ansys 優化選項的案例
Ansys Speos | Speos Option 選項參數設置技巧
本文展示了用戶在安裝Speos后可以更改的一些有用選項。
自定義主題（鼠標）
打開Speos軟件后，在file文件下，選擇Speos option選項。
為CAD應用程序選擇一個導航主題，或者從下拉菜單中分別設置每個操作。在navigation瀏覽Theme主題位置，選擇鼠標導航主題，可以根據使用習慣選擇CATIA，CREO等操作方法。
啟用Beta版功能
選中“啟用測試版功能”會在菜單上顯示測試版功能。測試版功能是仍在開發中的功能，每個Speos版本可能有所不同。在advanced高級選項中，選擇beta功能。
更換語言（Spaceclaim）
選擇一種想使用的語言。與spacecclaim相關的用戶界面語言將更改為所選語言。在advanced高級選項中，選擇language功能。
改變俯視圖方向
這允許將頂視圖更改為Z、Y或x。此設置隨文檔一起保存，并且僅適用于新文檔。當從使用不同向上方向的其他CAD應用程序導入繪圖時，可能需要更改此設置。建議設置為“Z （Speos默認）”。在advanced高級選項中，選擇behavior功能。
改變模擬的線程數
定義用于正向和逆向模擬的CPU線程數。當出現錯誤提示“沒有足夠的ANSYS OPTIS HPC許可，Licensing Error Not enough Speos HPC licenses”時，需要設置更少的線程。沒有加購HPC workgroup的用戶默認4HPC數量，將線程數改成4可運行仿真。在Light simulation選項中，選擇general此功能。
過濾警告消息
如果有要隱藏的警告消息，請設置過濾器。可以取消選中想要隱藏的內容。警告內容，不影響仿真運算。
展開 ANSYS Workbench 接觸高級選項詳解（2）
這個推薦有較多使用經驗的童鞋們修改，在初次計算一個算例時，最好選擇程序默認選項。
7.Update stiffness
這個選項是用來定義是否在計算過程中根據實際的迭代計算情況來進行接觸剛度的修正，以及修正方法。
程序默認的設置是兩個剛體之間永遠不會更新接觸剛度，除此之外，接觸剛度根據每一迭代步的結果進行更新。
你也可以手動選擇Never ,即永遠不更新接觸剛度；
選擇Each Iteration就是每一個迭代步程序自動更新接觸剛度，在不確定你定義的初始接觸剛度是否合理時，推薦選擇這個選項；
Each Iteration，Aggressive 這個選項和上一個一樣也是程序自動更新接觸剛度，但是區別是這種更新的尺度會更加激進一些，這樣的好處是有時候會收斂得快一點。但是若剛度更新的差異過大也會造成收斂困難。
展開 ANSYS分析類型與求解控制選項 (2)
=MSUP：模態疊加法；
=SX：變換求解技術；僅用于 DesignXplorer VT 產品中
=SXRU：僅用于 ANSYS DesignXplorer VT 產品中
Damp - 僅用于 ANSYS DesignXplorer VT 產品中。
2.
定義諧分析的輸出選項
命令：HROUT, Reimky, Clust, Mcont
Reimky - 實部和虛部輸出控制。
如為 ON（缺省）則以實部-虛部方式輸出；
如為 OFF 則以振幅-相位方式輸出。
Clust - 僅當采用模態疊加法（HROPT,MSUP）時，頻率分割控制參數。
如為 OFF（缺省）則為均勻分割頻率；
如為 ON則以固有頻率分割。
Mcont - 僅當采用模態疊加法（HROPT,MSUP）時，模態貢獻輸出控制。
如為 OFF（缺省）則不輸出各頻率的模態貢獻；
如為 ON 則輸出每一頻率的模態貢獻。
命令 HARFRQ 為諧分析定義低端和高端頻率，命令 HREXP 為諧分析擴展定義相位角等。另外前述的 LUMPM、EXPASS、NSUBST 等命令也相關。
展開 ANSYS Workbench 接觸高級選項詳解（3）
8.Stabilization Damping Factor
這個選項只有在選擇Frictional ,rough,frictionless這三個非線性接觸類型時才會出現
零件之間的初始狀態可能不是完全接觸上的，或是積分點之間有一定的距離，計算一開始無法探測到零件之間的接觸，可能會產生剛性位移。可以在接觸面之間添加一個阻尼避免剛性位移，有助于收斂。
默認值是0 ，當為0時，這個值只在第一個載荷步計算的時候起作用。后面的載荷步計算中程序會根據計算情況定義阻尼系數。
若人為定義一個阻尼系數，那么這個系數會在所有的載荷步計算中應用。
9.Pinball
這個選項是用來設置兩個接觸面之間探測的距離，當接觸面之間距離小于pinball 范圍，則接觸生效，若距離大于pinball范圍，則認為接觸失效。
使用pinball功能來人為定義接觸探測標準對幾何零件之間的初始縫隙消除是一個比較好用的辦法。
如下幾個使用場景供參考：
當你的幾何模型是一個面，然后在ANSYS里定義了面的厚度作為一個三維問題時，經常會出現面幾何與之接觸的其他零件之間縫隙比較大，那么你可以增加pinball尺寸，使得初始的接觸就生效。
在大變形問題中，由于零件的變形較大，可能導致較大的穿透，造成計算精度不高。這時，如果能夠定義一個比較合理的pinball 尺寸來消除一定量的穿透，可以一定程度上提高計算精度
兩個零件的幾何模型之間有一定的距離，但是實際上是接觸面，修改幾何很麻煩，因此可以定義一個較大的pinball 來使其接觸生效。
展開 
ANSYS Workbench 接觸高級選項詳解（1）
在使用ANSYS Workbench進行接觸設置的時候，看到這么多選項，這么多的“Progaram Controlled”時，你是否和我一樣好奇，這么多選項是用來干嘛的？程序控制又是如何控制的呢?
1.Formulation
這個選項用來選擇接觸算法的，對于一般的工程應用，程序默認的算法滿足大部分的情況。但是有時候針對自己的需要選擇更合適的算法可以使計算效率大大提高。
關于下拉菜單中的五種接觸算法，我在之前的文章中有介紹鏈接如下：
lalalahu：ANSYS Workbench 五種接觸算法詳解57 贊同 · 18 評論文章
2.Small Sliding
ANSYS 提供了兩種滑移計算模型：Finite Sliding 和Small Sliding。
在ANSYS經典版中，用戶可以自行選擇使用哪一種滑移模型，默認的選項是Finite Sliding 。Finite Sliding 允許接觸面之間任何的滑移，旋轉，甚至分離。Small Sliding 是假設接觸面之間會發生小于接觸長度20%的相對滑動，在接觸面之間出現較大的滑移或是旋轉時，small sliding 也是允許的。
相比Small Sliding 的算法，Finite Sliding 耗費的計算資源多，求解時間長。Small Sliding 對于小滑移問題的計算可以在保證計算精度的前提下增強收斂性，加快計算速度。
我們在進行僅有小滑移問題的計算時(如綁定接觸問題)，其實是沒有必要使用finite sliding 算法的。因此可以激活Small sliding ，使計算更加穩定，收斂速度快。
展開 ANSYS分析類型與求解器控制選項（1）
在定義分析類型后，就需要設置求解控制選項，這些選項為獲得滿意結果有極大作用。盡管大多數情況下，程序已經設置了通用或比較合理的缺省值，但有些情況下必須進行設置。不同的分析類型其求解控制選項不同。
一、 靜態分析求解控制選項
靜態分析是ANSYS缺省的分析類型，該分析不考慮結構的慣性和阻尼，但靜慣性力（如重力和離心力）和慣性釋放除外。
靜態分析所能施加的荷載包括外荷載、靜慣性力、強迫位移、溫度荷載等。
靜態分析求解選項有 4 大選項，其中每個大選項又包括多條選項。4 大選項為基本選項、求解器選項、非線性選項及高級 NL 選項。由于各個版本的 GUI 方式對話框不盡相同，為方便起見在內容上不與任何版本的對話框一一對應。
1. 分析選項
包含大變形效應（NLGEOM 命令）和預應力效應（PSTRES 命令）。
⑴ 大變形效應
命令：NLGEOM, Key
其中 Key 為大變形效應參數，其值可取：
=OFF 或 0（缺省）：忽略大變形效應，同時指定為小變形效應。
=ON 或 1：計入大變形（大轉動）效應，也可以是大應變效應。
ANSYS 的幾何非線性包括大應變效應、大變形（也可稱為大轉動或大撓度）、應力剛化及旋轉軟化效應。大多數實體單元和部分殼單元支持大應變效應；所有梁單元和大多數殼單元支持大變形（大轉動）效應，支持大應變的單元都支持大變形效應。
ANSYS 計入大變形或大轉動效應時是小應變，且大變形分析時慣性荷載和集中荷載的方向不隨變形改變，但面荷載的方向則隨變形而改變（即隨動荷載）。
NLGEOM 命令如在 /SOLU 層執行，必須在第一個荷載步內指定。
展開 ANSYS結構優化模塊的形貌優化 ￥50
ANSYS Workbench 形貌優化主要是針對薄殼結構的強度，改變其表面形貌，如凸起，加強等。
原模型
整體變形為0.87mm。
質量約束為100%
形貌優化后，同質量下，整體變形為0.12mm，結構剛度明顯提升。
ANSYS結構優化模塊的形貌優化功能實例
0
1
背景
ANSYS 2022R1的結構優化模塊提供如下優化功能。
1）拓撲優化-基于密度；
2）拓撲優化-基于水平集；
3）柵格法；
4）形狀優化；
5）拓撲優化-混合密度法(公測版)
ANSYS 2023R1的結構優化模塊提供如下優化功能。
ANSYS 拓撲優化 無法查看優化結果
請大師給看一下：
在workbench平臺上做拓撲優化，載荷和受力設置正常，后處理正常，但是無法查看拓撲優化的結果
利用ANSYS進行優化設計時的幾種優化算法
本文探討了利用ANSYS進行優化設計時的幾種優化算法。
優化技術
理解計算機程序的算法總是很有用的，尤其是在優化設計中。在這一部分中，將提供對下列方法的說明：零階方法，一階方法，隨機搜索法，等步長搜索法，乘子計算法和最優梯度法。(更多的細節參見ANSYS Theory Reference 第20章。)
零階方法
零階方法之所以稱為零階方法是由于它只用到因變量而不用到它的偏導數。在零階方法中有兩個重要的概念：目標函數和狀態變量的逼近方法，由約束的優化問題轉換為非約束的優化問題。
逼近方法：
本方法中，程序用曲線擬合來建立目標函數和設計變量之間的關系。這是通過用幾個設計變量序列計算目標函數然后求得各數據點間最小平方實現的。該結果曲線(或平面)叫做逼近。每次優化循環生成一個新的數據點，目標函數就完成一次更新。實際上是逼近被求解最小值而并非目標函數。
狀態變量也是同樣處理的。每個狀態變量都生成一個逼近并在每次循環后更新。
用戶可以控制優化近似的逼近曲線。可以指定線性擬合，平方擬合或平方差擬合。缺省情況下，用平方差擬合目標函數，用平方擬合狀態變量。用下列方法實現該控制功能：
Command: OPEQN
GUI: Main Menu>Design Opt>Method/Tool
OPEQN同樣可以控制設計數據點在形成逼近時如何加權;見ANSYS Theory Reference。
轉換為非約束問題
狀態變量和設計變量的數值范圍約束了設計，優化問題就成為約束的優化問題。ANSYS程序將其轉化為非約束問題，因為后者的最小化方法比前者更有效率。轉換是通過對目標函數逼近加罰函數的方法計入所加約束的。
展開 Ansys Workbench中拓撲優化后結構力學特性之可視化 | 結構優化新功能
圖一 邊界與載荷/圖二 網格劃分/圖三 等效應力云
拓撲優化以柔度最小化為目標，保留25%的質量，四個沉孔處圓柱體及兩耳板不做拓撲優化，如圖四所示。
圖四 拓撲條件
為了可視化拓撲優化后結構力學特性，我們需要設置Analysis Settings里的Output Controls的屬性：
Export Design Properties:當上游靜態結構或模態分析系統時，此屬性可用于結構優化分析，可以在與上游分析相對應的結構優化分析中創建變形、應力、應變等結果，能夠檢查優化設計的機械行為，在這里我們選用All Accepted Iterations。
Export Design Properties File Format:當指定導出Export Design Properties時顯示此屬性。選項包括 HDF5 文件（默認）和 VTK 文件（需要外部Reader），在這里我們選用推薦的HDF5 File，如圖五所示。
圖五 輸出控制
運行求解結構優化模型，完成后，可在Topology Density中查看優化后密度分布模型，如圖六所示。
圖六 拓撲密度
右擊Solution > Insert > Stress > Equivalent (Von-Mises)，快速輸出設計驗證值，查看拓撲優化后結構力學特征。
圖七 提取結果
圖八 輸出設計驗證值
通過以上同一模型在新舊版本中的操作對比，2022R1版本在操作步驟上更簡潔，在計算時間上更經濟，在結果查看上更直觀，小伙伴們不妨一試。
展開 
Ansys Speos / Ansys Lumerical | 聯合 optiSLang 的顯示屏優化設計
在第二排是從optiSLang獲得的第一個優化設計。在正常入射時開始呈白色，當增大入射角時，它看起來像暖白色，幾乎是紅色，同樣的另外兩個優化設計。可以看到類似的趨勢，但不同的顏色外觀。
選擇第一個優化設計，并獲得一些顏色變化的指標，將顯示光源表面使用texture顯示具體圖像，在顯示器上顯示圖像時，不同事先角度顏色變化。
結束語
通過Speos和Lumerical聯合optiSLang的顯示屏優化設計，通過Lumerical STACK可以設計和模擬一個參數化的微型LED或OLED像素設計，然后通過optiSLang完成多目標優化，最后將優化后的多組優化方案，在Speos真是的環境場景中，以人眼視覺方式比較這些設計方案。同樣的這個顯示優化工作流程也適用于其他應用，如汽車顯示器、電視、電腦顯示器和智能手表顯示器。
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Ansys Lumerical | 針對 Grating coupler 的仿真分析方法
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展開 ANSYS官方 | RTL設計功耗分析與優化——ANSYS PowerArtist
ANSYS官方將特別推出一系列ANSYS網絡研討會，不僅包含ANSYS 2019 R3 新版本功能介紹，同時也包括最新的行業熱點解決方案，ANSYS將與各位深入探討行業熱點趨勢，諸如無人駕駛、PCB結構可靠性、天線設計、數字孿生等等。
在此系列網絡研討會結束后，ANSYS將官方抽取1名幸運者，TA將獲得華為最新發布的Mate 30 1臺！
本期研討會：《RTL設計功耗分析與優化——ANSYS PowerArtist》將于12月5日 20:00-21:00舉辦。
直播主題
芯片前端設計相關行業人士
日期/時間
2019年12月5日
20:00 – 21:00
課程受眾
芯片前端設計相關行業人士
講師簡介
彭成
RTL功耗分析與優化專家，現任ANSYS中國半導體事業部主任應用工程師，主要負責ANSYS PowerArtist產品的售前和技術支持工作，對早期RTL功耗分析和優化及PowerArtist產品的應用有全面的了解和豐富的經驗。
課程簡介
功耗是芯片設計的關鍵。從手持式電池供電型設備，高性能的網絡應用，到物聯網和人工智能芯片設計，功耗都是一個非常重要的指標。
展開 ANSYS Workbench傳動軸優化靜力學仿真 ￥19.89
</p><p>電磁場分析功能為電氣和電子系統的設計和優化提供了強大的工具，而耦合場分析能力則允許工程師研究多個物理場之間的相互作用，這對于解決實際工程問題尤為關鍵。</p><p>總之，ANSYS Workbench通過其強大的仿真功能和用戶友好的界面，已經成為工程領域中不可或缺的工具，幫助工程師在設計、分析和優化復雜機械系統時做出更加精確和有效的決策。</p><p><br></p><p>3.%2.%3 Ansys workbench軟件特點</p><p>ANSYS Workbench作為一種集成仿真平臺，其功能和特性體現在以下幾個方面：</p><p>（1）項目流程的組織與管理：</p><p>ANSYS Workbench通過將結構設計的初步階段和最終優化階段整合于單一項目框架內，實現了各分析步驟之間的有機連接。這種集成化的方法確保了分析過程的連續性和一致性，同時，通過對整個項目的集中管理，提高了工作效率和結果的準確性。</p><p>（2）與其他建模軟件的兼容性：</p><p>ANSYS Workbench具備與其他計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助工程（CAE）軟件的兼容性，支持模型的導入與導出。這一特性允許工程師利用多種軟件的優勢，進行更為復雜的設計和分析，同時保持數據的完整性和準確性。</p><p>（3）高效的網格劃分能力：</p><p>對于結構復雜的實體模型，ANSYS Workbench提供了高效的網格劃分工具，能夠生成精細且平滑的網格。這確保了仿真分析的精確性，尤其是在處理具有復雜幾何形狀或邊界條件的結構時。</p><p>（4）全面的計算分析功能：</p><p>ANSYS Workbench涵蓋了工程實踐中的絕大多數分析類型，包括結構靜力學、動力學、流體動力學、熱分析和電磁場分析等。這些功能使得工程師能夠對各種物理現象進行全面的模擬和分析。
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。
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