Новые возможности ANSYS Mechanical R18.1 и R18.2

Большинство пользователей ANSYS задумываются об обновлении раз в год, с выходом новой версии. Между тем продукт развивается постоянно. О наиболее важных новшествах, появившихся уже после выпуска релиза 18.0 в пакетах обновлений 18.1 и 18.2, будет рассказано в этой статье.

Акустика

Одним из наиболее важных нововведений версии 18.2 является долгожданное включение инструментов решения акустических расчетов ACT Acoustics в основной функционал программы. Пока что еще не в полном объеме, но тем не менее. В ANSYS WB теперь есть два отдельных шаблона с названиями Modal Acoustics и Harmonic Acoustics для проведения модального и гармонического акустических расчетов. Нестационарный расчет Transient и спектральный Response Spectrum с учетом акустики пока еще только в ACT. Подробную информацию об акустических расчетах вы сможете найти в документации к новой версии или к ACT, а также из записи нашего вебинара -

Если коротко, то модальный акустический расчет нужен для определения массивов стоячих волн в полости или нахождения набора собственных частот и форм конструкции с учетом воздействующей среды внутри или снаружи, а гармонический акустический расчет позволяет определять уровни звукового давления в ближнем и дальнем поле, уровень потерь мощности при передаче через глушитель, а также моделировать звукопоглощающий материал, использовать колебания конструкции как источник звуковых колебаний, и многое другое.

Рисунок 1. Новые шаблоны для проведения акустических расчетов в ANSYS Mechanical

Удобство при работе

Прикрепление результатов к компонентам решателей.

Из заголовка не вполне понятно, что имеется в виду, но если сказать проще, то речь идет о возможности прикреплять результаты решения на основе ID материала, элементов или их типов. Т.е. вы сможете приложить контурный график напряжения ко всем телам, например, с материалом Structural Steel, указав его ID.

Рисунок 2. Использование ID материала для прикрепления результатов

Рисунок 3. Использование окна Worksheet для прикрепления результатов на основе ID

Полноэкранное графическое окно.

Теперь при нажатии на кнопку F11 вы можете развернуть графическое окно на весь экран. К окнам по умолчанию можно вернуться точно так же.

Рисунок 4. Режим презентации

Редактирование шкалы на каждом шаге анимации

Теперь шкалу контурного результата можно подстраивать отдельно под каждый шаг анимации.

Рисунок 5. Настройка шкалы для анимации

Руководство по созданию ACT

Теперь в системе help есть специальное руководство по написанию пользовательских ACT расширений.

Рисунок 6. Руководство по созданию ACT

Менеджер сечений

Все импортированные сечения теперь можно просмотреть в специальном инструменте Cross Section Manager внутри Mechanical. Также можно окрашивать тела согласно их сечениям.

Рисунок 7. Окрашивание тел согласно сечениям

Покрытие поверхностями

Новый инструмент Surface Coating позволяет легко и непринужденно покрыть Shell элементами выбранную грань Solid тела. Раньше это была та еще проблема.

Рисунок 8. Инструмент Surface Coating

Новые горячие клавиши.

В новой версии добавлены следующие горячие клавиши:

Z – Навести zoom на выбранные в данный момент объекты

H – Перейти к изометрическому виду

CTRL + K – Активировать выбор грани элемента

F11 – Режим презентации

CTRL + T – Активировать/деактивировать отображение дерева

CTRL + D – Активировать/деактивировать отображение панелей инструментов

P – Play/pause в анимации

S – Остановить анимацию

SHIFT + ← - Один кадр назад в анимации

SHIFT + → - Один кадр вперед в анимации

Создание шаблонов

Теперь создавать и дублировать шаблоны для решения различных задач можно прямо из интерфейса Mechanical, т.е. без возвращения к схеме проекта.

Рисунок 9. Панель для создания шаблонов в Mechanical

Рисунок 10. Дублирование шаблона в Mechanical

Упрощение инструментов по настройке размера конечных элементов

В новой версии теперь есть возможность упростить инструменты по заданию размерности сетки в настройках Options. Новая система глобальных настроек использует динамические умолчания на основе опции глобального размера элемента вместо ползунка Relevance. Также больше внимания теперь уделено опции Defeaturing.

Рисунок 11. Задание упрощенного режима настройки сетки.

Рисунок 12. Сравнение старого (слева) набора настроек сетки и нового (справа)

Выбор граней элементов.

Теперь в Selection filter у отдельных элементов вы можете выбирать не только объем или узел, но еще и грань.

Рисунок 13. Выбор граней элементов

Передача конструкции из AIM в Mechanical.

Теперь существует возможность легко передать модель из AIM в ANSYS Mechanical.

Рисунок 14. Инструмент для передачи конструкции из AIM в Mechanical.

Part, содержащий и shell и solid тела.

Процесс создания многотельных деталей разной топологии теперь стал значительно проще.

Рисунок 15. Создание Shell/Solid детали

Топологическая оптимизация

Расширение функционала в области ограничений задачи оптимизации

В продукт был добавлен ряд производственных и непроизводственных ограничений. Также направление для производственных ограничений теперь можно задавать в локальной системе координат.

Рисунок 16. Новые ограничения для топологической оптимизации

Сочетание Предварительных расчетов.

Теперь поддерживается возможность использования сочетания статического расчета Static Structural и модального анализа в качестве предварительных данных для задачи топологической оптимизации.

Рисунок 17. Проект, сочетающий статический и модальный анализы

Защищаемые области.

В новой версии появилась возможность задавать несколько отдельных областей, исключаемых из расчетной области задачи топологической оптимизации. Соответствующие объекты появляются в качестве дочерних к ветви расчетной области.

Рисунок 18. Защищаемые области

Задание ограничения диапазоном.

Несмотря на то, что условие на сохранение определенного объема/массы прежде можно было задать только одним строго определенным числом, результатом топологической оптимизации все равно являлся некоторый диапазон решений (области материала Remove, Keep и Marginal). Теперь условие массы/объема можно задавать диапазоном напрямую.

Рисунок 19. Задание ограничения диапазоном

Кнопка Stop Solution

Начиная с версии 18.2 в расчете топологической оптимизации появилась возможность прекратить вычисления на любом этапе, не дожидаясь окончания текущей итерации. Учитывая длительность каждой итерации в задаче оптимизации топологии с хорошей сеткой, то удобство данного нововведения трудно переоценить.

Контакт между балочными элементами.

Теперь в Mechanical есть встроенная возможность учитывать и моделировать контакты между двумя и более балочными телами.

Рисунок 20. Контакт между балочными телами

Импорт контактов

External Data теперь позволяет импортировать контакты.

Настройка контакта Small Sliding

Алгоритм небольшого скольжения (Small Sliding) позволяет смоделировать небольшое касательное перемещение в контакте без прямого моделирования относительного смещения элементов контактирующих поверхностей. Это существенно экономит вычислительные ресурсы.

Рисунок 21. Задание опции Small Sliding в контакте.

Явная динамика

Workbench LS-DYNA

ACT расширение Workbench LS-DYNA, радующее нас уже не одну версию, наконец-то включено в базовую комплектацию. Активируется, впрочем, все там же – в Extension Manager. Что же касается лицензирования, то данный интерфейс теперь является частью лицензии ANSYS Mechanical Enterprise PrepPost, но без решателя. Чтобы решать задачи вам все равно пока что потребуется одна из дополнительных лицензий LS-DYNA:

ANSYS LS-DYNA
ANSYS Academic Research LS-DYNA

Рисунок 22. Workbench LS-DYNA

Мастер Drop Test Wizard

Еще одним ACT расширением, включенным в комплектацию новой версии стало MechanicalDropTest, упрощающее жизнь людям, моделирующим падения различных устройств. Нововведение получило название мастера дроп тестов (Drop Test Wizard) и активируется, как и прежде, в окне Extensions Manager на странице проекта. Данный мастер автоматически справляется с добавлением гравитации, созданием тела земли и его закреплением, созданием сетки, позволяя расчетчику сосредоточиться исключительно на геометрии испытываемой конструкции.