Новые возможности ANSYS Mechanical 2021 R1 часть 2

МАТЕРИАЛЫ

В новом релизе ANSYS Mechanical 2021 R1 стала доступна упорядоченная модель анизотропного повреждения «Anisotropic Elastic Damage Model», основанная на конститутивном законе для композитного материала с анизотропным откликом на повреждение при малых деформациях. Повреждение учитывается ухудшением компонентов напряжений и жёсткости материала. В модели используется неявная схема регуляризации градиента, определенного через нелокальное поле, которое добавляет три дополнительных степени свободы на узел.

Особенности модели:

• Надежность – точный охват всех повреждений материала - результаты не зависят от сетки
• Повреждения материала с глобальными DOF
• Требуются элементы CPT215
• И материал, и повреждения зависят от направления
• Материал: анизотропная упругость (матрица + волокна)
• Повреждение: экспоненциальное размягчение, снижение жесткости
• Области применения:
  • Такие материалы как композиты, дерево, бетон и другие квазихрупкие материалы (например, горные породы)

Ansys Granta

Релиз ANSYS 2021 R1 привносит обновление базы данных и множество улучшений для пользователей ANSYS Granta – все, для обеспечения максимального преимущества работы с материалами.

Цифровая трансформация за счет улучшенного управления материалами:

• Упрощенный доступ для инженеров к утвержденным предприятием материалам, проектным и персональным спискам материалов.
• Улучшенные возможности анализа материалов для инженеров с аппроксимацией данных в новой версии MatAnalyzer.
• Повышенная гибкость и масштабируемость для корпоративных разработок с поддержкой частного облака IaaS в Azure.
• Новый инструмент Hypermesh - анализ соответствия для медицинских устройств, интеграция рабочего процесса в OneMI, интеграция Workbench для Edupack и многое другое.

Выбор лучших материалов для электромагнитных устройств:

• Расширение данных об электромагнитных материалах:
  • 1200+ новых данных о постоянных магнитах
  • 100+ новых кривых удельного электрического сопротивления в зависимости от температуры
  • Улучшенные данные кривых BH для магнитов
• Предоставление инженерам-проектировщикам возможность разрабатывать аккумуляторные блоки и выбирать элементы с помощью нового инструмента Granta Selector Battery Designer

Обновление базы данных материалов:

• Значительное увеличение базы данных благодаря расширению до 2600+ записей, общих и промышленных марок материалов
• Ускорение внедрения аддитивного производства на предприятиях с помощью самых последних данных о материалах и машинах для аддитивной печати (более 290 новых машин и 800+ новых марок материалов)
• Обновление самых последних данных по основным материалам для всех продуктов:
  • Обновление последних данных о ценах
  • Последняя информация о важнейших материалах ЕС и США
  • Новые данные о выбросах CO2 и затратах энергии для типичных марок материалов
  • Обновленное законодательство REACH вместе со всеми последними нормативными обновлениями
  • Добавлены более 300 кривых напряжения-деформации, 200+ кривых усталости и 2300+ кривых ползучести

Обновление Granta MI Enterprise:

• Списки предпочтительных материалов – быстрый доступ к утвержденным или предпочтительным материалам
• Облачная разработка - поддержка развертывания частного облака IaaS в Azure
• Улучшенный UX - развертывание на предприятии - OIDC-аутентификация для Mat Analyzer
• Advanced Materials – материалы для аддитивного производства, полимеры и металлы

Granta MI Pro:

• Новый HyperMeshTM Gateway
• Расширенная схема для включения дополнительных свойств клиентов
  • Зависимый от температуры касательный модуль
  • Относительное удлинение также зависит от температуры
• Увеличение количества представленных материалов
  • Дополнительные кривые зависимости от температуры
  • Новые кривые напряжение-деформация

Ansys Granta Selector

• Инструмент Battery Designer Tool
  • Проектирование начиная с ранней стадии и сравнение эффективности многоэлементных аккумуляторных модулей и блоков
• Данные
  • Таблица данных аккумуляторных ячеек с более чем 120 типами аккумуляторных элементов
  • Значительные обновления пакетов данных MaterialUniverse, JAHM и Advanced Materials
• Интеграция с ANSYS Workbench – плавный улучшенный рабочий процесс

Расширенные возможности материалов для всех флагманских продуктов

• Доступно во всех флагманских продуктах
  • Легкий доступ к готовым к моделированию данным для более чем 2600 материалов
  • 700+ стандартных марок материалов
  • 1900+ марок производителей
• Mechanical и Discovery
  • Расширенные данные по усталости для нескольких коэффициентов асимметрии цикла
  • Добавлено электрическое сопротивление в зависимости от температуры (103 кривых)
  • Обновление кривых напряжения-деформации (20 новых кривых изотропного упрочнения)
• Electronics Desktop (Maxwell/ HFSS/ IcePak)
  • 1206 новых марок постоянных магнитов
  • Проверка и обновление данных кривых BH
• Fluent
  • Свойства, зависящие от температуры, расширены до 1288 кривых

Material Designer

Новый алгоритм моделирования коротковолокнистых композитов: Material Designer предоставляет феноменологическую модель пластичности для прогнозирования нелинейного отклика коротковолокнистых композитов. Модель состоит из анизотропного критерия текучести Хилла, учитывающего ориентацию волокон, в сочетании с изотропным нелинейным законом упрочнения. Параметры модели определяются по экспериментальным данным.

Улучшения работы с параметрами: теперь вы можете создавать поверхности отклика, 3D диаграммы свойств материалов в зависимости от двух или более параметров. Для 2D- и 3D-графиков теперь вы можете визуализировать интерполированные свойства материала и сравнивать эффекты различных вариантов интерполяции.

Дополнительные параметры: теперь можно параметрировать назначение материала. В исследовании параметров теперь можно оценить, что произойдет, если вы замените составляющие материалы.

Появился новый рабочий процесс моделирования коротковолокнистых композитов, предназначенный для прогнозирования термомеханического поведения деталей, армированных короткими волокнами. Рабочий процесс объединяет Material Designer, новую систему Injection Molding Data Workbench и Mechanical.

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Новый рабочий процесс моделирования коротковолокнистых композитов, предназначенный для прогнозирования термомеханического поведения деталей, армированных короткими волокнами. Рабочий процесс объединяет Material Designer (прогнозирующий характеристики материала), новую систему Injection Molding Data Workbench (для импорта результатов моделирования литья под давлением) и Mechanical (для выполнения анализа тепла и прочности).

Новый модуль, интегрированный в Workbench, «Injection Molding Data» позволяет импортировать данные из текстовых файлов результатов моделирования литья под давлением и перенести их в Mechanical. Поддерживаемые типы анализа включают «Static» и «Transient Structural»; «Steady-State» и «Transient Thermal»; «Modal» и «Harmonic Response». Входные данные анализируются, обрабатываются и затем передаются в последующую систему анализа, учитывая ориентацию элементов, свойства материала и начальное напряженное состояние.

Поддерживаются следующие приложения для импорта данных:

• Moldflow
• Moldex3D
• SIGMASOFT
• CADMOULD

Ansys Composite PrepPost (ACP)

Улучшен обмен данными со сторонними приложениями CAE. Формат CAE HDF5 поддерживается многими приложениями создания выкладки композитных материалов и инструментами моделирования. Теперь, в ANSYS WB с ACP, доступны стандартные процессы для намотки, штамповки, 3D-печати и других производственных процессов для моделирования.

Проведено улучшение процесса укладки слоев материала с помощью правил, и дополнена проверка результата:

• Булевое правило выбора теперь поддерживает правило шаблона, которое позволяет создавать различные формы с помощью всего нескольких базовых правил, изменяя их параметры.
• Правило выбора в виде трубы теперь включает центральную направляющую. Концы можно легко удлинить для повышения точности и гибкости.

Прочие улучшения

• 3D Ply - Импортированный слой
  • Толщина и углы теперь могут быть визуализированы на поверхности слоя и твердотельной сетке.
  • Можно параметризовать такие свойства, как материал, угол наклона и активный/неактивный слой.
  • Производительность алгоритма наложения слоев была дополнительно улучшена.
• Визуализация
  • Количество ярлыков регулируется автоматически, если количество цветов превышает определенный предел.
  • Силуэт (каркас) модели теперь может отображаться независимо на поверхности.

Ansys Composite Cure Simulation (ACCS)

Термопласты теперь полностью поддерживаются ACCS. Это включает задание свойств материала в графическом интерфейсе пользователя в Engineering Data, моделирование полимеризации и охлаждения, а также визуализацию результатов, таких как кристаллизация и др.

Новый модуль «Compensated Surface Exporter» автоматически компенсирует искажения, вызванные процессом изготовления, и применяет их к заданной модели. Эту скомпенсированную геометрию затем можно экспортировать как STL, RSO или набор точек.

ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ

Добавлены новые возможности для решения более сложных задач.

• Модель:
  • Шарниры теперь можно использовать при оптимизации конструкции
• Статический линейный анализ:
  • Определяемый пользователем критерий может быть основан на перемещении и реакции силы.
  • Новые векторные редукции: величина, нормаль к грани, направление.
  • Критерии податливости и напряжения могут использоваться как ограничение или цель.
• Оптимизация:
  • Нормализация комбинированной цели.
• Постобработка:
  • Преобразование результатов оптимизации обратно в САПР.

 

Дополнительные обновления, метод SIMP:

• Нелинейный фильтр использующийся по умолчанию. Модель, полученная с помощью нового фильтра, более гладкая. Решение в меньшей степени зависит от области проектирования, что означает меньшее влияние границы области проектирования.
• Производственное ограничение «Extrusion» можно применять ко всем типам сеток. В частности, это применимо к тетраэдрическим сеткам.
• Начальная объемная доля, то есть начальное распределение плотности. Если задача оптимизации содержит высоконелинейный отклик, то окончательный результат может значительно измениться из-за изменения начальной плотности.

Shape optimization:

• Добавлены опции Program Controlled» для некоторых настроек, упрощающих подгтовку задачи: ограничение общего перемещения, контроль деформации сетки и т. д.
• Цель - минимальная толщина, может потребоваться для литья или AM.

АДДИТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Релиз ANSYS 2021 R1 привносит улучшения для всех продуктов аддитивного направления - Ansys Additive Prep, Ansys Additive Print, Ansys Additive Science и Ansys Workbench Additive, что открывает пользователям еще большие возможности моделирования аддитивного производства.

Additive Prep:

• Последовательный анализ оптимизации ориентации деталей
• Анализ стоимости при оптимизации ориентации
• Подготовка файлов печати EOS и Renishaw
• Редактирование настроек машины напрямую на панели
• Значительное улучшение скорости анализа ориентации

Additive Print:

• Улучшение всех материалов
• Полноценный выпуск материала 316L для анализа теплопроводности и микроструктуры
• Обновления руководства пользователя
• Добавлена поддержка файлов печати Trumpf, Sisma и HB3D
• Поддержка файлов печати EOS обновлена

Additive Science:

• Полноценный релиз решателя 2D-микроструктуры с 3 материалами (IN718, SS 316L, AlSi10Mg)
• Точный учет повторного плавления

Workbench Additive:

• Добавлены опции Program Controlled» для некоторых настроек, упрощающих подгтовку задачи: ограничение общего перемещения, контроль деформации сетки и т. д.
• Цель - минимальная толщина, может потребоваться для литья или AM.
• Добавлены значения по умолчанию для многослойной тетраэдной сетки. Эта сетка точнее соответствует геометрии детали
• Добавлены определения столкновения с устройством насыпания порошка и последней температуры слоя перед нанесением следующего

НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОНИКИ

Релиз 2021 R1 упрощает, ускоряет и расширяет возможности моделирование механики, нагрева и надежности электронных систем.

• Состоялся первый полноценный релиз плагина для Sherlock в Ansys Workbench.
• Реализован автоматизированный экспорт геометрии и свойств материалов (включая элементы армирования) из ANSYS Sherlock в ANSYS Mechanical.
• Автоматизированный импорт результатов моделирования из ANSYS Mechanical обратно в ANSYS Sherlock для расчетов Life Prediction (для конфигураций с одной платой).
• Поддержка механических испытаний (ICT), модального, гармонического и сейсмического анализа.

Реализован новый механизм построения сетки, помогая пользователям создавать более качественные КЭ модели. Доступны различные глобальные настройки управления сеткой, для моделирования печатных плат, моделирования трассировки и т. д., но также при желании можно включить устаревший алгоритм сетки Sherlock.