Новые возможности ANSYS Mechanical 2020R1 часть 2

Аватар пользователя Ruslan Abdrahimov
0 443

Уважаемые коллеги! Вашему вниманию предлагается вторая часть обзора новых возможностей релиза ANSYS Mechanical 2020 R1. В данной статье рассмотрены основные нововведения в области топологической оптимизации, аддитивного производства, композитных материалов и модуля Material Designer.

Топологическая оптимизация

На этапе валидации оптимизированной формы был реализован прямой переход от фасеточной геометрии, к разбиению сеткой и анализу, с автоматическим переназначением граничных условий.

Классический метод оптимизация топологии (Density-based) теперь поддерживает условие предварительного натяжения болта “Bolt Pretension” с несколькими шагами, и переменами состояния между «Load» и «Lock». Помимо этого, добавились новые ограничения по центру тяжести, моменту инерции (бета) и силе реакции.

Был добавлен новый метод топологической оптимизации - Node-Based Shape (Beta). Данный метод, в отличие от доступных ранее, реализует перемещение узлов сетки для достижения оптимальной формы. При таком подходе не происходит изменения топологии, что позволяет получить более гладкую форму и точно вычислить значения локальных величин на границе.

В таблице ниже приведено сравнение ключевых особенностей нового метода «Node-Based Shape» с классическим методом «Density-Based».

 

Topology Optimization

Node-Based Shape Optimization

Описание

Метод погруженной границы: т.е. форма приобретается благодаря методу density-field или level-set

Сетка фиксирована

Метод вписывания тела: форма точно определена

Сетка не фиксирована, координаты узлов изменятся

Сильные стороны

Производятся изменения топологии (формирование, объединение,  …)

Легкая постановка: грубая модель области, нечего параметризовывать

Нет аппроксимации формы

Точное вычисление локальных величин (напряжение, деформация, толщина, и т. д.) на границе

Легкая постановка: нужно только выбрать оптимизируемые грани

Слабые стороны

Форма аппроксимируется

Локальные величины на интерфейсе (пустота/тело) вычисляются не точно

Нет изменения топологии

Ожидаются умеренные деформации

 

Аддитивное производство

ANSYS Additive Prep (ANSYS SpaceClaim)

Модуль Additive Prep обзавелся новым типом «древовидных» поддержек (Tree supports), являющихся подходящим вариантом для сложных деталей с криволинейными поверхностями (например, топологически оптимизированных) и отверстиями.

Процесс работы с препроцессором для подготовки к печати был существенно упрощен за счет добавления предустановок для множества машин, производства SLM и EOS. При создании файла печати, появилась возможность управлением параметрами мощности, скорости и фокуса для различных типов векторов, и также выбор порядка спекания.

После создания файла печати вы можете использовать новый инструмент «Cost Estimator» для получения оценки общей стоимости печати на основе стоимости работы установки, материала и времени печати, определенных для выбранной машины.

Workbench Additive

К возможностям моделирования печати в Workbench Additive добавился метод наследуемых деформаций (Inherent strain). Данный метод заключается в решении только прочностной задачи, для определения «усадки материала» при остывании, на основе калибровочных коэффициентов, методика определения которых описана в документации Ansys.

STL поддержки, созданные в Additive Prep могут быть импортированы в Mechanical и представлены в виде воксельной сетки, с учетом понижающих коэффициентов «Knockdown factors». Эти коэффициенты учитывают понижение свойств материала при печати поддержек, внутри каждого вокселя, включая тепловые и прочностные свойства, пластичность и ползучесть.

     

Для соединения слоистой тетра сетки детали и воксельной сетки поддержек появился специальный макрос «AMCONNECT». Макрос создает уравнения связи (constraint equations) связывая узлы поддержек с элементами печатаемого изделия.

В новом обновлении реализован процесс передачи данных из Additive Print в Workbench Additive. Таким образом стало возможным моделирование печати в более простом приложении Additive Print, а этапы отрезки и термообработки выполняются с использованием обширных возможностей Workbench Additive.

Также в Workbench Additive появилась возможность управлением последовательностью отрезки изделия от платформы.

ANSYS Additive (Print/Science)

В приложении Additive Print также появилось несколько интересных улучшений:

  • Для импорта стали доступны файлы печати компании EOS (Beta)
  • Материал AlSi10Mg стал доступен для всех типов моделирования в Additive Print и Science
  • Появился параметр управления диаметром лазерного луча
  • Модель J2 пластичности полностью доступна для моделирования (вышла из бета функционала)
  • Размер области печати повышен до 1 м^3
  • Добавлена возможность отключения оптимизации поддержек
  • Реализована передача файлов Additive Print - Workbench Additive

Композитные материалы

Правила “Selection Rules” теперь можно определять по отношению к Rosettes. При активации, начало координат и направления Selection Rule даются относительно выбранной Rosette вместо глобальной системы координат. Это улучшает ассоциативность, делает моделирование более точным и более удобным. Данная функция реализуется для правил Parallel, Cylindrical и Spherical Selection Rule.

Пользовательский интерфейс ACP теперь основан на Python 3.7.4. В дополнение, множество сторонних пакетов также были улучшены.

Material Designer

В модуле Material Designer появился дополнительный тип элементарной ячейки – сотовые конструкции (Honeycomb), с широким набором параметров управления размерами.

Теперь появилась возможность передавать полученные материалы из нескольких модулей Material Designer в единую ячейку Engineering Data. Это дает возможность комбинировать несколько материалов из Material Designer в расчете на макроуровне.

 

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии