Новые возможности ANSYS 17.0 Mechanical

Обновление ANSYS 17, релиз которого заявлен на начало 2016 года, обещает много серьёзных улучшений для продуктов Mechanical. О некоторых из них и пойдёт речь в данной статье.

Расчёты элементов электроники

ANSYS 17.0 предлагает возможность автоматического преобразования моделей печатных плат из ECAD (при помощи DesignModeler ) в расчётные модели для Mechanical, необходимые для прочностных и тепловых расчётов (рис. 1). Данные о материалах теперь также могут быть перенесены из ECAD.

Рис. 1

Новые модели материалов

Появились модели материалов Mohr-Coulomb (модель Мора-Кулона), Jointed Rock, Cam-Clay и Drucker-Prager Concrete. Использование новых материалов пригодится для расчётов механики фундаментов, укладки штабелей, прокладки туннелей, экскавационных работ, осадки и уплотнения грунта.

Также улучшена работа моделей пористых материалов.

Механика разрушения

ANSYS R17 теперь позволяет использовать поверхности произвольной формы для моделирования трещин (рис. 2). Также теперь доступны новые данные результатов для трещин (напряжения, J-интеграл по линии трещины).

Рис. 2

Композитные материалы

Некоторые детали, изготовленные из композитных материалов, требующих отверждения в печах, в результате приобретают искаженную форму. Для решения этой проблемы в пакет ANSYS добавлен новый продукт Composite Cure Simulation, который рассчитывает изменения формы в результате затвердевания, а также позволяет сформировать рекомендаций для удовлетворения технологическим допускам (рис. 3).

Рис. 3

Построения слоёв теперь можно автоматизировать при помощи EXCEL (рис. 4).

Рис. 4

Высокопроизводительные вычисления

Появился новый Bock Lanczos решатель. Анализ динамических систем теперь занимает гораздо меньше времени с использованием распределённых вычислений (на рис. 5 показан относительный прирост скорости при увеличении числа задействованных ядер).

 

Рис. 5

DMP технология

Теперь увеличение использование до 1024 ядер приводит к ускорению решения (рис. 6).

Рис. 6

Построение сеток и работа с геометрией модели

Настройки по умолчанию теперь  позволяют получать сетку элементов гораздо более высокого качества. В том числе улучшено разбиение узких колец (рис. 7) и поверхностей (рис. 8), разбитых Shell элементами.

Рис. 7

Рис. 8

Просмотр контактов между телами, а также близко расположенных вершин модели, стал более удобным, добавлены новые полезные функции (рис. 9).

 

Рис. 9

Построение сетки на платформе Linux теперь выполняется значительно быстрее!

На панель выбора добавлены новые кнопки для лёгкого переключения между выбором узлов, элементов, тел, поверхностей, линий и вершин (рис. 10).

Рис. 10

Для построения исходной геометрии на основе деформированной сетки из готового расчёта больше не требуются APDL скрипты. Можно просто преобразовать деформированную сетку в объект геометрии путём, показанным на рис 11.

Рис. 11

Теперь можно просто экспортировать STL файлы геометрии, сетки и результатов прямо из Mechanical для дальнейшей работы с ними (рис. 12).

Рис. 12

Для удобства ориентирования в сложных сборках появилась возможность добавления штриховки на разрезы (рис. 13).

Рис. 13

Значительно улучшена функция адаптивного перестроения сетки (NLAD) (рис. 14). Увеличено количество используемых критериев, а также снижены ограничения их применения. Теперь, например, для 2D анализа доступен критерий формы элементов.

Рис. 14

Новая функция построения сетки, исходная корректировка (Initial adjustment) контактной области, устраняет нежелательные зазоры и/или проникновения между контактными поверхностями для улучшения сходимости, как показано на рис 15. Также это будет полезно в случаях, когда необходимо задать преднапряжённое состояние деталей при помощи пересечения сеток.

Рис. 15

Колебания

Теперь есть возможность проводить преднапряженный Full Harmonic анализ с учетом циклической симметрии. Появилось частотно-зависимое нагружение. Также теперь нет ограничений на число шагов в MSUP Harmonic.

Рис. 16

Спектральный и PSD расчёты теперь быстрее и допускают распараллеливание (рис. 17).

Рис. 17

Новая модель подшипника скольжения: элемент COMBI214 теперь поддерживает уравнение Рейнольдса в предположении вязкого несжимаемого ламинарного течения с кавитацией.

 

Моделирование механизмов

При помощи метода суперэлементов (CMS) теперь, в задачах, включающих и жёсткие и деформируемые детали (рис. 17), можно использовать решатель Rigid Body Dynamics, что существенно снижает требуемое расчетное время.

Рис. 17

В статье не затронуты многие относительно мелкие улучшения и нововведения для решения задач и упрощения работы пользователей. Информацию о самых интересных из них мы будем размещать на нашем сайте www.cae-club.ru, а также на нашем Youtube-канале.