نرم‌افزارها  >  نرم افزار ANSYS  >  امکانات تحلیل سازه ای در ANSYS Workbench
امکانات تحلیل سازه ای در ANSYS Workbench

 

مش بندی تمام مکعبی (HEX) مجموعه پیچیده مونتاژی روتور ترمز خودرو

 

مش بندی خودکار tetrahedral با کیفیت بالا، برای یک بلوک پیچیده موتور

 

تشخیص خودکار تماس در مجموعه های مونتاژی

زمانی که هندسه یک مجموعه مونتاژی وارد محیط برنامه می شود، ANSYS به طور خودکار تماس ها (contact) و مفصل های (joint) بین اجسام را تشخیص می دهد و تنظیمات لازم را انجام می دهد. شما می توانید تنظیمات تماس را اصلاح کنید و تماس های جدیدی را به صورت دستی (manual) ایجاد کنید. در تحلیل دینامیک اجسام صلب یا انعطاف پذیر، مفصل ها به طور خودکار ایجاد می شوند. هر تماس یا مفصل به راحتی با استفاده از ابزارهای گرافیکی قابل شناسایی می باشد.

 

 

 

قابلیت تشخیص خودکار تماس بین اجسام

 

تکنولوژی گسترده المان

نسل فعلی المان های ANSYS دارای قابلیت های تئوریک فراوان و پیشرفته ترین الگوریتم ها می باشند. نرم افزار ANSYS Mechanical دارای مجموعه بزرگی از المان ها، نظیرbeam، pipe، shell، solid و المان های دو بعدی و سه بعدی متقارن محوری می باشد که هر یک به نوبه خود دارای کاربرد گسترده ای شامل: کامپوزیت ها، کمانش و تحلیل فرو شکست (collapse)، تحلیل دینامیک و کاربردهای غیر خطی می باشند. این مجموعه همچنین شامل المان های خاص مانند gasket ،joint، المان های حائل (interface) و المان های لایه ای برای سازه های کامپوزیت نیز می باشند.

این المان ها همچنین مدل های مواد پیشرفته، روش های remeshing یا rezoning، مکانیک شکست، میدان های کوپله و غیره را به خوبی پشتیبانی می کنند.

 

کتابخانه گسترده ای از مدل های مواد (Extensive Library of Material Models)

توصیف رفتار مواد در هنگام تحلیل به کمک نرم افزارهای فنی- مهندسی بسیار مهم است. ANSYS دارای کتابخانه گسترده ای از مدل های مختلف مواد می باشد که کاربر برای شبیه سازی انواع رفتار مواد به آنها نیاز دارد مانند: elasticity ،viscoelasticity ،plasticity ،viscoplasticity ،cast-iron plasticity ،creep ،hyperelasticity ،gasket و anisotropy می باشد. از این مدل ها می توان برای شبیه سازی انواع مواد مانند فلزات، لاستیک، پلاستیک، شیشه، فوم، بتن، بافت های بیولوژیک و آلیاژهای خاص استفاده کرد. همچنین ANSYS قابلیت برازش منحنی از داده های کاربر را دارا می باشد.

 

 

برازش منحنی از داده های تجربی

 

 

جدول انواع مدل مواد موجود در ANSYS

Other Models

Material Models

Cast iron plasticity

Isotropic/orthotropic elasticity

Drucker-prager

Multi-Linear elasticity

Shape memory alloy

Hyperelasticity

Swelling material model

Anisotropic hyperelasticity

Gasket material

Bergstrom boyce

Concrete

Mullins effect

Gurson damage

Plasticity

USERMAT

Viscoelasticity

 

Viscoplasticity

 

Creep


روش های عددی پیشرفته برای مسائل غیر خطی

در صورتی که کاربران درک خوبی از المان ها و تکنولوژی مواد داشته باشند، محیط تحلیل سازه ANSYS برای تحلیل، روش های مختلف شبیه سازی و تحلیل مسائل غیر خطی را برای انواع مختلف مسائل کاربردی مانند مودال، هارمونیک، طیفی، دینامیک ماشین های دوار، دینامیک مکانیزم ها، CMS، تقارن سیکلیک، جدایش لایه ها، شکست کامپوزیت، مکانیک شکست، مش بندی انطباقی (adaptive meshing) و 2D rezoning، تحلیل زیر مدل ها (sub-modeling)، زیر سازه ها (sub-structuring)، تولد و مرگ المان، بهینه سازی و بسیار موارد دیگر ارائه می دهد.

علاوه بر این، ANSYS structural mechanics قابلیت های پیشرفته ای ارائه می دهد که امکان شبیه سازی انواع پدیده های فیزیکی از جمله، تنش حرارتی، الکترومکانیک، سازه های آکوستیک، انتشار جرم، آنالیز انتقال حرارت سیال را می دهد.

 

Nonlinear Toolset

Nonlinear convergence controls

Contact diagnostics

Nonlinear diagnostics

2-D rezoning

Nonlinear stabilization

Partial solve

Implicit explicit transfer

Element birth and death

Initial stress/strain

 

امکانات قدرتمند حلگرها

ANSYS کتابخانه بزرگی از حلگرها را به کاربران ارائه می کند که شامل حلگرهای Sparse direct ،)PCG) Preconditioned Conjugate Gradient و JCG) Jacobi Conjugate Gradient) می باشد. علاوه بر این دارای حلگر (Algebraic Multi-Grid (AMG و نسخه های ویژه جهت تحلیل های موازی (distributed versions) از حلگر های PCG ،JCG و Sparse برای تحلیل هایی در مقیاس عظیم می باشد.

 

دومین (domain) تقسیم شده یک موتور

 

امکانات پیشرفته پردازش نتایج

ANSYS دارای مجموعه گسترده ای از ابزار پردازش نتایج است. این ابزارها برای نشان دادن نتایج بر روی مدل به صورت خطوط و بردار که ارائه دهنده خلاصه ای از نتایج است، به کار می روند. تکنیک های قدرتمند برش به کاربر اجازه دریافت نتایج بیشتری را از هندسه مورد مطالعه می دهد. این نتایج را می توان به شکل داده های متنی و یا صفحه گسترده (spreadsheet)، برای محاسبات بیشتر استخراج کرد. انیمیشن ها نیز برای تحلیل استاتیک همانند تحلیل های غیر خطی یا گذرا ارائه شده اند. همچنین هر نتیجه و یا شرایط مرزی می تواند برای ایجاد نمودارهای سفارشی مورد استفاده قرار گیرد.

 

 

 

نمایش کانتور نتایج بر روی جسم

 


 

نتایج را می توان بر روی هربخشی ازهندسه نشان داد


نمایش نتایج بر روی مسیر

 

گزارش

ANSYS امکان ارائه نتایج را به صورت های متفاوتی فراهم می آورد و می تواند کار جمع آوری تمام اطلاعات فنی و عکس برای تهیه گزارش فوری از مدل را در یک فرمت مناسب مانند HTML ،MS Word و MS PowerPoint انجام دهد.

 

 

سفارشی کردن حلگر و اسکریپت نویسی

قابلیت سفارشی سازی در ANSYS به واسطه تعریف المان و مواد مورد نظر توسط کاربر به وسیله کدهای APDL تحقق می یابد. در واقع کدهای APDL پایه و اساسی برای دسترسی به ویژگی های خاص این نرم افزار است. شما می توانید با استفاده APDL به طور خودکار، کارهای معمول را انجام دهید، مدل پارامتریک خود را بسازید، طرح خود را بهینه سازی کنید و بسیاری از کارهای دیگر را انجام دهید. همچنین این قابلیت نرم افزار، بسیاری از ویژگی ها مانند parameter ها، macro ها، branching ،looping و repeating را ارائه می دهد.

 

افزونه ها (Add-On Modules

1)افزایش بازدهی در تحلیل مدل های بزرگ

ANSYS برای کل مراحل حل مدل های بزرگ که شامل استخراج ماتریس سختی، حل معادلات خطی و محاسبه نتایج است، قابلیت های حل موازی و غیر موازی را ارائه می کند و می توان با استفاده از چند پردازنده و توزیع حافظه، سرعت حل را به طور چشمگیری افزایش دهد.

همچنین می توان از روش های پیشرفته دیگری مانند (CMS(component mode synthesis، تحلیل تقارن سیکلیک، شتاب دهنده VT و تکنیک های submodeling، برای تحلیل پربازده مدل های بزرگ استفاده نمود.

2)رفع اشکال ها و ویرایش هندسه

ابزار ANSYS DesignModeler توابع مدل سازی منحصر به فردی را برای شبیه سازی فراهم می کند که شامل: اصلاح هندسه CAD، ایجاد هندسه دقیق و ابزارهای ایجاد مدل مفهومی(مانند line body، surface body و ...) می باشد.

3) بهینه سازی طراحی و تحلیل شش سیگما

ANSYS DesignXplorer کار بهینه سازی را در هر یک از محیط های ANSYS Workbench انجام می دهد. طرح مورد نظر می تواند شامل پارامترهای CAD نیز باشد. نرم افزار DesignXplorer به کاربران اجازه می دهد تا پاسخ تحلیل های سازه ای و حرارتی را مورد کنکاش قرار داده و بتوانند مدل خود را که شامل انواع قطعات و مجموعه های مونتاژی می باشد، بهینه کنند.

4) تحلیل خستگی برای پیش بینی بهتر دوام محصول

ماژول خستگی ANSYS قابلیت شبیه سازی عملکرد مدل، تحت شرایط بارگذاری متناوب پیش بینی شده را دارد. این ماژول می تواند محاسبات خستگی را بر اساس تنش یا کرنش و نیز برای بارگذاری با دامنه ثابت یا متغیر انجام دهد. کاربر می تواند با استفاده از این قابلیت ANSYS کانتورهای عمر خستگی(fatigue life)، آسیب(damage)، ضریب اطمینان(factor of safety)، تنش دو محوره(stress biaxiality)، تنش معکوس معادل(equivalent reversed stress) و حساسیت خستگی(fatigue sensitivity) را ترسیم کند.

 

 

مرجع:

Ozen Engineering And ANSYS