）優化設計的一般流程 2）目標函數定義 3）約束函數定義 4）優化設計、設計研究和實驗設計的區別 3.六連桿沖壓機構的優化設計 4.發動機解耦率優化設計
￥30 2小時4分鐘 71播放
查看
車燈仿真分析系列課程（熱仿真/結構力學仿真/光學仿真）
ANSYS作為世界知名的CAE仿真軟件，在汽車車燈的結構力學、流體散熱、光學設計都有廣泛地應用。在結構力學分析時，借助ANSYS可以實現諸如：車燈極端靜載荷作用下的強度/剛度分析、車燈的抗沖擊/振動性能分析及優化設計；車燈的碰撞試驗分析；車燈在交變載荷作用下的結構疲勞計算等，從而為汽車照明系統的設計提供理論依據。
￥99 3小時5分鐘 1360播放
查看
結構設計仿真分析的實例教程
解決方案是針對特定應用領域或行業的一體化解決方案，這些方案采用Step-by-Step設置模式，方便用戶快捷地完成各步驟的設置和仿真分析。例如本文用到的工藝結果映射工具模塊Digimat-MAP和有限元聯合仿真分析模塊Digimat-CAE，就集成在解決方案Digimat-MS里面，而Digimat-MS則是多尺度耦合分析集成解決方案，該方案將工藝分析與結構分析集成，通過將工藝分析結果映射至結構分析模型，完成后續的結構分析。
?MSC Nastran工具軟件
MSC Nastran是一款高度可靠性結構有限元分析軟件，擁有眾多領先的求解功能，尤其在動力學方面，可以快速的得到準確的分析結果。MSC Nastran具有多學科分析，可為用戶提供針對各種工程問題的一體化結構分析解決方案。MSC Nastran能夠有效解決各類大型復雜結構的強度、剛度、屈曲、模態、動力學、熱力學、非線性、聲學、流體-結構耦合、氣動彈性、超單元、結構疲勞、慣性釋放及結構優化等問題。
圖4. MSC Nastran多用途有限元分析程序
PART.02
焊接工藝-結構一體化仿真工作流程
為了考慮焊接工藝對焊接結構強度的影響，本文給出一種焊接工藝-結構一體化仿真分析的工作流程。該流程可實現金屬結構焊接工藝仿真分析，將焊接工藝仿真結果自動引入結構仿真分析中，保證焊接結構仿真模型與實際狀態的一致性，從而提高焊接結構強度分析的精度。
圖5. 焊接工藝-結構一體化仿真分析工作流程。
上述仿真分析流程包含3個步驟：
01
結構焊接工藝仿真；
02
焊接工藝結果映射；
03
耦合結構仿真分析軟件MSC Nastran，通過istress關鍵字引入焊接殘余應力完成最終結構分析，從而考慮焊接殘余應力的影響。
展開 驅動電機殼體冷卻通道結構設計
針對熱量在電機內部的傳遞方式，本文設計了一款螺旋式冷卻結構的電機殼體，其結構如圖2所示。
SFRP材料可用于各種零部件，包括內部和外部部件、結構部件、引擎蓋下部件和懸架系統等。
實際工程應用中，SFRP材料產品性能受到其纖維含量、取向、分布等因素的影響。博世公司為了準確描述SFRP材料產品的性能，使用到海克斯康旗下的復合材料多尺度仿真平臺Digimat，對SFRP材料進行非線性本構建模以及注塑工藝結果映射，從而實現了針對產品性能的準確預測。
另一方面，傳統的設計制造過程是確定性設計，認為所有的輸入參數都是固定值；然而實際情況是產品在制造生產過程中存在多種不確定性，例如SFRP材料含量的波動。因此通過在設計階段引入可靠性分析，完善產品設計，防止出現設計不足或過設計情況。
2 解決方案
海克斯康基于旗下復合材料多尺度仿真平臺Digimat，以及人工智能/機器學習智能實時仿真平臺ODYSSEE，搭建了針對復合材料不確定性量化（UQ）分析的解決方案（如下圖），并應用于博世公司的SFRP材料產品設計中。
圖1. 針對復合材料UQ分析解決方案
該解決方案主要包含五個步驟：
準備輸入文件
定義并執行實驗設計（DoE）
訓練和評估降階模型（ROM）
定義和計算設計極限
進行不確定性量化（UQ）分析
3 應用案例
博世公司研究團隊主要針對SFRP材料通過虛擬工程來加快產品開發的步伐，包括過程模擬、微觀結構特征模擬和測試、結構模擬等。從而減少實際準靜態測試的工作量，包括產品的準靜態變形和失效，并進行可靠性評估。
圖2. SFRP材料產品虛擬工程
對于 SFRP材料，傳統的測試方法需要經歷材料交付、板材注塑成型、樣品研磨、CT掃描、拉伸實驗等多個步驟才能最終得到相關材料參數，花費時間最少1個月；而利用材料虛擬工程的方法，可以將材料開發時間縮短到幾天。
圖3.
展開 圖1 SOL 101靜力學分析客車白車身
MSC Nastran解決方案
MSC Nastran集成了很多仿真類型求解功能，使工程師能夠解決各種各樣的問題。例如，求解序列SOL 101用于計算結構的靜態剛度。客車設計工程師將使用它來計算車身的整體剛度，并可視化白車身（BIW）結構中可能承受高壓縮或高張力的部分。客車設計工程師利用SOL 400進行高度非線性仿真，例如螺栓預緊力分析。
MSC Nastran中多種解決方案序列允許沃爾沃巴客車選擇它作為其標準結構求解器。David繼續說道：“今天，我們有一個幾乎完全由MSC Nastran構建的模型組成的模型庫，支持各種MSC Nastran解決方案序列，如耐久性、NVH和復合材料等。由于我們專注于一個軟件環境，我們有時間深入研究CAE疲勞/NEF等新功能，并采用新開發MUMPS求解器，這將解決方案時間縮短了約50%。”
圖2 SOL 400非線性接觸分析
MSC Nastran是多物理場仿真的一部分
當被問及“使用MSC Nastran或其他工業軟件是否有令人驚訝的好處？David回答道：“如果我們沒有這樣使用MSC Nastran，我們可能也不會在設計過程中引入海克斯康Actran聲學仿真解決方案。”
Actran和MSC Nastran都包含在海克斯康工業軟件的多物理場解決方案中，并可以互轉換，使結構分析能夠擴展到聲學分析，用于預測客車內部和外部的噪聲水平。
展開 基于知識構件的結構快速設計與仿真一體化，實現了設計與分析一體化，通過快速迭代保證了設計階段數據的準確，而傳統結構快速設計僅僅是減少了部分重復勞動，對設計結果并未進行有效的校驗。
基于知識構件的結構快速設計與仿真一體化，實現了統一設計環境的協同設計，保證了信息的暢通、數據格式的一致、結果的實時呈現、專業間的快速匯總反饋等，而傳統結構快速設計還停留在個人單干的設計模式。
基于知識構件的結構快速設計與仿真一體化的實施效益
通過應用基于知識構件的結構快速設計與仿真一體化，將會給企業產品研發帶來如下提升：
消除重復設計、顯著提高設計效率：消除了重復建立相近的裝配結構、零部件模型等工作，一般可減少重復工作量50%～70%以上，從而顯著地提高設計效率。
設計方法導引，降低設計難度：設計人員在系統的導引下分步驟完成設計，使設計人員有更多的精力關注在設計上，而不是消耗在模型和特征的具體操作上，降低了對設計人員的要求。
模型由系統產生，提高設計規范性：設計模型由統一的系統模板生成，而系統模板是經過優化建模的模型，因此可以保證系統設計生成模型的質量和規范化，消除了人為差異。
提高設計自動化程度：將標準規范、設計經驗和知識融入系統，植入經驗算法或公式，在設計過程中進行知識推送，對不合理的參數進行自動校核。
設計分析一體化：在整合現有結構分析流程的基礎上，打通“設計→分析”及“分析←設計”的中間環節，真正意義上實現設計分析循環、迭代優化設計，最終提升整體的產品設計研發效率。
縮短工程師培養時間：新員工使用系統按照規范的流程、方法進行設計，可防止設計失誤，快速學習和提高，節省企業的培養成本。
來源于：國睿信維
展開 
結構設計仿真分析的相關專題、標簽、搜索
結構設計仿真分析的最新內容
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
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
概述
材料的性能在很大程度上受其微觀結構影響。本文檔使用 Ansys 材料設計器展示四種不同類型的微觀結構及其對應的宏觀尺度材料性能：隨機單向纖維結構、體心立方顆粒結構、金剛石晶格結構和編織結構。
目標
理解微觀結構與宏觀尺度材料性能之間的關系
步驟
案例1：隨機單向纖維（木材）
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個“材料設計器”組件。檢查單位。
2.
從智能手機的熱交互、緊湊外殼內的高功率電路板散熱，到極端天氣下的工業設備耐候性等復雜現實場景，通過熱仿真技術，工程師能夠精準預測設計在不同溫度場景下的行為，深刻理解熱能如何影響產品的效率、可靠性與安全性，從而在研發早期快速調整設計方案，實現產品的最佳性能表現。
Ansys應用類系列網絡研討會——熱仿真系列專題已上線，將重點介紹 Ansys 多款求解器矩陣在電子散熱、電熱耦合及復雜熱管理問題中的實際應用
本文原刊登于Ansys.com：《Boost Your Ansys Workflow: 5 Tips for Faster, More Accurate Structural Checks》
編輯整理：邱成宇 | Ansys 高級應用工程師
在結構工程中，精度和效率是必須滿足的目標。由于項目變得越來越復雜，能夠在確保符合行業標準的同時簡化工作流程，對于取得成功的結果非常關鍵。
本文將介紹使用
<p>Ansys 持續幫助工程師更高效地解決復雜結構設計與可靠性挑戰，加速產品創新與研發迭代。在2026 R1 新版本中，結構系列產品在效率、精度與工程可信度方面進一步增強：Mechanical 帶來更高效的網格變形與 GPU 感知資源預測能力，LS-DYNA 強化電池熱仿真與多物理場分析，Motion 提升系統級動力學性能，而 Sherlock、Forming 等工具也在電子可靠性與成形分析領域實現全面升級
寫在前面
仿真、模擬、有限元分析、多物理場……這些術語是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術原理和演進趨勢，正深刻地改變著世界？Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。本專題將以 “一期一會” 的形式，攜手各領域專家，圍繞Ansys全產品線的技術優勢，帶您深入解析流體、結構、電子設計及電磁仿真、光學、光子學、半導體、自動駕駛
隨著城鎮化進程加速和“雙碳”目標推進，綠色建筑與宜居環境成為城市發展的核心議題。“十四五”規劃明確提出“提升城市建設智慧化水平，發展智能建造”，對建筑能效與環境適應性提出了要求。[1]在這一背景下，建筑風環境仿真技術正成為優化人居環境、保障建筑安全的關鍵支撐。CAE風環境仿真技術，通過高精度數值模擬還原真實風場與建筑的相互作用，為建筑可持續設計提供科學決策依據。
現代塑料產品設計為了追求功能集成與美觀，模具結構變得日益復雜。對嵌入件（Part Insert）而言，前處理—特別是網格制作—面臨巨大挑戰。多材質射出成型（Multi-Component Molding，MCM）模擬最困難的地方在于不同材質（如雙色模、金屬嵌件）之間的接觸面處理，其模擬的準確度往往取決于組件交界面的處理。
以往工程師常面臨兩難：選擇非匹配網格（Non-matching Mesh
樹脂轉注成型（Resin Transfer Molding，RTM）是一種先進的復合材料成型制程，通常透過將纖維布含浸樹脂來生產高性能復合材料零件。RTM能夠生產具備高質量、復雜幾何形狀，以及尺寸精度、機械性能良好且一致的零部件。
Moldex3D RTM可以讓使用者在Studio上依照現場纖維布之鋪排來進行立體網格設計，也能從外部前處理軟件如Rhino、Hypermesh等輸入。Studio
今日16:00，Ansys官方『Ansys高校系列專題：方程式賽車的智能化仿真設計』研討會研討會將基于Mechanical、Fluent、Discovery講解賽車結構與熱流體核心仿真，建立從概念驗證到詳細分析的完整研發流程。感興趣的下滑預約學習??
時間：5月13日（星期三），16:00-17:00
內容簡介：
1、基于Ansys Mechanical、Fluent、Discovery
