ANSYS/Abaqus-光衍未来

ANSYS/Abaqus

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服务内容

ANSYS Mechanical Enterprise 是一流的机械工程软件解决方案，通过 ANSYS Mechanical 界面使用有限元分析（FEA）进行结构分析。它涵盖大量应用程序，配有从几何结构准备到优化以及其间所有步骤所需的一切。借助 MechanicalEnterprise，您可以针对近海流体动力学和分层复合材料等领域的高级材料、复杂环境负载和行业特定要求建模。
材料
全面的材料模型，从超弹性、形状记忆合金、土壤、混凝土、塑料到金属结构的所有一切均可准确建模；您甚至可以根据需要添加用户定义的材料模型。
动力学
Mechanical Enterprise 可涵盖您对动力学分析的所有需求，包括（针对线性动力学的）预应力模态、谐波、光谱响应和随机振动以及用于快速求解的高级求解器选项。在瞬态域中，隐式和显式求解器均可帮助您针对与时间有关的情景建模。借助刚体动力学功能，您可以快速求解机制。您还可以利用其加入组件
模态综合（CMS）部分，以便为模型增加灵活性，同时加快仿真。
Additional value
Mechanical Enterprise 具备 ANSYS ACT 等工具，可定制化您的工作流程、添加功能和加快您的仿真流程；而且包含内置优化技术的 ANSYS DesignXplorer，可在最快的时间内获得最佳答案。ANSYS SpaceClaim 的加入意味着，您可在设计改变时直观快速地准备用于分析的几何结构（中面、波形提取和简化）、构建原型模型或操纵几何结构。
强度分析
ANSYS Mechanical 为您提供了开展部件和组件强度分析所需的所有工具。它能够考量螺栓负载、温度变化和物理负载导致的各项参数，包括应力以及压力、力、力矩、加速度和振动ANSYS Mechanical 仿真可帮
助您了解您的设计将如何响应制动摩擦、地震、运输以及声波负载和谐波负载等现象造成的振动。ANSYS Mechanical 为您提供了一个单物理场和多物位移等。它能够按照组件或部件级别的位移、应力或应变评
估结构响应。这有助于您预测产品在使用中的性能。理场仿真平台，帮助您解决最棘手的振动挑战。
热力分析
热管理是产品设计中的关键问题，因为物联网、可穿戴电子产品和其他产品设计趋势要求在越来越小的封装内集成多个发热电子组件。ANSYS 工具为高精度热仿真提供了相应环境，包括对流、辐射和传导负载，以及摩擦和其他外部来源产生的功率损耗和热能影响。
耐用性
振动和疲劳会严重影响维护成本和产品的使用寿命。ANSYS Mechanical 解决方案和 ANSYSnCode DesignLife 分析可提供所需的集成工具，识别潜在的振动、机械和热机械疲劳热点，并能提高产品的耐用性。
刚体动力学
机械系统通常包含由互连部件组成的复杂组件，例如地面车辆中的悬挂组件、制造流水线
流体动力学
近海结构的设计要求与传统的陆上建造相当不同。ANSYS Mechanical 提供了相应工具，可中的自动机械以及飞机上的起落架。模拟这些系统的运动成本高昂，需要耗费巨大时间和计算资源。在高效易用的 ANSYS Mechanical 中，ANSYS Rigid Body Dynamics 插件模块提供了更快、更经济且更有效率的解决方案。基于海浪、洋流和风力等现象精准仿真负载和效果。您可以定义所需的细节级别，从桁架式结构的简化模型到包括海浪、潮汐和洋流负载所有方面的高保真仿真。
优化
借助 ANSYS Design Xplorer，您能够模拟多个设计参数、不同负载和环境条件的改变，所用时间比制作一个实体原型还短。各项工具可确定每个参数的影响，并能采用六西格玛方法将制造浮动性纳入其中。您能够借此在单一环境中执行所有仿真，确保最佳设计能够满足任何条件。用于有限元分析 (FEA) 的 HPC利用 ANSYS HPC 开展并行处理可将解决方案时间从数天大幅缩短至数小时，从而使得大型和极其复杂的虚拟模型成为
可能，而这在以前是做不到的。设计师可以在更短时间内评估更多设计迭代，加快设计优化。
HPC 采用可拓展的灵活授权模式，可满足不同规模公司的需求。
复合材料
制造商利用复合材料获得了能够生产出更轻、更坚固的创新材料新解决方案的同时也面临着新的挑战。作为 ANSYS Mechanical Enterprise 的一部分，ANSYS Composite PrepPost 软件可提供分层复合结构有限元分析所需的所有工具。
影响
撞击或恶劣环境造成的损坏可能会缩短产品的使用寿命，带来保修和维修费用并引发责任风险。利用 ANSYS 结构分析工具，您可以模拟机械、显式动力学和刚体动力学模型，识别遭受影响后的潜在产品形变或损坏。
拓扑优化
ANSYS Mechanical 为您提供了所需的工具，助您利用增材制造等全新制造技术。部件形状的优化经常有违直觉，牵一发而动全身；采用 ANSYS 拓扑优化技术，您可以在众多材料上指定支持和负载的位置，利增材制造增材制造是在 3D 模型基础上逐层打印复杂部件的一种方法。ANSYS 增材制造仿真技术帮助您优化 3D 打印设计，确定设计中的任何潜在应力或变形，从而在设计前期阶段解决问题，同时还能根据打印过程中的热历用软件找到最佳形状。现在，您可以轻松实现结构轻量化，提取 CAD 形状并快速验证经过优化的设计。史预测部件的微观结构。仿真技术让您放心的摈弃试错法，首次构建即可成功获得具有良好结构属性的部件
ANSYS LS-DYNA
ANSYS LS-DYNA 是一个显式通用非线性动力分析有限元程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性问题。
软件功能齐全，可求解涉及到几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性（200 多种材料动态模型）和接触非线性（50多种）的瞬态动力学问题。ANSYS LS-DYNA for Workbench 是基于ANSYS Workbench 仿真平台下新的使用环境，包括前处理模块、求解模块、后处理模块该软件具有很广泛的分析功能可模拟许多二、三维结构的物理特性：
● 非线性动力分析
● 非线性热分析
● 材料失效分析● 裂纹扩展分析
● 结构接触分析
● 准静态分析
● 欧拉场分析
● ALE 分析
● FSI 分析
ANSYS LS-DYNA
ANSYS LS-DYNA 特点
目前，瞬态问题（如碰撞、涡轮叶片包容等）和大变形问题（冲压与成形等）给数值仿真分析人员带来很大的挑战。ANSYSLS-DYNA 模块使工程分析人员能够理解和分析产品在制造、运输和使用过程中可能发生的严重负载情况下的复杂物理过程。ANSYS LS-DYNA 在众多的行业中有着大量的应用，如：汽车、金属成形、冲压和锻造等。该模块典型的优势特点如下：高效丰富的求解器显式算法仿真分析需要大量的计算时间，ANSYS LS-DYNA的显式算法拥有最优的性能。除了单核良好的性能外，该模块随着核数的增加，其并行效率具有几乎线性化的性能。ANSYS LS-DYNA 具有 Lagrange、ALE、Euler、SPH、EFG 等求解器。
ALE 和 Euler 列式
ANSYS LS-DYNA 程序主要采用 Lagrange 有限元列式，其单元网格附着在材料上，随着材料的流动而产生单元网格的变形。但是在结构变形过于巨大时，有可能使有限元网格造成严重畸变，引起数值计算的困难，甚至程序终止运算。ALE 列式和 Euler 列式可以克服单元严重畸变引起的数值计算困难，并实现流体- 固体耦合的动态分析。Euler 网格与 Lagrangian 有限元网格可方便地耦合，以处理流体与结构在各种复杂载荷条件下的相互作用的问题。
无网格算法ANSYS LS-DYNA 有 2 种无网格算法：SPH 算法和 EFG 算法。
SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）光顺粒子算法，是一种无网格 Lagrange 算法，最早用于模拟天体物理问题，后来发现解决其它物理问题它也是非常有用的工具，如精确分析计算连续体结构的解体、碎裂、固体的层裂、脆性断裂等。
EFG 方法（Element Free Galerkin），也称为 meshfree，
处理以下低速大变形问题具有优势：● 材料极度扭曲，比如：碰撞、超速碰撞
● 移动边界，自由表面，比如：流固耦合
● 自适应处理过程，比如：锻压、挤压
● 移动不连续，比如：裂纹扩展
从求解算法上，ANSYS LS-DYNA 是以显式算法为主，隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序。可以进行显式- 隐式，以及隐式- 显式结合的计算方式。
统一的使用环境（Workbench）
在经典的 ANSYS 使用环境中，可以采用传统的 ANSYS 参数化设计语言（APDL）来进行复杂的显式动力学问题的求解。随着技术的发展，强大而全面的 ANSYS Workbench 环境具有双向的 CAD 接口功能、几何清理工具、自动网格划分功能。网格划分工具的扩展及大地提高了 ANSYS LS-DYNA 分析中涉及的初始条件和边界条件的定义效率。通过 ANSYS Workbench 环境中提交
LS-DYNA 计算关键字文件（.k）
直接计算，计算结果通过 Workbench 进行后处理。
友好的用户界面
ANSYS LS-DYNA 采用 ANSYS Workbench 全新的仿真管理环境。该环境集工具箱、项目导航、工具栏、菜单栏于一体。在该环境中，可以方便地进行前后处理和求解：包括模型的建立、材料数据的选取与定义、网格的划分、约束和载荷的施加、接触的定义、求解计算、动画的制作、曲线和图的生成等。
ANSYS Workbench 使用环境
ANSYS LS-DYNA 使用环境
4 ANSYS LS-DYNA
方便的材料定义
材料模型用来模拟结构材料的动态载荷下的响应。
ANSYS LS-DYNA 有丰富的材料模型计算能力，涵盖几乎所有类型的显式动态模拟所需的材料响应类型。这些模型包括正交各向异性材料、热弹塑性材料、弹塑性断裂材料、应变率相关材料、正交异性压碎材料、复合损伤材料、温度和率相关材料等。
ANSYS Workbench 提供提供 LS-DYNA 常用的材料模型的定义，包括弹性、弹塑性、应变硬化、应变率硬化等多种类型，
以及相应的状态方程
EOS 定义。
易用的后处理ANSYS LS-DYNA 在 Workbench 环境直接进行计算结果
的后处理，包括制作动画、显示曲线等。
材料定义界面
ANSYS LS-DYNA 后处理材料参数定义强大的网格划分ANSYS LS-DYNA 提供高可靠性、自动化的网格工具，
具有强大的体、壳、粱单元的网格划分功能，可以进行二维模型的四边形、三角形单元的网格划分，三维模型的四面体、五面体、六面体单元的网格划分；还可以进行许多高级网格控制，如体、面或边尺寸控制以及局部密（粗）化等等。可以完全满足各种不同结构、不同分析工况对网格的要求。
面网格与体网格四面体与六面体网格
ANSYS LS-DYNA 5
接触算法
在显式动力学仿真中，结构之间的相互作用采用接触算法。接触算法必须考虑许多复杂的相互作用的可能性。针对模拟仿真问题的类型，特殊的接触算法可以被用来实现稳定的、精确的及有效的结果。自动接触
方式是最容易使用的接触方法、并且可以处理绝大多数的问题，对于某些问题采用特殊用途接触可以是有效和强大的。
ANSYS LS-DYNA 提供一
系列广泛的接触算法，如自动接触、单面接触、点焊接触、面对面带侵蚀接触、边边触、拉延筋接触等等。
实用价值● 方便的模型导入功能、与 CAD 系统的双向参数互导，可以将不同 CAD 系统的模型无缝地导入
● 极其方便的网格划分功能、灵活的网格划分方式，方便对复杂模型的网格自动划分。从而提高模型计算的精度，以及划分网格的效率丰富的结构作用处理方式，接触、焊接、连接、侵蚀接触等作用方式，真实地处理实际结构的相互作用环境稳定和强大的结构求解技术，直观、真实地模拟实际的各类材料结构的工程问题交互式的计算方式，方便实时对计算进行监测，可以及时调整计算工况强大的后处理功能，方便地输出各种变量的图、曲线，以及各种变量的动画缩短新产品的研制和开发周期，降低新产品研制和开发费用。
其他辅助模块
ANSYS DesignModeler
该模块是基于数值仿真的建模工具，提供独特的、面向 CAE的几何建模和编辑功能。可用于创建草图、详细的几何造型，以及概念模型等。
ANSYS LS-DYNA HPC该模块提供 ANSYS LS-DYNA 高效的并行计算能力，提供SMP 和 MPP 的并行计算方式。采用该模块对于大模型的计算可以加速问题的求解，提高计算的效率。
接触类型
6 ANSYS LS-DYNA
典型应用
● 航空航天安全性分析
- 飞机、发动机的鸟撞、叶片包容性、异物损伤
- 飞行器结构的防撞特性，在冲击与动态载荷下的安全性
● 金属成形分析和模具设计
- 薄板冲压工艺和过程完整仿真- 体积成形工艺和过程仿真（包括锻造、轧制、挤压、拉拔、
爆炸成形等）
- 特种成形、机械加工、铸造、注塑等工艺和过程仿真
电子产品抗冲击设计、跌落分析（跌落试验）和包装设计
飞机迫降过程模拟鸟撞模拟过程模拟体积成形（自适应 EFG）冲压、浇铸、锻造等各种成形过程模拟电器、电子产品跌落分析笔记本、手机跌落分析
ANSYS LS-DYNA 7
● 土木工程抗震特性、路桥防护设计设计等
● 国防安全设计
● 船舶、列车等交通工具的耐碰撞安全分析桥梁安全分析聚能装药战斗部设计射流成形及侵彻仿真
ANSYS Additive Print
ANSYS Additive Print 可消除金属增材制造（AM）工作流程中的猜测工作，并节省大量时间。这种简单易用但功能强大的独立解决方案是增材制造操作人员和设计人员的利器，能帮助他们一次性成功构建部件。
Additive Print 在下列方面可提供无与伦比的预测精度：打印部件的最终形状。
逐层变形和应力。
最佳支撑结构。
变形补偿的 STL 文件。
潜在的叶片碰撞。
为什么选用 ANSYS Additive Print？
减少物理试错试验次数。
降低不确定性。
设计能够实现更精确打印的几何结构。加快生产。
信心十足地向客户提供报价。
减少激光粉末层熔化成型技术的构建失败次数。
预测变形
提供关于部件在构建过程中如何变形的洞察力信息。提供可视化功能让用户评估成品部件的变形和残余应力假设，进而成功选择部件方向和支撑策略。实现多种不同视图的差异可视化功能，包括去掉支撑之前和之后
的初始几何模型、未变形几何模型与最终变形的几何模型。
预测应力
预测整个构建部件上的应力趋势、最终残余应力和最大应力位置。
提供图形可视化功能，以反映整个构建部件上的逐层应力积累和高应变区域。
通过颜色图预测潜在的叶片碰撞位置。
自动变形补偿
自动生成变形补偿的 STL 文件，一次即可成功构建合格部件。
预测热应变在完整部件热分析的基础上预测热应变——逐位扫描矢量。
基于热应变的扫描方向预测各向异性效应。
利用均匀假设应变、扫描模式应变或热应变选项计算应变模式。
自动生成支撑件预测支撑件必须承受的最大残余应力。
自动生成支撑结构，利用算法改变支撑件密度以承受最大残余应力。
为用户提供 STL 文件格式的支撑结构。
ANSYS Additive Suite
强大的金属增材制造仿真解决方案
ANSYS Additive Suite 可提供设计人员、工程师和分析人员所需的重要洞察力，帮助他们避免构建失败并生产出完全符合设计规范的部件。这款综合解决方案涵盖整个工作流程，包括增材制造设计（DfAM）、验证、打印设计、过程仿真以及材料探索等。
可作为 ANSYS Mechanical Enterprise 授权的附加组件。
拓扑优化
除非经过拓扑优化，否则装配体中的每个部件都会有多余的重量。
额外的重量意味着要使用多余的材料，运动部件上要承受更高的载荷，而且能源效率会降低、部件的运输成本也会增加。凭借拓扑优化技术，ANSYS Mechanical 现在可帮助用户针对任何应用设计出轻巧耐用的组件。用户可方便地定义目标并应用各种控件，以确保满足制造要求，设置最小的材料厚度，并定义排除区
域。
传统的设计过程不能充分利用新的制造方式，例如增材制造，而这些新制造方法可消除设计约束并创造众多新机遇。最佳的部件形状往往是有机的和违反直觉的，因此需要采取不同的方法加以设计。拓扑优化技术允许用户指定材料体积上的支撑点和载荷点位置，并让软件找出最佳形状。用户可方便地执行结构的轻量化，提取 CAD 形状，并快速验证最优设计。另外，用户还可仿真与空间相关的各种材料，例如复合材料部件、3D 打印组件以及骨骼和组织等，从而获得更精确的结果。
STL 文件和几何操作
STL 文件和几何模型操作，可实现几何模型修复、晶格创建以及利用软件的小面数据工具进行部件清理。
结构与热分析以及设计验证
完整的非线性（包括瞬态）和线性分析功能，支持在多种情景下验证设计。热和结构加载条件均可用于模型，以理解性能和耐用性。
增材过程仿真ANSYS Mechanical 中的内置功能，支持在打印前预测部件形状、变形和应力。
ANSYS Additive Print
单独产品，可用于预测部件形状、变形和应力，并自动生成最优支撑结构和变形补偿的 STL 文件。
增材技术
单独的应用，支持在设计阶段研究材料和最佳的机械参数。Abaqus 产品介绍Abaqus 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。Abaqus 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库，并拥有各种典型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。作为通用的模拟工具，Abaqus 除了能解决大量结构（应力 / 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析及压电介质分析。
Abaqus 有三个求解器 —Abaqus/Standard、
Abaqus/Explicit 和 Abaqus/CFD。Abaqus 还包含一个全面支持求解器的图形界面，即人机交互前后处理
模块 -Abaqus/CAE。Abaqus 对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。Abaqus/CAE 是人机交互前后处理器，能将建模、分析、工作管理以及结果显示集成于一个一致的、使用方便的环境中，使得初学者易于学习，而经验丰富的用户工作效率会更高。
无与伦比的 Abaqus 求解器 Abaqus/StandardAbaqus/Standard 是通用求解器，提供各类型的分析程序，从常见的线性问题分析到复杂的多步非线性问题，都能高效、可靠的解决。Abaqus/Standard 可以模拟大量的物理现象，例如除了应力 / 位移分析之外还有：热传导，质量扩散和声学现象。不同物理现象间的相互作用，如热固耦合、热电耦合、压电耦合和多种介质的流固耦合、声固耦合等分析也能够进行模拟。对于以上或其他非线性分析，Abaqus/Standard 会自动调整收敛性准则和时间步长来确保解的准确Abaqus/Explicit
Abaqus/Explicit（显式积分）为模拟广泛的动力学问题和准静态问题提供精确、强大和高效的有限元求解技术。
Abaqus/Explicit 可以模拟高度非线性动力学和准静态分析（可以考虑绝热效应）、完全耦合瞬态 – 位移分
析、声固耦合分析，还可以进行退火过程模拟，及多步骤成型模拟。 Abaqus/Explicit 特别适用于分析瞬态动力学问题，例如，手机和其他电子产品跌落时跌落实验，弹道冲击和汽车子系统的冲击等。基于表面的流体空腔可用于模拟填充了流体或气体的结构，包括结构变形与内部液体或气体压力的耦合分析，如安全气囊展开分析。
Abaqus/Explicit 高效处理接触问题和其他非线性的能力，使其成为求解许多非线性准静态问题的有效工具，
如制造过程（如高温金属轧制和钣金冲压）和能量吸收装置缓慢挤压过程的模拟。Abaqus/CFD—计算流体动力学求解器，是基于混合间断有限元法 / 有限体积法（FVM）和有限元单元法（FEM），可以解决与层流和湍流相关的流体力学问题，如：时间相关的流固耦合问题不可压缩气动力学生物流体力学自然对流电子产品散热热交换器、排气歧管等等