熟練ANSYS優化分析的案例
ANSYS官方 | RTL設計功耗分析與優化——ANSYS PowerArtist
RTL設計者需要在開發周期的早期進行功耗分析。然而，傳統的門級分析方法迭代時間過長，并且無法在設計早期得到功耗優化的建議。
PowerArtist是ANSYS公司針對早期RTL級功耗分析和優化的綜合性功耗設計平臺。相比于傳統的門級分析方法，PowerArtist 為大規模集成電路設計提供了快速的迭代分析，便于在早期做出功耗相關的設計決定。PowerArtist考慮了物理設計的RTL功耗預算，交互式調試，分析驅動型功耗優化，功耗回歸測試和基于實際應用的功耗波形分析，也支持從RTL無縫連接到物理級的電源完整性分析方法。ANSYS PowerArtist目前已在全球低功耗半導體設計公司得到了廣泛的應用。
本次直播主要內容綱要如下：
1. PowerArtist的基本功能與原理的介紹
2. 如何利用PowerArtist方法論進行功耗分析與功耗優化
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展開 基于ANSYS的汽車轉向節拓撲優化仿真分析
數據處理和分析：將實驗數據進行處理和分析，比較實驗結果和仿真結果的差異，并對實驗結果進行統計學分析和可靠性分析。
實驗樣品：
根據最優的汽車轉向節拓撲結構，制備出實驗樣品，樣品尺寸為50mm×50mm×30mm。樣品材料為鋁合金，彈性模量為70GPa，泊松比為0.33，屈服強度為250MPa。
實驗參數設置：
在實驗中，采用單向壓縮載荷方式，通過壓力機施加不同大小的壓力，來模擬轉向節在工作狀態下所承受的力和力矩。實驗參數設置如下：
壓力大小：50N、100N、150N、200N。
受力方向：豎直方向。
壓力速率：2mm/min。
實驗次數：3次。
實驗數據記錄：
實驗過程中，采用應變計和應力計等儀器來記錄實驗數據，記錄的數據包括實驗樣品的變形情況、應變情況、應力情況等。實驗數據如下表1。
數據處理和分析：
通過對實驗數據的處理和分析，可以得到實驗樣品在不同壓力下的變形量、應變量和應力量。將實驗結果和基于ANSYS的汽車轉向節拓撲優化仿真分析的結果進行比較，可以得到以下結論：
表1
在實驗中，實驗樣品的變形量、應變量和應力量均隨著壓力大小的增加而增加，與仿真結果相符合。這說明所建立的多目標拓撲優化目標函數確實能夠使得得到的汽車轉向節拓撲結構在工藝約束下具有較好的強度和剛度性能，可以滿足汽車轉向節在工作狀態下的要求。同時，實驗結果也驗證了基于ANSYS的仿真分析的可靠性和準確性。
通過對實驗數據進行統計學分析和可靠性分析，可以得到實驗樣品的平均應變量、平均應力量和失效概率等數據，進一步證明所得到的最優汽車轉向節拓撲結構的可靠性和穩定性。同時，還可以通過比較不同優化目標函數的結果，來進一步優化汽車轉向節的拓撲結構，提高其強度和剛度性能。
展開 ANSYS優化分析指南
ANSYS優化分析指南
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基于excel與ansys workbench的優化分析
問題描述：
workbench分析流程：
采用直接優化分析結果：
采用響應面優化：
ANSYS Workbench的拓撲優化分析
11.自動顯示出優化后的模型以及優化前的模型
12.去掉未優化模型前面的對號
13.點擊草圖，框選整個模型
14.修復模型
15.僅顯示曲線
16.細節修復
17.輪廓修復完畢
18.倒圓角
19.厚度方向拉伸長度2mm
20.合并面
21.進入mechanical界面
注意：邊界條件與未優化之前設置完全一樣。
位移云圖：
應力云圖：
從優化前和優化后的對比來看，位移變化差異不大，應力由之前的46Mpa變為了51Mpa（在未驗證網格無關性的條件下），通過拓撲優化分析，可以使模型在不減少承重的情況下按照設置的參數進行優化來實現結構的拓撲，為未來的結構設計提供了思路。
源文件（版本19.2）：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1ppAyz_u0481AmnHue6P-oA
提取碼：wheh
來源Workbench小學生
展開 Ansys Icepak/AEDT的散熱分析優化專題培訓
【培訓講師】 上海安世匯智流體技術專家
【培訓時間】 2023年9月6日-9月8日
【培訓費用】 4500元/人
【培訓等級】 中 級
【培訓地點】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區平家橋路36號晶耀前灘5號樓9樓
【培訓特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項目經驗豐富，精準匹配行業
—— 理論與上機結合，教學質量有保障
—— 真實案例教學，貼合企業實際需求
—— 設立分級課程，循序漸進培養仿真能力
—— 安世亞太官方培訓證書，豐富職業履歷
【培訓日程】
時間
具體內容
第一天
Icepak軟件基本功能特色介紹
Icepak模型庫、對象庫、材料庫等的詳細介紹
Icepak全局網格以及局部網格控制方法以及參數設置
基于Icepak模型建立方法
復雜對象建立、編輯對齊工具介紹
相關案例操作
第二天
物理模型介紹，自然對流、強迫對流等邊界條件設置講解
PCB熱分析方法以及參數設置
網格劃分技術介紹——非連續性網格的設置方法
瞬態分析計算設置
相關案例操作
第三天
Icepak/AEDT參數化分析流程簡介
Icepak/AEDT 參數化設計、分析（單物理場/多物理場耦合）方法
擬CEPAK/AEDT 優化分析案例展示
Icepak優化案例操作練習
綜合答疑
【報名鏈接】
https://www.wenjuan.com/s/jaQVVfE/
（開課前一周截止報名）
【小貼士】
· 本次課程有上機操作環節，我們會準備好電腦與軟件；若報名人數超額，則需部分學員攜帶自己的電腦，我們會為您裝好試用軟件。
· 本次課程含工作午餐，不含其他食宿費用。
展開 如何采用Ansys Workbench對結構進行拓撲優化分析
在ansys workbench中拓撲優化分析流程如下所示。
以下圖所示結構為例，演示拓撲優化分析的過程，優化條件如下：
最大應力小于1000PSI；質量去除50%；結構材料為結構鋼；結構承受750psi的內壓，兩端的安裝孔固定約束。
拓撲優化的邊界條件設置如下，設置對應的優化區域，載荷約束條件區域為非優化區域，設置最大應力和去除質量的約束條件。
優化前后的結果對比，優化后材料質量取出來42%
基于SCDM模塊，對優化后的片面模型進行幾何處理，并將模型一鍵轉為為實體模型，進行優化后模型的驗證分析。
驗證分析的流程如下所示，通過workbench的一鍵傳遞，自動生成驗證分析的靜力學模塊，按照上圖所示的幾何模型，完成幾何處理，最后進行驗證分析。
驗證前后的結果對比如下所示，初始模型的變形為0.00032in，優化后模型的變形為0.00061，初始模型的最大應力為8208psi，優化后模型的最大應力為9636psi，滿足優化要求。
文章來源：cae仿真之家
展開 Ansys 案例研究 | GoPro 相機諧波分析與減振優化
返回 Workbench 平臺，復制諧響應分析系統。在新分析項目中，為兩個旋轉關節統一賦予阻尼值：100 N?mm?s/rad，之后重新求解計算。優化后的變形頻率響應結果如圖 7 所示。由結果可見，增設阻尼可有效規避構件共振，并顯著降低最大變形量。
圖 6 增加阻尼后的 Z 向變形頻率響應
總結：
本文以 GoPro 運動相機為研究對象，完整展示了諧響應分析的仿真流程，并通過仿真手段優化結構設計，從而避免相機內部零部件發生損壞。
Ansys復合材料結構分析總結（優化篇）
優化算法
基于ANSYS的優化，可以直接使用ANSYS提供的優化模塊，根據上述優化模型，建立優化計算文件，選擇合適的優化算法，進行計算。
同時，也可以通過APDL語言（甚至可以通過外部編程環境，如VC++，FORTRAN等）來自己編制優化算法，本文就是通過自己編制優化算法來實現的，采用的優化算法是復形調優法。算法描述如下：
復形調優法是求解約束條件下維極值問題的重要方法，通過構造復合形，計算各頂點的目標函數值，并進行比較，然后循環迭代，逐步替代最壞點構造新的復合形，經過多次迭代，進行收斂判斷，最終得到最優復合形，并求得最優值。其迭代過程如下：
想學習更多的知識，請聯系我們！
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展開 管道疲勞強度分析及優化(Ansys Workbench)
1.4 恒定振幅疲勞分析
為了對比結果，首先對于環境一進行不考慮螺栓預緊力的靜力計算，得到管道的最大von Mises應力值為121.85MPa，最大von Mises應力出現在螺栓根部。結果表明在受到液體作用力時，螺栓根部是最危險的位置，vonMises應力云圖如圖4所示，管道的整體變形云圖如圖5所示。由變形云圖可以看出，上法蘭表面各個螺栓之間產生的變形較大，當管道受到載荷作用，管道的上下法蘭面有分離趨勢，有螺栓的部分由于受到螺栓限制，變形相對小一些。在環境一靜力計算的基礎上，添加Fatigue Tool模塊，設置疲勞強度因子為0.8，由于管道在實際工作中只受到一個方向的作用力，載荷比率R設置為0，管道受到脈動循環載荷，載荷比率曲線如圖6所示。
2 螺栓預緊力優化
ANSYS 本身具有進行優化分析計算的模塊，Direct Optimization（Beta）（直接優化工具）、Goal Driven Optimization（多目標驅動優化工具）、Parameters Correlation（參數相關性優化分析工具）等。在這些工具中用戶定義的設計變量主要是尺寸參數，目標函數是應力結果，而本文的設計變量是螺栓預緊力，目標函數為疲勞壽命，不能采用相應的優化分析模塊進行計算。具體優化步驟流程如圖7所示。
在ANSYS Workbench 有限元計算中，疲勞模塊（Fatigue Tool）采用的原理是名義應力法。名義應力法是一種估算裂紋形成和裂紋擴展兩部分總壽命的方法，是以名義應力為基本設計參數、以材料的S—N 曲線為主要設計依據的疲勞設計法，也稱為影響系數或常規疲勞設計法。疲勞破壞是一個累積損傷過程，不同研究者根據其對損傷累積方式的不同假設，提出了不同的疲勞累積損傷理論。
展開 案例 | 利用 Ansys Mechanical 進行封裝翹曲的分析和設計優化
在設計初期，為了防止單顆大尺寸 FCCSP 產品產生翹曲，甬矽電子選用了五種芯片厚度、兩種塑封體厚度制定單一變量方案進行仿真分析，通過 SpaceClaim 進行封裝模型的建立，如圖所示：
根據實際作業條件，施加約束及溫度載荷：
通過 Ansys Mechanical 進行計算，可得到此封裝產品的翹曲改變趨勢，封裝翹曲隨著芯片厚度的減小而減小、隨著塑封體厚度的增大而減小。甬矽電子之后根據仿真結果制定了最終的工程驗證方案：塑封體厚度為 0.45mm，芯片厚度為 0.175mm。
相關產品：Ansys Mechanical
最終成果
甬矽電子認為，在產品設計開發初期通過仿真軟件對封裝產品的翹曲問題進行分析優化，不僅能有效縮短產品研發周期，還能降低驗證成本。通過 Ansys Mechanical 進行封裝翹曲仿真，甬矽電子在產品設計初期預測多種結構設計方案的翹曲結果，優化封裝結構設計，同時減小后續工程驗證的次數，本案例中，他們將 10 個工程試驗方案的最終實現時間，減少為 1 個工作日。
來源于：ANSYS
展開 
基于ANSYS的鉆頭有限元分析及優化設計
鉆削加工是較復雜機械加工方法之一．傳統的分析設計方法無法對刀具進行較精確的強度、剛度、應力以及應變分析，因此提高鉆頭設計的關鍵是在設計的過程中能較準確預測鉆頭的受力、鉆削狀況以及由此導致的鉆頭內部的應力應變情況，為鉆頭的設計以及優化提供可靠的理論依據
基于ANSYS的鉆頭有限元分析及優化設計.pdf
基于ANSYS的多層堆疊模塊焊接殘余應力分析及選材優化
基于ANSYS的多層堆疊模塊焊接殘余應力分析及選材優化
張 彥，許 典，趙希芳
( 南京電子技術研究所，江蘇 南京 210039)
摘 要：分析了某多層堆疊模塊的焊接殘余應力，討論了各功能層不同選材、焊接順序對模塊殘余應力的影響，并給出了優化方案。利用ANSYS軟件進行有限元分析計算，采用ANAND本構模型描述焊錫的黏塑性行為，采用基于接觸的多點約束( Multi-point Constraint，MPC) 算法實現焊錫層與功能層的跨尺度自由度耦合。計算結果表明，焊接順序對模塊殘余應力影響較小，各功能層的選材需要綜合考慮模塊變形及應力安全裕度。剛度較大的底板層可以同時降低模塊變形和高溫共燒陶瓷( High Temperature Co-fired Ceram-ic，HTCC) 層應力。熱膨脹系數較小的蓋板層可以降低HTCC層應力，但會增大模塊整體變形。底板選用Al /SiCp( 65%) ，蓋板采用可伐合金，可以得到變形及應力安全裕度均滿足要求的方案。
展開 Isight耦合ANSYS APDL優化分析案例及算法講解
04 耦合模型
耦合采用simcode組件進行，并調用ANSYS APDL進行優化計算，采用拉丁超立方算法進行試驗設計，以下為耦合計算的軟件設置及耦合需要的文件：
05 優化結果分析
耦合計算結果包含所有設計點的計算結果，并且可以查看試驗設計得到的主效應圖、各設計變量的影響分析。同時可以生成響應面方程，對工程設計有非常大的幫助。
來源： CAE模擬設計支持平臺
官方 | RTL設計功耗分析與優化——ANSYS PowerArtist
RTL設計者需要在開發周期的早期進行功耗分析。然而，傳統的門級分析方法迭代時間過長，并且無法在設計早期得到功耗優化的建議。
PowerArtist是ANSYS公司針對早期RTL級功耗分析和優化的綜合性功耗設計平臺。相比于傳統的門級分析方法，PowerArtist 為大規模集成電路設計提供了快速的迭代分析，便于在早期做出功耗相關的設計決定。PowerArtist考慮了物理設計的RTL功耗預算，交互式調試，分析驅動型功耗優化，功耗回歸測試和基于實際應用的功耗波形分析，也支持從RTL無縫連接到物理級的電源完整性分析方法。ANSYS PowerArtist目前已在全球低功耗半導體設計公司得到了廣泛的應用。
本次直播主要內容綱要如下：
1. PowerArtist的基本功能與原理的介紹
2. 如何利用PowerArtist方法論進行功耗分析與功耗優化
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