ANSYS系统建模与多学科仿真平台介绍

ansys workbench建模仿真技术及实例详解-回复什么是ANSYS Workbench建模仿真技术，以及提供一个实例来详解。

ANSYS Workbench建模仿真技术是一种集成在ANSYS软件平台下的先进仿真建模工具。

它能够提供全面的、高精度的仿真分析，用于解决各种工程问题。

ANSYS Workbench能够模拟并分析结构力学、流体动力学、热传导和电磁场等各种物理现象，它是一个功能强大且灵活的工具，可用于设计优化、性能评估和故障诊断等应用。

ANSYS Workbench的优势之一是其集成的工作环境。

它提供了一个统一的界面，允许工程师能够轻松地建立多物理场的模型、设置边界条件、进行网格划分以及执行仿真分析。

这个集成环境大大提高了工作效率，减少了因为转换格式而产生的错误和不一致性。

ANSYS Workbench还具有高度可扩展性。

它支持多种不同类型的分析，并且可以与其他工具和软件集成。

这使得工程师能够根据他们的特定需求，选择合适的分析方法和模型。

此外，ANSYS Workbench还可以通过添加插件和自定义脚本等方式进行扩展和定制化，以满足用户需求。

下面以一个实例来详细说明ANSYS Workbench建模仿真技术的应用。

假设我们要设计一个汽车的底盘，我们希望通过仿真分析来优化其刚度和强度。

首先，我们需要建立一个底盘的三维几何模型。

可以使用ANSYS SpaceClaim软件来创建几何模型，然后将其导入到ANSYS Workbench 中进行后续分析。

接下来，我们需要定义材料属性。

通过在材料库中选择合适的材料，并输入相应的力学参数，如弹性模量、泊松比和屈服强度等。

这些参数将用于定义底盘的材料行为。

然后，我们需要设定边界条件。

我们可以设定车轮的载荷、车身的支撑条件、底盘的连接方式等。

这些边界条件将用于约束和模拟底盘在实际工况下的受力情况。

接着，我们需要对几何模型进行网格划分。

ANSYS Workbench提供了多种网格划分工具，可以根据模型的复杂性和分析需求选择合适的网格类型和划分方法。

ANSYS详细全介绍开放、灵活的仿真软件，为产品设计的每一阶段提供解决方案通用仿真电磁分析流体力学行业化分析模型建造设计分析多目标优化客户化结构分析解决方案结构非线性强大分析模块Mechanical显式瞬态动力分析工具LS-DYNA新一代动力学分析系统AI NASTRAN电磁场分析解决方案流体动力学分析行业化分析工具设计人员快捷分析工具仿真模型建造系统多目标快速优化工具CAE客户化及协同分析环境开发平台ANSYS StructureANSYS Structure 是ANSYS产品家族中的结构分析模块，她秉承了ANSYS家族产品的整体优势，更专注于结构分析技术的深入开发。

除了提供常规结构分析功能外，强劲稳健的非线性、独具特色的梁单元、高效可靠的并行求解、充满现代气息的前后处理是她的四大特色。

ANSYS Structure产品功能非线性分析• 几何非线性• 材料非线性• 接触非线性• 单元非线性动力学分析•模态分析- 自然模态- 预应力模态- 阻尼复模态- 循环模态• 瞬态分析- 非线性全瞬态- 线性模态叠加法•响应谱分析- 单点谱- 模态- 谐相应- 单点谱- 多点谱•谐响应分析•随机振动叠层复合材料•非线性叠层壳单元•高阶叠层实体单元•特征- 初应力- 层间剪应力- 温度相关的材料属性- 应力梯度跟踪- 中面偏置•图形化- 图形化定义材料截面- 3D方式察看板壳结果- 逐层查看纤维排布- 逐层查看分析结果•Tsai-Wu失效准则求解器•迭代求解器- 预条件共轭梯度(PCG)- 雅可比共轭梯度(JCG)- 非完全共轭梯度(ICCG)自然模态• 直接求解器- 稀疏矩阵- 波前求解器•特征值- 分块Lanczos法- 子空间法- 凝聚法- QR阻尼法(阻尼特征值)并行求解器•分布式并行求解器-DDS-自动将大型问题拆分为多个子域，分发给分布式结构并行机群不同的CPU（或节点）求解- 支持不限CPU数量的共享式并行机或机群- 求解效率与CPU个数呈线性提高• 代数多重网格求解器-AMG- 支持多达8个CPU的共享式并行机- CPU每增加一倍，求解速度提高80％- 对病态矩阵的处理性能优越, ,屈曲分析• 线性屈曲分析• 非线性屈曲分析• 热循环对称屈曲分析断裂力学分析• 应力强度因子计算• J积分计算• 裂纹尖端能量释放率计算大题化小•单元技术•子结构分析技术•子模型分析技术设计优化•优化算法- 子空间迭代法- 一阶法•多种辅助工具- 随机搜索法- 等步长搜索法- 乘子计算法- 最优梯度法- 设计灵敏度分析•拓扑优化二次开发特征• ANSYS参数化设计语言(APDL) • 用户可编程特性（UPF）•用户界面设计语言(UIDL) • 专用界面开发工具（TCL/TK）• 外部命令概率设计系统(PDS)•十种概率输入参数•参数的相关性•两种概率计算方法- 蒙特卡罗法*直接抽样* Latin Hypercube抽样- 响应面法*中心合成*Box-Behnken设计•支持分布式并行计算•可视化概率设计结果- 输出响应参数的离散程度*Statistics* LHistogram* Sample Diagram- 输出参数的失效概率* Cumulative Function* Probabilities- 离散性灵敏度*Sensitivities* Scatter Diagram* Response Surface前后处理(AWE)• 双向参数互动的CAD接口• 智能网格生成器• 各种结果的数据处理• 各种结果的图形及动画显示• 全自动生成计算报告支持的硬软件平台• Compaq Tru64 UNIX • Hewlett-Packard HP-UX • IBM RS/6000 AIX• Silicon Graphics IRIX• S un Solaris• Windows: 2000,NT,XP• LinuxANSYS MultiphysicsTM MultiphysicsANSYS MultiphysicsTM集结构、热、计算流体动力学、高/低频电磁仿真于一体，在统一的环境下实现多物理场及多物理场耦合的仿真分析；精确、可靠的仿真功能可用于航空航天、汽车、电子电气、国防军工、铁路、造船、石油化工、能源电力、核工业、土木工程、冶金与成形、生物医学等各个领域，功能强大的各类求解器可求解从冷却系统到发电系统、从生物力学到MEMS等各类工程结构。

系统级多学科建模与联合仿真1.概述1.1.数字化建模仿真在技术的发展和市场的驱动下，产品功能越来越复杂，通过解析的方法对产品进行分析的难度逐渐增大。

而采用实验的方法对产品进行研究则需要物理样机，对于这种方法，一方面所需投入较多、时间周期较长，另一方面，当发现样机在某些功能和性能层面无法满足要求时，进行更改的成本非常高。

即使这些问题都能够解决，实验方法还要面对某些工况下实验带来的危险和破坏、实验环境不一致、实验结果的离散性等诸多问题。

此种情况下，基于计算机技术，借助于专业的软件，通过数字化建模仿真的方式对产品的方案进行验证和优化，可以显著缩短研发周期、降低研发成本、完善产品质量，提高产品的市场竞争力。

1.2.系统级建模随着产品组成、功能的复杂化，部件各部分之间的耦合关系越来越紧密。

当对产品的一各组成部分独立建模时，需要建立其边界条件。

但由于该部分与其他部分错综复杂的耦合关系及其他部分外特性的复杂性，边界条件难以采用简答的函数关系进行描述，而是需要详细的建模，如此类推，对于产品的数字化分析需要系统级的建模。

另一个方面，当前产品的多数功能都需要各部分之间紧密配合才能实现，这个特点也自然地导致了系统级建模的必要性。

以飞机机电系统的机电综合为例，在机电综合的背景下，在功能、能量、控制和物理的层面，燃油、环控、液压、电气系统之间的管理越来越紧密。

例如在综合能量管理系统中，为实现能量高效利用的目的，环控、燃油、滑油、液压、电气、发动机等系统协调工作，如图1所示。

在多电飞机架构中，通过供-配-用电网络，机电系统之间的联系变得更为紧密。

图1飞机综合能量管理系统1.3.多学科建模随着机-电-液-控一体化的高速发展，由单一领域部件构成的产品越来越少，取而代之的是综合利用机械、电、磁、液压和控制等诸多领域研究成果、涉及多个学科的产品。

图2飞机机电系统飞机机电系统所涉及的学科如图2所示，每个机电子系统都涉及多个学科，这种特点使得系统级建模必然涉及多个学科。

2023年ANSYS仿真分析操作技巧及界面介绍[正文]2023年ANSYS仿真分析操作技巧及界面介绍近年来，随着科技的不断进步和应用需求的增加，工程领域对于仿真分析技术的需求也日益增长。

ANSYS作为一款强大的工程仿真软件，在工程设计和分析中扮演着重要的角色。

为了帮助读者更好地了解和掌握2023年ANSYS的仿真分析操作技巧及界面介绍，本文将从几个方面进行介绍。

一、ANSYS仿真分析操作技巧1. 建模技巧在进行仿真分析前，良好的建模是至关重要的。

首先，我们需要根据实际情况选择适当的几何建模方式，如使用CAD软件绘制或导入现有模型。

其次，合理的网格划分也是成功的仿真分析的关键。

合适的网格对于结果的精确性和计算效率都至关重要。

此外，还应注意材料属性和边界条件的设定，确保模型的准确性和可靠性。

2. 设定分析类型ANSYS提供了丰富的分析类型，如静力学分析、动力学分析、热传导分析等。

根据实际需求，选择合适的分析类型进行设置。

在设定分析类型时，需要注意选择合适的求解器和求解方法，以提高计算效率和结果准确性。

3. 结果后处理仿真分析得到的结果需要进行后处理，以便更好地理解和评估设计。

ANSYS提供了各种后处理工具和功能，如结果云图、应力应变云图、位移云图等，可以直观地展示仿真结果。

此外，还可以通过导出结果数据进行进一步的分析和处理。

二、ANSYS界面介绍ANSYS的界面布局清晰、简洁，易于使用。

下面将介绍ANSYS主要界面的内容和功能。

1. 主菜单栏主菜单栏位于ANSYS界面的顶部，包含了各种功能模块，如“File”、“Preprocessor”、“Solution”、“Postprocessor”等。

通过主菜单栏，可以进行模型导入、网格划分、设定边界条件、选择求解器、设定后处理等操作。

2. 模型导入与几何编辑器在ANSYS界面的左上方是模型导入与几何编辑器模块。

通过该模块，可以将外部建模软件绘制的模型导入到ANSYS中，并对几何模型进行编辑，如创建几何体、切割、布尔运算等操作。