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概述

作為ANSYS的核心產(chǎn)品之一，ANSYS Mechanical是*********的通用結(jié)構(gòu)力學仿真分析系統(tǒng)。以結(jié)構(gòu)力學分析為主，涵蓋線性、非線性、靜力、動力、疲勞、斷裂、復(fù)合材料、優(yōu)化設(shè)計、概率設(shè)計、熱及熱結(jié)構(gòu)耦合、壓電等分析中幾乎所有的功能。

ANSYS Mechanical在全球擁有超過13000家的用戶群體，是世界范圍應(yīng)用***為廣泛的結(jié)構(gòu)CAE軟件。除了提供全面的結(jié)構(gòu)、熱、壓電、聲學、以及耦合場等分析功能外，還創(chuàng)造性地實現(xiàn)了與ANSYS新一代計算流體動力學分析程序Fluent、CFX的雙向流固耦合計算。全面集成于ANSYS新一代協(xié)同仿真環(huán)境ANSYS Workbench，易學易用。

• 非線性：從單元技術(shù)、本構(gòu)模型技術(shù)和求解技術(shù)等各個方面為高效地解決各種復(fù)雜非線性問題提供了堅實保障。
• 動力學：獨具特色、簡便易用的剛?cè)峄旌隙囿w動力學分析技術(shù)，基于三維結(jié)構(gòu)的全面的轉(zhuǎn)子動力學分析技術(shù)等。
• 梁殼結(jié)構(gòu)：非線性/實體/復(fù)合材料殼結(jié)構(gòu)、非線性/復(fù)合材料/真實截面梁結(jié)構(gòu)、基于MPC的自動點焊處理技術(shù)等為薄壁結(jié)構(gòu)提供了獨特的模擬分析能力。
• 高效并行：適應(yīng)于各種計算機體系結(jié)構(gòu)的高效分布式并行計算。
• 加速收斂：獨特的“VT變分技術(shù)”大大減少非線性和瞬態(tài)動力學計算的迭代時間。

功能特色

完備的分析功能

以結(jié)構(gòu)力學分析為主，涵蓋線性、非線性、靜力、動力、疲勞、斷裂、復(fù)合材料、優(yōu)化設(shè)計、概率設(shè)計、熱及熱結(jié)構(gòu)耦合、壓電等分析中幾乎所有的功能。

氣動載荷作用下飛機整機強度分析

 

使用鉸接、彈簧和接觸功能

快速求解大型模型能力

ANSYS結(jié)構(gòu)求解加入了并行算法來加快求解速度：整個求解過程采用并行處理，包括剛度矩陣生成，線性方程組求解和結(jié)果計算都采用并行處理。
并且提供基于GPU的獨特技術(shù)。該技術(shù)與并行計算結(jié)合可以進一步提高計算速度。

具有出色的加速比，能在數(shù)百個處理器上實現(xiàn)萬億次浮點計算。另外，******技術(shù)包括子結(jié)構(gòu)（CMS），子模型和專有加速技術(shù)可有效解決大型模型處理難題。

懸架動力分析(2.5千萬DOF)

穩(wěn)健的非線性分析

利用單元和材料技術(shù)的堅實基礎(chǔ)，提供穩(wěn)定******的非線性求解計算方法，并提供******的功能，用戶可以模擬各種非線性物理現(xiàn)象。

• 材料模型庫

為******理解材料的力學行為，ANSYS在仿真材料庫中添加了大量的材料模型, 包括：彈性、粘彈性、塑性、粘塑性、蠕變、超彈性，墊片和各向異性等方面。客戶可以采用諸如金屬、橡膠、塑料、玻璃、泡沫、混凝土、生物材料和特殊合金等本構(gòu)模型。

• 零件間相互作用關(guān)系

強健、完整的接觸類型包括面-面，線-面和線-線接觸適用于剛體、柔性體接觸中可考慮零件間相互滑動引起的各向同性及各向異性的摩擦計算。

• 復(fù)雜問題的強健求解算法

ANSYS結(jié)構(gòu)力學求解器提供了多種方程求解方案。包括直接稀疏矩陣求解、共軛梯度迭代求解(PCG)，雅可比共軛梯度求解 (JCG)等。

• 創(chuàng)建自定義單元和材料

較******應(yīng)用和研究需要自定義材料和自定義的單元形式，采用ANSYS工具，通過使用自定義單元可以擴充原有功能，自定義材料或自定義子程序可創(chuàng)建自定義模型，如摩擦等。

鎳鈦形狀記憶合金材料模擬

接觸磨損分析

PCG求解器速度隨CPU數(shù)量增加求解速度基本線性加快

獨特的CAD-CAE協(xié)同及網(wǎng)格技術(shù)

• 雙向參數(shù)互動的CAD接口

CAD設(shè)計與CAE仿真，實現(xiàn)模型共享，設(shè)計參數(shù)雙向關(guān)聯(lián)。

• 智能網(wǎng)格生成器

全自動六面體網(wǎng)格劃分技術(shù)將復(fù)雜的模型自動生成六面體為主的網(wǎng)格。

可以根據(jù)分析類型直接把網(wǎng)格劃分成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、電磁網(wǎng)格、CFX流體網(wǎng)格、LS-DYNA或AutoDyn顯式網(wǎng)格；可以在多個CPU上對各個零部件逐一劃分網(wǎng)格，分網(wǎng)效率大幅提升，串行分網(wǎng)提升高達4倍，并行分網(wǎng)速度提升高達27倍。

******求解方案

 

• 剛?cè)狍w分析

ANSYS Mechanical可分析復(fù)雜的承受大范圍運動的零件裝配體，例如：車輛懸架系統(tǒng)，加工過程中的機器人操作手，飛機起落架系統(tǒng)。為更快更有效地解決此類問題，ANSYS提供了多剛體動力分析模型。

• 轉(zhuǎn)子動力學

轉(zhuǎn)子動力學主要運用于旋轉(zhuǎn)機械的分析和診斷，該功能通常用于發(fā)動機、汽輪機、汽車發(fā)動機、計算機磁盤等分析。轉(zhuǎn)子動力學可有效計算結(jié)構(gòu)臨界速度和不平衡荷載。
ANSYS具有模態(tài)和瞬態(tài)分析功能，對應(yīng)梁、殼、實體單元，通過生成Campbell圖來確定單盤或多盤系統(tǒng)的臨界速度。通過界面輸入外部軸承特征數(shù)據(jù)來建立軸承模型。對具有旋轉(zhuǎn)對稱性的幾何模型模態(tài)和諧響應(yīng)分析，通過建立周期對稱模型可有效減少計算時間。

• 復(fù)雜接觸條件下的振動分析（剎車制動嘯叫分析）

制動盤產(chǎn)生大量持續(xù)的摩擦引起的振動，***直接的結(jié)果***是制動嘯叫，這對工程師及研究人員而言，都是個挑戰(zhàn)。

使用ANSYS技術(shù)，用戶可通過復(fù)特征值求解確定不穩(wěn)定模態(tài)。三種不同的模態(tài)計算方法提供不同******性及計算速度之間的多種選擇，包括考慮不同水平的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。

 

彈射座椅瞬態(tài)沖擊響應(yīng)

葉片盤的周期對稱振動分析

耦合場分析功能

Mechanical支持直接和間接耦合，包括流體-結(jié)構(gòu)-傳熱-電磁的多場耦合；ANSYS工具可幫助你計算熱-結(jié)構(gòu)，熱-電，壓電和聲學影響，使用耦合單元可進行全部自由度的強耦合分析。

 

強大的腳本自動化任務(wù)

獨特的參數(shù)化設(shè)計語言APDL使用靈活，擴展了ANSYS Mechanical的應(yīng)用能力。工程師可采用APDL自動執(zhí)行任務(wù)，建立自己的參數(shù)化模型、執(zhí)行優(yōu)化設(shè)計，以及構(gòu)造適應(yīng)的網(wǎng)格。

相關(guān)模塊

ANSYS HPC 高性能計算

提供高性能并行計算功能，大幅提高計算效率，目的***是要以更低的成本(***短的時間、***少的人力、***少的資金)，更真實地模擬物理世界；

ANSYS DesignModeler 全參數(shù)化實體建模

ANSYS DesignModeler是ANSYS Workbench平臺中的全參數(shù)建模工具，其主要功能有：幾何模型創(chuàng)建、幾何模型修改和概念建模。

ANSYS SCDM 參數(shù)化直接建模

基于直接建模思想的參數(shù)化幾何模型建立與修改工具，是一種動態(tài)建模技術(shù)，對于無論何種來源的模型都可以直接編輯，不需要考慮模型的歷史，不受參數(shù)化設(shè)計中復(fù)雜關(guān)聯(lián)的約束。提供各種CAD軟件接口。

ANSYS Geometry interface CAD幾何接口

給大多數(shù)CAD系統(tǒng)提供了直接的、關(guān)聯(lián)的、雙向的幾何接口。采用ANSYS的幾何CAD模型解決方案，可以直接使用現(xiàn)有的CAD幾何模型，無需轉(zhuǎn)換成IGES或其他中間幾何格式。 ANSYS Geometry interface軟件向***流行的CAD系統(tǒng)提供雙向的整合方案已逾十年。

ANSYS Composite PrepPost 復(fù)合材料專用前后處理

是集成ANSYS Workbench環(huán)境的全新的復(fù)合材料前/后處理模塊，可以與ANSYS其它模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接。該模塊在處理層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)方面具有強大的功能，可非常直觀地定義復(fù)合材料鋪層，并提供豐富的復(fù)合材料失效分析方法和準則。

ANSYS CivilFEM 土木工程行業(yè)專用

ANSYS Mechanical與CivilFEM結(jié)合進行土木工程專用分析，CivilFEM是為土木工程專門定制的CAE工具，包含有美國、歐洲、西班牙及中國的混凝土及鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范，提供了龐大的型材庫、土木材料庫以及多種配筋混凝土構(gòu)件、配筋混凝土板殼、配筋混凝土實體。

ANSYS DesignXplorer 多目標快速優(yōu)化設(shè)計

多目標快速優(yōu)化工具。將各種設(shè)計參數(shù)集成到分析過程中，基于實驗設(shè)計技術(shù)（DOE）和變分技術(shù)（VT ），使設(shè)計人員能快速地建立設(shè)計空間，繼而對產(chǎn)品性能進行六西格碼設(shè)計（DFSS）、多目標優(yōu)化（MOO）、魯棒設(shè)計（RD）等深入的研究工作，并提供了直觀的工具迅速選擇到優(yōu)化的設(shè)計方案。該模塊采用變分技術(shù)，一次網(wǎng)格劃分、一次求解，***可形成整個設(shè)計空間，減少設(shè)計循環(huán)。

客戶價值

• 通過溫度、強度、剛度、疲勞、屈曲分析，評估產(chǎn)品設(shè)計是否安全合理，在此基礎(chǔ)上進行優(yōu)化設(shè)計，達到價值******化。
• 對試驗工況進行模擬，預(yù)測試驗中可能出現(xiàn)的問題并進行事先改進。
• 對新材料新結(jié)構(gòu)的模擬，評估和預(yù)測其技術(shù)可行性，規(guī)避不足。
• 通過仿真分析，縮短產(chǎn)品設(shè)計周期并降低風險，減少前期投入提高經(jīng)濟效益。

典型應(yīng)用

·         模塊化彈射座椅設(shè)計和分析

·         空客飛機板殼結(jié)構(gòu)極限載荷分析

·         氣象雷達天線流固耦合優(yōu)化設(shè)計

·         浦東機場候機樓地震分析

·         廣東全球通大廈彈塑性地震反應(yīng)數(shù)值模擬

·         大功率柴油機曲軸工作過程疲勞壽命計算

·         激光陀螺抖動系統(tǒng)振動特性分析

·         基于耦合場的車門鉸鏈凸焊工藝過程模擬

·         大型水工預(yù)應(yīng)力渡槽的溫度應(yīng)力分析

·         水電站大壩施工澆筑過程溫度應(yīng)力分析

·         大跨度索拱組合橋非線性地震相應(yīng)分析

·         摩托羅拉BGA組件疲勞分析

·         航空航天慣性平臺臺體組件動態(tài)特性分析

·         特種車輛、客車整車動力學仿真計算

·         中國實驗快堆堆熱、機耦合分析

·         高速壓力機閉式組合機身優(yōu)化設(shè)計

·         壓阻式硅微加速度傳感器仿真設(shè)計