Новые возможности ANSYS Mechanical 2019 R1 - часть 2

Самое простое, или даже «примитивное», что может быть – это решение задачи в 3D с большим количеством «объёмных» SOLID элементов. Во многих случаях, когда альтернативы этому нет, данный подход является единственно возможным и оправданным. Однако вычислительные ресурсы всё-таки ограничены, поэтому хорошей практикой до сих пор является использование разных упрощений модели, позволяющих быстрее получить желаемый результат.

Новая опция осевой симметрии доступна в 3D Static Structural анализе и представляет собой моделировать сборки тел с применением одновременно и 2D и 3D частей. Инструмент General Axisymmetric добавляется к ветке Symmetry и создаёт трёхмерную сетку тела в круговом направлении, основываясь на узлах поверхности и заданной оси симметрии.

При использовании General Axisymmetric создаются элементы SOLID272 и SOLID273, для которых при помощи преобразования Фурье интерполируется функция изменения перемещений по окружному направлению.

Графически отображаются ось симметрии тела (а также окружности, показывающие границы тела) и узловые поверхности (до 12 штук), являющиеся границами узлов в 3D модели.

После создания и настройки General Axisymmetric сетка 3D элементов строится как и обычно при помощи Generate Mesh/Update. Основа сетки строится на исходной поверхности, а далее преобразовывается в объёмную.

Нагрузки на тело с опцией General Asymmetric прикладываются напрямую к узлам и могут быть как осесимметричными, так и действующими в произвольных направлениях и на узлы различных поверхностей.

Нагрузки Pressure, Remote force, Moment и Displacement могут действовать как на грани, так и на вершины модели. Давление (Pressure) прикладывается при помощи элементов SURF159.

Узловые контакты могут быть созданы между телом с опцией General Axisymmetric и остальными телами модели. Элементы CONTA175 создаются на теле с General Axisymmetric, а элементы TARGET170 – на 3D поверхности/поверхностях.

Поддерживается только Bonded тип контакта, если грань General Asymmetric тела выбрана в качестве Contact.

Количество узловых плоскостей (nodal planes) должно совпадать при использовании контакта между различными телами с опцией General Axisymmetric.

Все результаты, такие как распределения перемещений или напряжений, можно запросить для тел с опцией General Axisymmetric.

На рисунках показаны результаты для осесимметричного нагружения.

Теперь укреплённые волокнами или слоями тепловые элементы можно моделировать при помощи REINF264 (для SOLID278/279) и REINF265 (для SOLID278/279).

До версии 2019 R1 для моделирования кабелей использовались элементы LINK180, BEAM188 и BEAM189, но масса сложностей со сходимостью возникала при больших деформациях. Кроме того, для получения точного решения требовалась достаточно мелкая сетка.

Новый элемент CABLE280 призван решить существующие проблемы при моделировании, позволив получать высокую точность результатов уже при грубой сетке.

Элемент имеет четыре узла, причём четвёртый используется только для задания трансверсальной нагрузки. Перемещения аппроксимируются квадратичной функцией, осевые усилия – линейной.

Высокая точность моделирования достигается уже при использовании грубой сетки (начиная с одного элемента) по сравнению с сетками элементов LINK180, BEAM188 и BEAM189.

Пьезоэлектрический анализ

Начиная с версии 2019 R1 доступна возможность учитывать анизотропное вязкоупругое поведение материала в пьезоэлектрическом анализе, а также нагрев пьезоэлектрических устройств как от механических, так и от анизотропных электрических потерь.

Сервис ANSYS Cloud

Теперь, если вы пользуетесь ANSYS Mechanical или ANSYS Fluent 19.2 или 2019 R1 версии, то для вас может быть доступен облачный сервис ANSYS Cloud, дающий доступ вычислительным мощностям ANSYS из любой точки мира.