Все ответы об инженерном анализе

10 полезных функций в Mechanical R16

Аватар пользователя Druzhinin
0 6370

Компания Делкам-Урал продолжает информировать читателей о новостях инженерного мира ANSYS. В этот раз из всех новых возможностей 16го релиза мы отобрали для вас 10 нововведений общего характера, которые могут оказаться полезными при решении разнообразных задач.
 
1. Отображение критерия качества элементов в графическом окне
Новая опция настроек отображения сетки позволяет легко показывать параметры качества элементов (например, отношение сторон, асимметрию, качество элементов и т.д.) прямо на модели. По умолчанию отдельным телам в графическом окне присваивается какой-нибудь цвет, однако, в опции ветки дерева Mesh Display Style можно переключить отображение на вывод соответствующего параметра, как показано на рисунках ниже:


Рисунок 1 A – Отображение параметра «Element Quality» на модели


Рисунок 1 B – Новые значения параметра качества после перестроения сетки


Рисунок 1 C – Выпадающий список в настройках отображения

2. Сохранение снимка экрана в буфер обмена
Как часто, например, при формировании отчетов приходится делать снимок экрана, вставлять его в графический редактор, обрезать или сразу сохранять в файл чтобы потом в свою очередь вставить его в документ Word или презентацию PowerPoint? Новая возможность копирования изображения в буфер может существенно упростить этот нудный процесс. Теперь достаточно только настроить нужный вид в графическом окне, щелкнуть ПКМ и выбрать команду «Image to Clipboard». Или даже просто нажать комбинацию «Ctrl + C». При вставке в документ вы получите именно содержание активного графического окна. Вот как это выглядит:

Рисунок 2 – Щелчок ПКМ и Image to Clip Board в графическом окне
 

3. Балочная формулировка контакта
В версии 15 эта функция была реализована как бета-опция. И для тех, у кого не было возможности опробовать ее раньше, приятной новостью станет то, что в 16й версии эта настройка теперь полностью доступна в обычном интерфейсе. Идея введения здесь заключается в замене «традиционных» методов жесткой склейки «Bonded» (на основе расширенного метода множителей Лагранжа) или уравнений связи (MPC) на балочную формулировку. Таким образом, с ее помощью между контактными поверхностями автоматически создаются невесомые линейные балочные элементы. В случаях с переопределенными контактными и MPC связями моделями балочная формулировка позволит избежать конфликтов между связями и сделает задачу более линейной.


Рисунок 3 – Балочная формулировка контакта типа «Bonded»

4. Адаптивное перестроение сетки в нелинейном расчете
Для тех, кого выводили из себя сообщения об ошибках расчета, вызванных чрезмерным искривлением некоторых конечных элементов (“Element xyz … has become highly distorted…”), настоящим подарком станет новость о появлении в 16й версии инструментов для адаптивного перестроения сетки «Nonlinear Adaptive Region». Эта функция является новой и пока только развивается, но и она в своем нынешнем состоянии при определенных условиях способна помочь в решении задач с сильно искривляющимися элементами путем остановки решения, перестроения сетки и продолжения расчета. Все, что необходимо знать об этом инструменте на данный момент, приведено в справке по 16й версии Mechanical. Его применение серьезно ограничено, однако, его самый существенный недостаток – это то, что метод адаптивного перестроения работает только для сильно искривленных элементов подверженных большим и неоднородным деформациям. Имеется в виду невозможность применения для нестабильных материалов, численной неустойчивости или случаев потери устойчивости самой конструкцией.
Как показано на рисунке 4 A, объект «Nonlinear Adaptive Region» может быть добавлен в ветку «Solution» дерева модели.  Инструмент применяется к телам и имеет гибкий набор опций для пользовательской настройки.

Рисунок 4 A – Настройки «Nonlinear Adaptive Region»

Если решатель обнаруживает, что значение выбранного параметра в расчете равно или превышает критерий, то он выдает сообщение подобного содержания:

**** REGENERATE MESH AT SUBSTEP     5 OF LOAD STEP      1 BECAUSE OF
      NONLINEAR ADAPTIVE CRITERIA
 
AmsMesher(ANSYS Mechanical Solver Mesher),Graph based ANSYS Meshing EXtension,v0.96.03b
(c)ANSYS,Inc. v160-20141009
  Platform           :  Windows 7 6.1.7601
  Arguments          :  F:\Program Files\ANSYS Inc\v160\ANSYS\bin\winx64\AnsMechSolverMesh.exe
                     :  -m
                     :  G:\Testing\16.0\_ProjectScratch\Scr692\file_inpRzn_0001.cdb
                     :  –slayers=2
                     :  –silent=0
                     :  –aconcave=15.0000
                     :  –aconvex=15.0000
                     :  –gszratio=1.0000
  Seed elements      :  _RZNDISTEL block
– 17:6:17 2015-2-11
  ===================================================================
  == Mesh quality metrics comparison                                
  ===================================================================
  Element Average    :  ——–Source——–+——–Target——–
  ..Skewness(Volume) :    4.0450e-001             4.1063e-001        
  ..Aspect Ratio     :    2.3411e+000             2.4331e+000        
  Domain Volume      :    8.6109e-003             8.6345e-003        
  Worst Element      :  ——–Source——–+——–Target——–
  ..Skewness(Volume) :    0.8564  (e552     )      0.7487  (e2217    )   
  ..Aspect Ratio     :    4.9731  (e434     )      6.8070  (e2236    )   
  ===================================================================
  == Remeshing result statistics                                    
  ===================================================================
  Domain(s)          :   1      
  Region(s)          :   1      
  Patche(s)          :   7      
  nNode[New]         :   39      
  nElem[New/Eff/Src] :   79 / 92 / 2076      
  Peak memory        :   10 MB
– 17:6:17 2015-2-11
– AmsMesher run completed in 0.225 seconds
  ========================= End Run =================================
  ===================================================================
 **** NEW MESH HAS BEEN CREATED SUCCESSFULLY. CONTINUE TO SOLVE. 

Перестроение сетки будет также отражено в таблице с результатами, как это показано на рисунке 4 B.



Рисунок 4 B – По таблице результатов видно, что на одном из подшагов произошло перестроение сетки

Рисунок 4 C – До и после адаптивного перестроения сетки
 

5. Моделирование тепломассообмена с помощью элементов FLUID116
 
В предыдущих версиях применение этого типа элемента реализовывалось через бета-опции. Суть нововведения заключается в том, что в 16й версии элементы типа ANSYS Mechanical APDL FLUID116 теперь можно использовать в интерфейсе Mechanical без командных вставок. Такие элементы имеют одну степень свободы – температуру, а также учитывают эффекты одномерного течения среды. Это означает, что в них заложена модель пониженного порядка для расчета теплообмена, вызванного движением среды по каналу, без явного учета модели этого канала. Путь переноса тепла задается с помощью линейного тела.
Поперечное сечение для линейного тела задается в CAD и переносится в Mechanical в виде именованного набора. Взаимодействие элементов теплопровода с нужными поверхностями модели осуществляется с помощью конвекции. После задания конвекции на соответствующих поверхностях необходимо переключить опцию «Fluid Flow» на «Yes» и создать соответствующий именованный набор из линейного тела. Также к линейному телу нужно приложить граничные условия, такие как температура и массовый расход как показано на рисунке 5.

Рисунок 5 – Наверху показано граничное условие, заданное с помощью линейного тела, разбитого на элементы FLUID116
 

6. Настройка проверки решателем главных элементов матрицы

Новая опция в настройках анализа Analysis SettingsSolver Controls позволит вам по возможности продолжить решение, остановленное из-за проблем с главными элементами матрицы, возникающими из-за недостаточно закрепленной расчетной модели или незакрытых контактных пар.
Есть разные варианты настройки: Program Controlled, Warning, Error и Off. Настройку «Warning» следует применять, если вы хотите, чтобы после обнаружения проблем с главными элементами решение продолжалось. При заданном параметре «Error» решение задачи остановится при возникновении соответствующих проблем. Настройка «Off» отключает проверку на ошибки главных элементов, в то время как при «Program Controlled», задаваемой по умолчанию, реализация того или иного сценария будет зависеть от самого решателя.

Рисунок 6 – Опция проверки главных элементов в настройках анализа
 

7. Трекер контактных результатов

Эта функция позволит вам более подробно отслеживать контактный статус как в процессе решения, так и после его завершения. Она обращается к .cnd файлу, создаваемому в процессе решения в папке проекта. Функция весьма полезна, поскольку с ее помощью можно получать информацию о поведении контактных пар в ходе расчета. Это дает более полный контроль над тем, правильно ли себя ведет ваша модель и позволяет прервать решение, в случае появления ошибок. Инструменты отслеживания добавляются в дерево модели под объектом «Solution Information», как это показано на рисунке 7 A.

Рисунок 7 A – Инструменты отслеживания контактных результатов в дереве

Отображать можно различные контактные результаты, такие как число контактирующих точек, зазор, взаимное проникновение и т.д.

Рисунок 7 B – Настройки отображения результатов в трекере

Значения отслеживаемых параметров можно отображать в реальном времени в процессе решения (рисунок 7 C).

Рисунок 7 C – Отслеживание увеличения зазора в контактной паре в процессе решения задачи

8. Группирование объектов дерева
 
Работу с большими сборками или другими сложными моделями сделали более удобной путем добавления возможности группирования объектов дерева. Группы могут состоять из объектов дерева, таких как геометрические объекты, системы координат, разнообразные соединения, граничные условия и даже результаты. Их объединение осуществляется простым выбором нужных объектов в дереве и последующим кликом ПКМ на них и выбором команды «Group», как показано на рисунке 8 A.

Рисунок 8 A – Объединение граничных условий в одну группу

При этом в дереве создастся папка, которой можно дать какое-нибудь уникальное имя. На рисунке 8 B показано как граничные условия были сгруппированы в такую папку.

Рисунок 8 B – Группа граничных условий с соответствующим названием

При необходимости можно отменить группирование с помощью ПКМ на объекте и выбора «Ungroup». Помимо этого доступна возможность объединять в группы однородные объекты путем ПКМ на каком-нибудь представительном объекте и выбора «Group Similar Objects».
 

9. Новый способ загрузки результатов

В дополнение к отображению информации о перестроения сетки на подшагах при применении упомянутой выше функции появилась возможность быстро вызывать результаты по щелчку ПКМ на таблице с подшагами. С этим нововведением время отображения результатов по напряжениям и деформациям для конкретного момента времени существенно сократится.
Процедура весьма проста:
·        ЛКМ на  ветке «Solution» в дереве.
·        ЛКМ на нужном шаге расчета в таблице.
·        Щелкнуть ПКМ на этой строке и выбрать «Create Total Deformation Results» или «Create Equivalent Stress Results», как показано на рисунке 9.
После этого в дереве появятся соответствующие результаты, которые нужно будет сгенерировать, чтобы увидеть их отображение.

Рисунок 9 – ПКМ на таблице чтобы вызвать отображение полных перемещений или эквивалентного напряжения с соответствующего шага
 

10. «Взрыв» сборки

Самое забавное – возможность «взрывать сборку» – мы оставили для финала. Эта функция позволит вам разделять детали сборки, что возможно сделает ее более удобной для визуализации и изучения взаимодействия между частями. Для использования этого инструмента убедитесь, что отображение панели «Explode View Options» включено в настройках вида. У команды есть опция, касающаяся выбора точки, относительно которой будут двигаться детали. Это могут быть: центр сборки и глобальная или пользовательская системы координат.

Рисунок 10 A – Панель инструментов «Explode View»

Как видно из рисунка 10 A на панели есть ползунок, который позволяет контролировать «уровень» растаскивания деталей. Имейте в виду, что это только графический инструмент, применение которого никак не влияет на саму сборку.
На рисунке 10 B показана сборка в разобранном виде.

Рисунок 10 B – «Разобранная» сборка
 

Таким образом, подытоживая обзор 10и полезных возможностей версии 16.0 ANSYS Mechanical, хочется выразить надежду, что наше описание поможет вам более эффективно моделировать и решать задачи в Mechanical. К сожалению, в наш обзор невозможно уместить описания множества других новых функций. Информацию о них, а также множество других материалов, полезных заметок, статей, вебинаров и новостей компании ANSYS вы можете найти в данном блоге, форуме cae-club.ru, канале delcamural на Youtube и группах в Контакте, Facebook, Twitter и LinkedIn.
 
Информация взята с сайта http://www.padtinc.com/.

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии