Новые возможности ANSYS 2020R2. Линейная динамика, RBD и ANSYS Motion

Аватар пользователя brsv
0 405

Новые возможности ANSYS 2020R2. Линейная динамика, RBD и ANSYS Motion

Линейная динамика

Начнем с нововведений, касающихся модулей для анализа линейной динамики. Выполнена оптимизация работы и добавлены новые функции при решении задач методом MSUP (метод суперпозиции мод):

  • Повышение производительности за счет считывания результатов из файлов .rst (расширение из гармонического анализа также поддерживается).
  • Принудительная запись модальных координат в файлы .rfrq и .rdsp для уменьшения их размера.
  • Возможность построения графика АЧХ в гармоническом анализе.
  • Использование скорости и ускорения при нестационарном анализе.
  • Просмотр сил реакции (Probes в гармоническом и нестационарном анализе; АЧХ в гармоническом анализе)

Рис.1 – Настройки решателя

Улучшены инструменты для NVH-анализа электрических машин, а именно появилась возможность интерполяции полей скоростей вращения (уменьшение количества решений) для удаленных сил/моментов, плотности поверхностных сил и сил, приложенных к телу.

Рис.2 – Интерполяция сил

Добавлена возможность импорта файла для расчета из Discovery в Mechanical в формате DSCODAT. Будут импортированы геометрия, материалы, точечные массы, контакты, шарниры, нагрузки, граничные условия и настройки решателя.

Рис.3 – Импорт модели из Discovery

Mechanical поддерживает импорт тепловой нагрузки из external data в модальный анализ.

Рис.4 – Импорт тепловой нагрузки

Также добавлена возможность импорта тепловой нагрузки в качестве начальных условий (Initial Condition) в следующие модули: Transient Thermal, Thermal-Electric и Steady-State Thermal. Определяется в окне свойств Imported Temperature в поле Apply As.

Рис.5 – Импорт тепловой нагрузки в качестве начальных условий

Большое количество нового функционала добавлено в качестве бета-опций.

Анализ виброакустики может быть выполнен с включенной функцией Skip Expansion.

Рис.6 – Схема анализа виброакустики

Доступна отправка на решение задач методом суперэлементов (CMS) с помощью RSM. Опция доступна только в синхронном режиме, даже если пользователь отключил ее.

Рис.7 – Отправка на решение с помощью RSM

Реализована возможность импорта давления из CFD (Fluent) в гармонический анализ акустики (Harmonic Acoustics).

Рис.8 – Импорт давления из CFD расчета

Для линейных тел в Mechanical, в поле Model Type появилась возможность выбрать тип Cable (элемент CABLE280). При выборе данного типа тела, автоматически установится флаг для функции «Use cable higher order element» в схеме проекта. Данная возможность увеличивает скорость сходимости и точность результатов при решении задач с линейными телами (трос, кабель).

Рис.9 – Выбор типа модели для линейного тела

Mechanical теперь поддерживает настройки интерфейса контакта, что позволяет описывать все состояния контакта:

  • Зазор/Проникновение
  • Смещение (Offsets)
  • Начальный статус контакта
  • Наклон

Рис.10 – Настройка интерфейса контактов

Добавлены различные функции, которые теперь доступны для записи скриптов. Для активации этого необходимо установить отметку в чек-боксе Recording (Workbench/Options/Mechanical). После этого в проекте необходимо запустить запись. Следующие функции могут быть записаны:

  • Действия в Expansion Settings Worksheet
  • Действия в Condensed Part Worksheet
  • Функции Clear, Add, Delete, Type, Named Selection и Remote Point Selection.

Появилась возможность импорта и экспорта Condensed part. Для этого необходимо активировать опцию Bottom Up Substructuring в опциях в разделе Mechanical.

Рис.11 – Экспорт Condensed part

Рис.12 – Импорт Condensed part

Также в beta-режиме доступен сопряженный модальный и гармонический анализ для анализа пьезоэлектрического эффекта. Для активации аддонов необходимо активировать функцию "Allow Coupled Field Harmonic and Modal for Piezo Electric".

Рис.13 – Активация аддонов и схема проекта

Далее необходимо перевести поля Structural и Electric в Yes и Charge Based соответственно, чтобы результаты пьезоэффекта были доступны для чтения.

Рис.14 – Включение результатов пьезоэффекта

В качестве электрических граничных условий можно добавлять заряд или напряжение. Помимо механических результатов, также доступны напряжение, интенсивность электрического потока и напряженность электрического поля. В модальном анализе в качестве граничных условий можно выбрать только напряжение.

Рис.15 – Постпроцессинг

Rigid Body Dynamics

Небольшие улучшения внесли и в модуль для анализа динамики абсолютно жестких тел. Главным улучшением (я бы назвал «доведением до ума») является доработка решателя. Теперь многие функции установлены в Program controlled и записываются в log-файл. Также появилась возможность выбора типа интегрирования:

  • Рунге-Кутты 4
  • Implicit (или Stabilized) Generalized-Alpha flexible
  • MJ Time stepping

Рис.16 – Выбор типа интегрирования

Ранее было возможным определять трение только для шарниров translational, cylindrical и revolute. В новом релизе список пополнился следующими типами: universal, spherical, slot, point-on-curve и imperfect (in-plane radial gap, spherical gap, radial gap). Также улучшена технология разрешения точек проникновения для неоднозначных контактов (повышена надежность контактов).

ANSYS Motion

Доработкой ANSYS Motion в данном релизе разработчики приятно удивили:

  • Выполнена оптимизация интерфейса препроцессора (теперь всегда и все будет видно).
  • Создали новый постпроцессор (приятный интерфейс с темной темой).
  • Перенесли 25% набора инструментов Links и 30% набора инструментов Drivetrain в ACT.
  • Добавили много интересных опций и доработали функционал.

С доработкой интерфейсов все понятно: теперь они работают так как надо, не вызывая отвращения и без постоянных «лагов». Поэтому начнем обзор с расширения функционала ACT Motion.

На рисунке 17 отмечены функции, которые были добавлены.

Рис.17 – Функции Links, доступные из ACT

Таким образом, создание моделей ременных и цепных передач (определение «тел для намотки» и сегментов как жестких или упругих узловых тел, сборка, создание связей) можно осуществлять в интерфейсе Mechanical.

Рис.18 – Создание модели Links в Mechanical

Также в ACT был добавлен некоторый функционал набора Drivetrain (см. рис.19).

Рис.19 – Функции Drivetrain, доступные из ACT

Таким образом, доступно создание простейших моделей зубчатых передач с ограничениями:

  • Валы представлены балками.
  • Можно создавать внешнее и внутреннее зацепление.
  • Подшипники без учета жесткости.
  • Корпус может быть представлен только как узловое тело.
  • Менеджер сборок в полном объеме.

Рис.20 – Создание модели Drivetrain в Mechanical

Переходим к самому интересному. В новой версии ANSYS Motion добавлены новые функции, которые представлены на рисунке 21.

Рис.21 – Новые возможности ANSYS Motion

CVT Modeling Tool поддерживает моделирование контактов, шкивов, цепных штифтов и автоматический расчет жесткости компонентов:

  • Pin modeler определяет форму штифта и контакта со шкивом
  • Pulley modeler определяет форму шкива и контакта со штифтом
  • CPlacing Connector modeler определяет контакты и автоматически вычисляет жесткость компонентов

Рис.22 – Порядок создания модели цепного вариатора

   Аналогично создаются модели шарико-винтовой пары. Ball Screw Modeling Tool поддерживает создание ходового винта, определение положения шариков и создание контактов:

  • Ball screw modeler определяет форму винта и гайки.
  • Ball placing определяет геометрию шариков и их расположение.
  • Ball contact определяет контакты между компонентами.

Инструмент Ball Screw Modeling Tool позволяет значительно сократить время на подготовку модели и время расчета.

Рис.23 – Порядок создание модели шарико-винтовой пары

Возможность создавать косозубые передачи с непараллельными осями.

Рис.24 – Создание косозубой передачи с непараллельными осями

Появилась возможность создания коленчатого вала и циклоидального диска при создании циклоидальных передач. В качестве оценки производительности можно просматривать с помощью различных графиков (гистерезис, ошибка передачи и эффективность).

Рис.25 – Создание и анализ циклоидальной передачи

Оптимизирована работа контактов:

  • Существенно сокращенно время расчета.
  • Для модальных и узловых тел доступно просмотр контурных полей результатов в контакте (трение, относительная скорость, условие прерывистого скольжения).
  • Контактная жесткость может быть вычислена из условий контакта (геометрии и свойств материала) и определяется следующим уравнением (Ke вычисляется автоматически):

Рис.26 – Поля результатов в контакте

Рис.27 – Автоматическое определение жесткости контактов с учётом геометрии и свойств материалов

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии