ANSYS Structural通用結構力學分析

????概述

??ANSYS Structural是ANSYS產品家族中的結構分析模塊，她秉承了ANSYS家族產品的整體優(yōu)勢，更專注于結構分析技術的深入開發(fā)。除了提供常規(guī)結構分析功能外，強勁穩(wěn)健的非線性、獨具特色的梁單元、高效可靠的并行求解、充滿現(xiàn)代氣息的前后處理是她的四大特色。

ANSYS Structure分析模塊提供結構分析的完整工具，具有一般靜力學、動力學和非線性分析能力以及復合材料、斷裂、疲勞、優(yōu)化等分析功能。

??功能特色

高級CAD接口& 強大的網(wǎng)格劃分工具

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，無需轉換成IGES或其他中間幾何格式。 ANSYS軟件向最流行的CAD系統(tǒng)提供雙向的整合方案已逾10年。 ANSYS軟件還直接整合到CAD中的菜單欄，這樣就能從CAD系統(tǒng)中輕松地調用先進的ANSYS模擬技術。

由于ANSYS幾何導入機制針對所有CAD系統(tǒng)都一樣，用戶可以靈活地在同時使用多個CAD軟件的情況下在一個相同的計算模擬環(huán)境下工作。

復雜汽車剎車盤的全六面體網(wǎng)格

復雜發(fā)動機冷卻套的高質量自動四面體網(wǎng)格

ANSYS協(xié)同仿真環(huán)境同樣支持如IGES, Parasolid, ACIS(SAT)和STEP這樣的中間文件格式，在使用各種CAD系統(tǒng)時可以方便輸出成以上格式。

ANSYS提供了強大的自動網(wǎng)格劃分工具---從四面體網(wǎng)格到全六面體網(wǎng)格，膨脹層網(wǎng)格和高質量殼網(wǎng)格。用戶可以手動設定面尺寸或邊尺寸大小，影響球和特征退化誤差。

解決非線性問題的先進數(shù)值方法

有了單元和材料技術的堅實基礎，ANSYS結構力學為各種應用提供了不同的先進的建模方法，有模態(tài)、諧響應、頻譜、轉子動力學、柔性多體動力學、模態(tài)綜合、循環(huán)對稱、分層分析、復合材料失效、斷裂力學、網(wǎng)格自適應、二維重劃、子模型、子結構、單元生死以及拓撲優(yōu)化等及其他。

另外，ANSYS結構力學提供先進的功能，用戶可以模擬各種物理現(xiàn)象，如熱應力、機電、結構聲學、質量擴散以及簡單的熱流體分析。

自動探測裝配體的接觸面

一旦幾何模型被導入，ANSYS機械解決方案就會自動探測到裝配體零部件之間的接觸面并建立接觸關系或者運動副?？梢允謩痈慕佑|關系或者運動副的設置和選項，也可手動生成接觸。對于柔性/剛體動力學的運動副也可以自動探測出。在仿真環(huán)境中，每種接觸或者運動副關系都可以用軟件中的圖形工具輕松顯示出來。

綜合的單元技術

ANSYS單元技術功能強大，擁有一致的理論基礎和最先進的算法。ANSYS結構力學軟件提供了一個豐富的單元庫，包括梁單元、管單元、板殼單元、實體單元、二維平面/軸對稱單元和三維軸對稱單元，這些單元有很廣泛的適用性，可適用于復合材料、屈曲和坍塌分析、動力學分析和非線性分析。此單元庫也包括特殊用途單元，如墊片單元、運動副單元、界面單元和復合材料的層單元。

這些單元具有優(yōu)越的性能和全面的功能。它們也支持高級材料模型和網(wǎng)格重劃方法，斷裂力學和耦合場技術，也能適應分布式求解器處理需求。

求解器定制與腳本

通過用戶自定義單元、用戶自定義材料以及ANSYS參數(shù)化設計語言腳本等方法為用戶提供了方便、靈活的定制功能，從而拓寬了機械解決方案的應用能力。

參數(shù)化設計語言是求解極其復雜結構力學問題的基礎。另外，由于APDL可以提供許多便捷的特征，如參數(shù)、宏、分支。循環(huán)、重復和數(shù)組參數(shù)，工程師們可以運用APDL進行日常的任務自動分析，建立自己的參數(shù)模型，進行優(yōu)化設計，自適應網(wǎng)格劃分等。

強大的求解器功能

ANSYS結構力學解決方案提供了一個大型的先進求解器庫，包括稀疏矩陣直接求解器、預條件共軛梯度迭代求解器(PCG)、雅可比共軛梯度求解器(JCG)等。另外，在大規(guī)模并行處理計算中，代數(shù)多重網(wǎng)格求解器和分布式PCG, JCG和稀疏矩陣求解器同樣適用。

ANSYS的VT技術可以加快循環(huán)對稱結構模態(tài)的計算速度，尤其是要求有大量的諧波指數(shù)時。像在諧響應分析中的掃頻方法也得益于VT技術。一般獲得到的加速比在3到10之間。采用相同的原理，瞬態(tài)熱分析和非線性結構瞬態(tài)問題的某些類別在較短的時間也可以計算出分析結果。

廣泛的材料模型庫

在工程設計或工程分析時，了解并準確地描述材料性能是非常重要的。ANSYS提供了一個廣泛的數(shù)學材料模型庫，以幫助用戶模擬各種材料的力學行為，如彈性、粘彈性、塑性、粘塑性、鑄鐵塑性、蠕變、超彈性、墊片和各向異性。這些本構模型可以用來模擬各種材料，如金屬、橡膠、塑料、玻璃、泡沫、混凝土，生物組織和特殊合金材料。另外，ANSYS提供了一套曲線擬合工具，從而有助于獲取這些材料模型的參數(shù)。

虛擬裂紋閉合技術可以計算二維連續(xù)單元和三位連續(xù)單元的能量釋放率。二維單元也支持裂紋擴展模擬。

先進的后處理工具

ANSYS提供一套完整的后處理工具，來顯示模型的云圖或矢量圖，以便來描述最后的結果（最大值、最小值及位置）。強大直觀的切片技術使用戶獲得幾何的給定部分之外的更多詳細結果信息。所有的數(shù)據(jù)可以導出為文本數(shù)據(jù)或電子表格以便進一步的計算。靜態(tài)和非線性或瞬態(tài)情況下，可以采用動畫顯示結果。任何結果或邊界條件都可用于創(chuàng)建用戶自定義圖表。

體上的等值線

結果可以在幾何的任何部分顯示