ANSYS

Workbench簡介

Ansys產品的最大的特點之一是採用統一的操作環境Ansys Workbench。

Ansys Workbench是多物理場模擬的完美解決方案。作為新一代的集成操作環境,Ansys Workbench把結構、傳熱、磁場、流體、落摔、衝擊等全面的模擬功能融為一體,使耦合分析更加靈活、方便。同時合併CAD接口、網格劃分、前後處理器與參數化界面等功能為一條列式模塊,簡潔直觀大幅降低了入門難度,運用模塊連接各種特化功能模組提供進階研究者高度自由性。在專案管理上,對應的數據管理與結果最佳化等附加功能也完善的整合在內,高效率的檔案壓縮率使檔案傳輸更為便捷,大幅提升使用者工作效率。利用Ansys Workbench環境,設計人員和分析專家、專案管理者等模擬業務相關的所有人員均能在此統一的工作環境中高效協作。

產品應用特色

操作環境特徵

全新的項目視圖概念將整個模擬過程緊密組合,引導用戶通過簡單的滑鼠拖拽操作完成複雜的多物理場分析流程。Ansys Workbench所提供的CAD雙向參數互動、強大的全自動網格劃分、項目更新機制、全面的參數管理和無縫集成的最佳化工具等,使Ansys Workbench平台在模擬與驅動產品設計方面達到了前所未有的高度。

 

工具欄中包含預先定義好的模擬流程。您可以通過拖曳 的方式快速完成工作流程的設定。每一個需要設定的工作步驟都顯示在項目列表中,通過雙擊流程圖上面的項目來打開對應的設置界面;並透過項目列表上的進度符號來檢查工作進展,以方便檢查模型設置中被忽略的步驟和遺漏的工作。

 

通過指定尺寸、材料、邊界條件等項目為參數,您可以實現參數化模擬分析。只需要改變參數的數值,所有相關的模塊如 CAD 模型、網格劃分器、求解器等就會自動更新數據,來重新計算結果。這對可以流程化的分析工作非常有幫助。

前處理

此平台的一致性首先體現在材料參數資料庫的規劃上,除了整合至分析模塊的設置項目內,也提供建立單一材料庫模塊。開啟材料庫介面後便能看到大量免費提供分析人員使用的常見材料參數。在資料共用上,同樣以連結共用至複數分析模塊;使用者得以自行新增材料參數並匯出供其他Workbench專案或第三方分析軟體匯入。另外,Ansys也在材料獲取需求上提出了Granta MI等系列解決方案供使用者擴充。

Ansys Workbench在CAD圖檔格式支援上涵蓋現今市面主流軟體,唯使用者需先確保軟體兩端版本的相容性,以獲得最佳的使用體驗。順暢的GUI聯動使專業繪圖設計者不論使用SpaceClaim Director Modeler、DesignModeler或外部CAD軟體,都能在Ansys Workbench平台之間順暢切換,CAD模型的形狀變化也會即時反應至分析介面中。整合後的CAD接口允許使用者在多個模塊共用模型,甚至可供使用者在設置的各階段複製、沿用至其他模塊。其中SpaceClaim Director Modeler做為非傳統建模工具,以非參數化的直接建模技術,無須仰賴特徵,可直觀地創建和移除修改模型,甚至是指定尺寸為參數。不論在功能完整性或豐富度上與市面專業CAD軟體相比仍毫不遜色;甚至在模擬所需的修圖需求上,其特性有絕佳的評價。

Ansys Workbench致力於消弭經驗落差對結果的影響,同時面向專業研究者所需的關鍵功能開發,至今已能提供使用者直覺、簡便卻可靠的網格自動劃分技術,輔以細項設置與特化功能得到理想的網格結果。同時,程序能從讀入的複雜三維 CAD組件中自動探測接觸區域,完全自動化地識別並定義接觸區域,再通過必要的網格劃分尺寸和劃分方法的設定自動生成網格,可讓您短時間內更快速建立大規模分析網格模型及其組件接觸關係。讓直接利用設計人員的幾何模型來進行模擬計算成為可能。

Ansys Workbench也同時支援原經典環境Mechanical APDL的設置檔案,甚至是其它有限元模擬軟體建立的有限元模型,當然也允許使用者匯出至第三方軟體使用。

多物理場解決方案

有限元模擬分析手法往往仰賴使用者的經驗學識予以適當簡化並期望保有可信結果,但隨著問題領域不單涉及一個物理場時,再多的簡化往往都是徒勞,多物理場的耦合分析是獲取可靠結果的唯一途徑;而這正是Ansys Workbench平台的精神之一,在納入各物理場的專業分析軟體並統一整合後,Ansys Workbench旨在提供使用者最為全面的多物理場分析體驗。

Ansys 可以將結構、熱傳、磁場、電氣、流體等多物理場模塊連結進行進階模擬。模擬方法大致分為兩種,一種是將各物理場的模擬依序組合起來,求解耦合場的順序耦合;另一種是一次模擬求解多個物理場的直接耦合。

應用實例:

  • MEMS裝置(靜電場–結構–流體、磁場–結構–流體)
  • 壓電裝置(電場–結構)
  • 電氣機械(磁場–傳熱–結構)
  • 焦耳加熱(電氣–傳熱–結構)
  • 感應加熱(電磁場–傳熱)
  • RF加熱(高頻電磁場–傳熱–結構)
  • 工藝容器(傳熱–結構)
  • 隔音、噪音問題(聲學–結構)

 

Ansys橡膠非線性:

分析橡膠特性的非線性結構模擬。除了在做為剛體定義的軸和超彈性材料的橡膠之間定義接觸外,還可在橡膠上定義自我接觸。

加固材料應用於輪胎的線性結構模擬(Premium以上):

進行輪胎模擬時須建立基礎部分和加固材料部分的網格,模擬規模容易過大。但若只在做為基礎網格的部分輸入加固材料信息即可模擬,這項簡化技術能大幅減少建模和模擬所需的人工和時間。

考慮PCB的翹曲行為(Premium以上):

這是基於應用完整佈線資訊於PCB建模中,從ECAD讀取佈線數據,由程式推估材料特性,並呈現在模型繪圖上。相對於直接匯入佈線數據形狀的具體模型,此方法可大幅降低計算成本,卻保有高準確度的模擬結果。

電子產品的落摔規範測試(Enterprise或LS-DYNA):

這是顯式方法在瞬態模擬的案例。可確認產品不同落摔角度、位置、高度(初始速度)等對產品外型甚至是內部元件的影響。若使用者額外設置斷裂標準,也能觀察到斷裂情形。

風車的流–固耦合模擬(Enterprise、CFD-Flo以上、Fluent,或透過Pro以上的組合進行單向耦合模擬):

模擬螺旋槳型風車(結構)和空氣(流體)相互作用的案例。透過接受風的阻力求解螺旋槳和塔架產生的應力。也可再延伸到驗證結構振動問題。

後處理

可通過採用輪廓圖、變形圖、斷面圖、顯示屏分割、等高線/等高面圖(等值面)、動畫等各種方法使模擬結果可視化。此外,也提供User Defined輸出選項,供使用者利用原生APDL介面指令輸出細項結果。而內建報告產生器,可將設計信息和材料物理特性、分析條件、模擬結果等作為HTML和Word形式的自動生成報告。這不僅大幅減少創建報告的時間和精力,有助於公司內部共享信息,做為上呈外部報告也具有一致性與公信力。

也支援以Excel格式輸出表格呈現的結果。將ANSYS結果應用至Excel進行參數計算,再由Ansys Workbench接收結果。如此,可將自有計算式的結果用於Ansys Workbench,或將分析結果和成本計算組合起來,用途便不只侷限在CAE領域。

客製化開發工具

隨著分析領域專精程度與課題越加深入,對於軟體層面的進階用戶需求增加。秉持Ansys APDL原生介面高度自由的分析精神上,Ansys在Workbench提供了ACT(Application Customization Toolkit)自定義Ansys技術,供使用者深入專研,以製作屬於自己專案的特化介面功能或自動化巨集功能,甚至是將APDL的專用指令整合至Ansys Workbench案件功能中。

這些模型的組合使您能夠模擬各種材料現象,例如非線性壓力響應,應變硬化,應變速率硬化,熱軟化,多孔材料的壓實,正交各向異性行為,壓碎破壞,化學能沉積,拉伸破壞和相變。

Ansys的自定義應用實例:

  • 用GUI設置所需的命令對象。
  • 直接顯示Excel等需要二次處理的結果
  • 創建嚮導畫面,以方便進行訓練、防止誤操作和提高效率。
  • 顯示、輸出任何圖文報告。
  • 自動進行需要複雜設置的分析。
  • 將Ansys Workbench作為Ansys以外的求解器的前後處理器使用。

最佳化工具

對完整的設計流程來說,單一分析結果無法作為產品紮實的後盾,勢必訴諸設計方案的比較以符合產品規範、生產需求或成本等考量。Ansys DesignXplorer提供使用者針對初版建模設置參數化設計變更,包含CAD尺寸、載荷或邊界條件等,且可跨分析模塊定義,以此最大發揮在統一環境中使用Ansys Workbench各種模塊的強大優勢。

最佳化分析由客戶指定的輸入輸出參數中抽取樣品數據,自動計算響應曲面、蜘蛛圖、靈敏度圖、相關關係曲線等。此外,可便捷的添加計算任意樣品條件、根據響應曲面估計的最佳條件等,以高效地獲取結果。

6-sigma分析透過形狀尺寸和負載偏差,考慮元件損壞的可能性、邊界條件偏差導致的評估項目偏差範圍等不確定性的基礎上分析響應情況,可用各種不確定性分布來計算評估項目的柱狀圖、累積分布圖、概率表等。

 

想了解更多詳細資訊?歡迎聯絡我們

諮詢電話:02-27976988

諮詢信箱:service@jetsoft-tech.com