Новые возможности ANSYS Mechanical 2019 R1 – часть 1

Аватар пользователя Ruslan Abdrahimov
0 661

Топологическая оптимизация

Топологическая оптимизация теперь доступна и для теплового анализа - в качестве целевой функции, наряду с массой и объемом, поддерживается тепловое сопротивление конструкции. Данное нововведение позволяет проводить связанные тепло-прочностные расчеты для оптимизации тепловых напряжений.

 

Рисунок 1 – Топологическая оптимизация в тепловом анализе

Для топологической оптимизации добавлена возможность перезапуска расчета с учетом объемной доли материала, полученной на последней итерации, при помощи параметра «Reload Volume Fraction». При этом, перед продолжением расчета, можно обновить заданные цели и ограничения.

Введена поддержка ограничения напряжений за областью оптимизации, для участков исключения или не оптимизируемых объектов. К примеру, позволяя ограничить напряжения на соединительной детали (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Ограничение напряжений в неоптимизируемой (соединительной) области

Топологическая оптимизация теперь также доступна и для оболочек, поддерживая прочностной, модальный и тепловой анализ.

    

Рисунок 3 – Топологическая оптимизация оболочки

В качестве результатов оптимизации доступна сглаженная геометрия, облегчающая последующее использование и обработку.

 

Рисунок 4 – Сравнение стандартной и сглаженной геометрии

Аддитивное производство

Моделирование аддитивного производства в новой версии Ansys 2019 R1 получило множество полезных улучшений и новых возможностей.

Workbench Additive

Функция ориентации геометрии в Mechanical также может использоваться для параметризации в аддитивном моделировании, позволяя оценить влияние на объем поддержек, время печати, коробления и напряжения.

 

Рисунок 5 –Объект ориентации геометрии в дереве проекта

Добавлена тетрагональная слоистая сетка, позволяющая более точно описать нюансы геометрии, в особенности тонкостенные участки.

 

Рисунок 6 – Сравнение декартовой и тетрагональной сетки

В процесс моделирования аддитивного производства добавился новый шаг –термообработка. Пользователи могут сами определить последовательность моделирования – термообработка до отделения конструкции от платформы АМ машины или после. Термообработка моделируется двумя вариантами: первый использует свойства ползучести для прогнозирования релаксации напряжений; второй – специальный критерий сброса истории пластической деформации при превышении температуры релаксации (температура отжига).

 

Рисунок 7 – Результаты расчета удаления поддержек с термообработкой и без

Теперь в моделирование аддитивной печати можно включить не сплавленный порошок, участвующий в теплопередачи между близко расположенными элементами печатаемой конструкции.

 

Рисунок 8 – Моделирование печати с учетом порошка и без

Также была добавлена поддержка перезапуска расчета, позволяющая, к примеру, опробовать различные последовательности этапов термообработки и/или удаления поддержек/платформы, без необходимости решения задачи с самого начала.

В виде бета функции была добавлена возможность прогноза столкновения насыпного устройства с печатаемым объектом

 

Рисунок 9 – Прогноз столкновения насыпного устройства с конструкцией

В дополнение к приведенному, были введены следующие улучшения:

•             Учет непечатаемых объектов (различные зажимы, термопары и другие измерительные устройства внутри камеры АМ машины).

•             Поддержка симметрии.

•             Добавлены материалы 17-4 PH и AlSi10Mg.

ANSYS Additive (Print & Science)

В Additive Print также введено множество улучшений. В частности, введен новый метод вокселизации, помогающий решить проблемы сетки в сочетании тонко- и толстостенных объектов, позволяя получить в итоге более точные результаты коробления конструкции.

  

Рисунок 10 – Новый метод вокселизации

Для анализа доступны поддержки пользовательской конструкции, в том числе и тонкостенные. Таким образом, пользователь может проверить влияние различных вариантов поддержек, включая автоматически оптимизированные в Additive Print.

Наконец-то состоялся полноценный релиз модуля Additive Science, предоставляющий исследовательскую среду для вычисления оптимальных параметров процесса спекания.

Анализ ванны расплава вышел из беты функционала, с расширенными возможностями: добавлена параметризация для мощности и скорости движения лазера, позволяя пользователям определить оптимальные параметры спекания для АМ машины. В результате расчета, для каждого заданного варианта, выводятся значения размеров ванны расплава: длина, ширина и глубина в зависимости от времени.

  

Рисунок 11 – Анализ ванны расплава

В качестве новой функции появилась возможность анализа пористости, также с возможностью параметризации, позволяя определить оптимальную стратегию спекания, в дополнение к мощности и скорости движения лазера.

 

Рисунок 12 – Анализ пористости

В бета режиме выпущена возможность расчета тепловой истории, позволяющая оценить размеры ванны расплава, а также визуализировать температурный профиль на основе векторов сканирования для пользовательской конструкции.

  

Рисунок 13 – Расчет тепловой истории для пользовательской конструкции

Кроме перечисленных выше нововведений, проведено обновление существующего функционала Additive Print:

•             Множественные обновления теплового решателя, обеспечивающие более реалистичные результаты тепловых деформаций и возрастание производительности. Улучшения привели к повышению сходимости как с экспериментальными, так и аналитическими данными.

•             Введен параметр MRF (Mesh Resolution Factor) – это коэффициент, который определяет степень деформации сетки для моделирования тепловой деформации и истории тепловых процессов. Этот параметр позволяет пользователям контролировать скорость, точность и создание данных для моделирования.

•             Ограничения размера модели: удалено для настольного компьютера, увеличено до 500 МБ для облачной версии.

•             Расширена база материалов для теплового моделирования, включая Ti64, а также добавлен материал Al357 для теплового и прочностного анализа.

•             Добавлена возможность вывода файла воксельной сетки, для ее оценки до завершения всего расчета.

Развитие трещин SMART

Технология расчета развития трещин SMART теперь поддерживает использование температурных нагрузок и давление на поверхности трещины.  Для задания давления введена специальная команда «CGROW», поддерживающая, либо постоянное значение нагрузки, либо в виде функции от времени.

    

Рисунок 14 –Пластина с центральной трещиной, под давлением

Также добавлена поддержка распределенного решения SMP и DMP, решателей PCG и SPARSE, и улучшено управление выходными результатами.

Material Designer

Для недавно выпущенного модуля Material Designer, расширен список предопределенных элементарных ячеек – добавлены решетчатые структуры (Lattice Structures) и хаотически армированные коротковолокнистые композиты. Для композитов можно указать предпочтительное выравнивание – вдоль оси Х или в плоскости ХУ.

  

Рисунок 15 – Предопределенные элементарные ячейки

Также проведено улучшение пользовательского интерфейса, облегчающее доступ к лог-файлам и руководству пользователя.

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии