2023.04.06

Ansys Mechanical 2023 R1 新功能總覽

Ansys Mechanical 2023 R1 新功能總覽 - 艾索科技

在 Ansys 2023 R1 中,結構產品線提供了新的特性和功能,讓我們的使用者能夠執行更準確、高效和可自訂的模擬分析。Ansys Mechanical 2023 R1 新增的資源預測功能使用 AI / ML,從先前已解決的客戶模型中分析數十億個 APIP 數據點,以預測您的模擬將花費多長時間、使用多少記憶體來解決問題。隨著雲使用量的增加,此功能將持續擴展,以根據客戶正在解決的模型來提供關於硬體使用的建議。

 

一、Ansys Mechanical 更新亮點介紹

1. GBA 緩解幾何更新的痛點:修改 CAD 模型,而不會在設置後失去模型功能的關聯性,使用基於幾何形狀的重新締合率與範圍的嚮導檢測並重新建立範圍。

2. 利用 AI/ML 預測機械模擬所需的資源:深入了解並解決 Ansys Mechanical 模擬所需的計算資源,利用 AI/ML 分析來自先前已解決模型的數百萬個 APIP 數據點,根據模型大小和使用的核心提供總計算求解時間和記憶體使用的估計值。

3. 幾何增強功能提升準確性和效率:利用基於初始幾何自動細化網格的幾何保持自適應性 (GPAD),提高了複雜模型和零件的模擬精度,消除了對過度細化網格或高級使用者知識的需求。

4. 拓樸最佳化框架和外殼結構:使用新的地形最佳化方法最佳化框架和外殼結構,提高組件的結構耐久性,同時最大限度地減少質量,也能消除額外的噪音和振動。

5. 高效的為複雜模型設置接觸:改進和簡化的設置方法可在更短的時間內為複雜模型創建接觸,不需再對片體的頂面/底面進行重複接觸設置和簿記,例如白車身 (BIW) 耐久性模型中常見的粘合劑和金屬板組件之間的接觸。

6. 生成高品質的網格:最新的網格改進用於跌落測試模擬、特徵抑制的四面體網格、掃掠六面體網格以及焊縫和殼的網格,並對整體功能進行了通用可用性改進。

 

二、Ansys Mechanical 新功能介紹

  • 新功能目錄:

GBA     GPAD     AI預測計算資源(MAPDL求解器)

形貌最佳化     接觸改進     網格改進

 

1. 範圍嚮導

範圍嚮導是一種工具,可提供由於幾何更新而缺少範圍的對象列表。它提供缺失項目的計數,以及先前範圍界定的可視化視圖。樹中模型對象/非模型對象的範圍嚮導如下圖所示:

2. 首選項

選項面板中具備首選項,用於關閉/打開基於幾何的關聯性並使其自動或由使用者控制。預設情況下 GBA 將打開,自動範圍設定關閉。範圍嚮導中還存在用於打開和關閉圖形選項的選項。

3. 圖形

在模型級別,舊幾何鑲嵌根據匹配類型"完全匹配"、"多個匹配"或"無匹配",分別顯示為綠色、黃色或紅色。

 

1. 模擬中的幾何完整性

複雜的幾何形狀很難劃分網格,並且由於複雜的幾何形狀,使用者可能無法先確定合適的網格尺寸。在分析過程中,生成的網格可能無法捕獲適當的應力和變形場。GPAD 功能利用了 Ansys Mechanical 中的 Ansys 網格劃分功能和強大的非線性自適應功能。自適應地將網格細化到初始幾何形狀(而不是初始網格邊界)以提高求解精度。

2. 幾何保持適應性

使用者面對複雜的模型/零件,例如具有多個幾何特徵的發動機缸體或歧管,在更新後能輕鬆地找到並使用細化初始網格功能。

  • 支援

- 線性分析(NLGEOM,關閉)

- 低階和高階四面體元素

- 彈性和彈塑性材料

- 聯繫能力

- 在重新網格化過程中加入破壞效果

- 用於重新網格化的內置尺寸控制

- 複雜模型的網格探索功能

- 改進求解器以便更好地了解重新劃分網格的過程

 

 

本次 Ansys Mechanical 2023 R1 更新,新增了利用AI人工智慧預測記憶體與計算時間,其數據包括預測值以及時間、記憶體的上下限值範圍,並提供具有預測值和範圍的圖表,讓使用者更好地預估模擬計算資源,另外也支援使用外部模型系統導入模型。

1. 計算資源預測

通過 Mechanical GUI 介面預測計算資源,透過 AI 人工智慧提高了記憶體需求預測的準確性,以動態誤差範圍取代固定分類箱。

2. 增強功能

加入預期求解時間預測的説明,幫助了解模擬需要的時間,並查看哪個方程求解器能運行得更快,深入了解如何使用更多 CPU 核心數(HPC)。

3. 求解器記憶體要求

改進記憶體預測,可輕鬆查看哪個方程求解器將使用更少的記憶體,深入瞭解如何使用更多 CPU 核心 (HPC)。

 

 

1. 新增形貌最佳化

形貌最佳化類似於形狀最佳化,是一種能夠自由變形的結構最佳化方法,使用者可依需求選擇需要最佳化的主體,並定義不可最佳化的區域。最佳化的自由度是節點位置,與形狀最佳化相比,形貌最佳化專用於殼模型。另外也新增可混合密度的熱條件支援,以及多區域最佳化,並支援可混合密度。

2. 多種結構最佳化類型

現在 Ansys Mechanical 求解最佳化問題可以具有多個最佳化區域,並擁有自己的最佳化方法,包含拓撲、形狀選擇、形貌最佳化方法。

 

 

1. 2D 軸對稱單元(扭轉 ROTY)

具有扭轉自由度的二維單元原本是不支援摩擦接觸的,在本次更新後支援徑向、軸向和圓周方向的摩擦力,下方圖例顯示了耦合熱結構模型中的摩擦散熱。

2. 雙面目標表面

白車身車型中的粘合劑可能必須與頂部/底部殼體表面粘合,需要兩個單獨的定義,雙面目標曲面選項將設置減少到僅一組目標曲面。減少目標元素的總數,使基礎殼元素方向任意或不一致的模型的設置更容易。

3. 小撓度下剛性約束的有限CE

在小缺陷下提高剛性表面約束的性能並減少記憶體使用,僅在連接到其他元素或應用了邊界條件的剛性節點上構建CE,沒有為自由剛性節點構建內部 CE(不連接到任何其他元素,也沒有 BC),在求解過程中對自由剛體節點進行幾何校正。

4. 根據跟蹤的結果自動終止分析

如下圖,當探測節點的溫度在瞬態運行中超過 300 C 時,分析將自動終止。

 

 

1. 網格獨立 INISTATE

能在雲端上應用 INISTATE,以便由生成的有限元網格使用。使用者欄位變數和彈性應力、應變,支援並應用為位置、時間、溫度和頻率的函數,可以作為基於節點或基於元素或自由形式應用於任何其他目的(例如:斷裂),可以將多個凸區的數據應用於模型的各個部分,以在適用時減少數據大小並提高性能。

 

 

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