Ansys Mechanical 2023 R2 新版功能 7大亮點

 

1. Solver效能提升

 

1.1 MPI library更新至Intel MPI 2021 Update 8，提升多核心效能、核心擴展性、穩健性

1.2 2023 R2版本改進AMD GPU支援度，並開始支援PCG Interative算法

 

 

 

1.3 求解器優化更新  

1.3.1暫態模組

允許於不同的時間積分方法間轉換，以及允許使用者於二階系統中控制基於Rayleigh Quotient calculation時間增量。基於前述改進，於新版中減少迭代次數

 

 

1.3.2 導入遠距力的性能獲得大幅更新，減少解析導入檔案與產生施加力的時間

 

 

1.3.3 響應譜分析獲得大幅更新，減少求解時間

 

 

 

1.4 PyMechanical發布於Github，實現自動化及與第三方軟體連接的可行性

1.4.1 Python控制Mechanical界面，以實現自動化能力，並與其他技術無縫連接。

1.4.2 通過使用與Mechanical相同的API，增加了腳本編寫的選項和靈活性。

1.4.3 現階段已開放於Github中下載

 

2. 網格功能提升

 

● 增強在Explicit下的Patch conforming Tetrahedrons方法，在2023R2版本中改善最小特徵長度，同時減少小四面體的分佈比例。

 

 

● 改善Defeaturing功能，提升在Explicit physics下的元素排列品質

 

● 在Ansys 2023 R1時，特徵移除主要面對圓角的幾何類型。在Ansys 2023 R2新版本中增強了特徵移除功能，可直接對LOGO特徵幾何使用特徵移除，直接建立無LOGO的網格

 

 

● 焊接元素增強自動焊接區域的穩健性，並且支援參數設置

 

 

 

● 殼元素網格排列增強
過去版本在網格排列時，於圓孔處的排列角度與整體網格排列角度不一致，這會增加三角形元素的數量，於2023 R2版本中，增強了網格排列方式，減少三角形元素量，增加整體品質。

 

 

3. 瀑布圖新增選項

 

3.1 現在可支援轉速、order兩種方式顯示資料

 

 

3.2 新增2種顯示選項

3.2.1 No Interpolation
在繪製瀑布式結果時，會使用一個演算法來從離散的結果資料中推斷連續資料。「無插值」選項將允許使用者查看原始的離散資料點，而不進行任何資料插值。

 

 

 

3.2.2 Scope to Order Lines
瀑布式結果圖所繪製的結果包含了被稱為「order line」的關鍵點。 「scope to order lines」功能會剔除任何多餘的結果資料，使使用者能夠僅查看沿著order line的資料。每個order line上方會標示order number。

 

 

當Scope to Order Lines開啟，結果圖將遵從在物件的詳細視圖中設置的任何「order」篩選選項。

 

 

3.2.3 在Ansys 2023 R2中，可以在諧響應分析中察看瀑布圖結果

 

4. 接觸條件

 

4.1 殼元素接觸增強

4.1.1 加強多層元素在粗糙網格下互相接觸時的變形行為。在23R2中避免了接觸元素間互相產生不正確的限制方程式(Constraint equation, CE)

 

 

4.2 MPC Contact性能獲得提升

● 準確估計CE的總數以使模型減少所需的記憶體約25％。對於所有分析，僅對剛性約束使用有限的CE：

● 僅在連接到其他元素或具有應用邊界條件的剛性節點上建立CE。

 

 

4.2.2 新增CNCH,OVER選項自動判斷過度約束，並且轉換為特定的接觸條件，以增加收斂性，

● 若MPC184剛性樑或固定接頭連接到剛性物體或剛性表面約束（預設情況），則會自動轉換為剛性接觸元素。

● Lagrange multiplier基礎的接頭連接到剛性物體或剛性表面約束（作為選項），則會自動轉換為基於懲罰（penalty）的接頭。

 

 

4.2.3 自Ansys 2023 R2開始，預設的bonded接觸方法自Augmented Lagrange改為MPC(Multi-Point Constraint)
MPC有下列好處：

● MPC提供了更準確的間隙接觸結果。

● MPC具有更好的收斂性，並且在接觸表面之間不會顯示穿透。

● MPC處理了自由振動的剛體模態問題，而這個問題在Augmented Lagrange中會出現。

 

 

如模型中有以下情形，則program control的預設設定值依然為Augmented Lagrange：

● 並非3D結構分析（例如：熱分析、耦合場分析等）。

● 該分析包含了循環對稱（Cyclic Symmetry）或Contact Debonding物件。

● 具有一個接觸區域範圍，該範圍同時還被應用於一個通用軸對稱（General Axisymmetric）物件。

● 連接到結構最佳化（Structural Optimization）的分析。

● Substructure Generation相關分析。

 

5. 元素增強

 

5.1 變厚度2D元素增強

● 先前版本中，必須透過常數逐元素給定不同厚度。

● 現在可以通過表格方便地對節點號碼或位置定義可變厚度。

● 支援所有2D結構和耦合場固體元素以及表面效應元素。

● 在所有元素計算（剛度、質量和荷載）和元素可視化中準確考慮可變厚度。

 

 

5.2 現可於耦合模組中直接使用嵌入元素，達成如線圈嵌在物體中的電-熱-結構工作流程

 

6. 耦合模組

 

6.1 現可在耦合模組之間執行預壓力耦合分析，工作流如下

● 靜電力耦合

● 聲場下的靜電力分析

● 靜電力與壓電耦合

 

7. 新增執行CZM方法時網格粗化

 

7.1 CZM方法需要非常細部的網格，通常會使用粗糙網格開始執行分析，隨著力量施加，CZM區域的網格因為自適應網格的設定開始細化，到了膠材所設定的極限應力後，開始脫膠的行為，然而脫膠後的材料在遠離黏貼面後是沒有作用的，浪費了計算時間。
透過網格自適應粗化，可降低CZM相關題目的計算時間。

7.2 網格粗化的NLMESH指令 NLMESH,SRATIO,VAL1, VAL2, VAL3

● VAL3是用於網格粗化的等效元素大小比率。

● VAL3 > 1.0 當VAL3 > 1.0時，會在黏貼區域啟用網格粗化。

 

 

 

 

 

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