ansys

ansys

ANSYS軟體是美國ANSYS公司研製的大型通用有限元分析(FEA)軟體,是世界範圍內增長最快的計算機輔助工程(CAE)軟體,能與多數計算機輔助設計(CAD,computer Aided design)軟體接口,實現數據的共享和交換,如Creo, NASTRAN、Algor、I-DEAS、AutoCAD等。是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析於一體的大型通用有限元分析軟體。在核工業、鐵道、石油化工、航空航天、機械製造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫學、輕工、地礦、水利、日用家電等領域有著廣泛的套用。ANSYS功能強大,操作簡單方便,現在已成為國際最流行的有限元分析軟體,在歷年的FEA評比中都名列第一。目前,中國100多所理工院校採用ANSYS軟體進行有限元分析或者作為標準教學軟體。

基本介绍

  • 中文名:ANSYS
  • 外文名:ansys
  • 屬性:軟體
  • 公司:美國ANSYS公司
技術種類,開發套用,分析類型,前處理,實體建模,格線劃分,施載入荷,後處理,公司簡介,銷售排行,歷史版本,套用領域,調度和最佳化,教程參考,

技術種類

CAE的技術種類有很多,其中包括有限元法(FEM,即Finite Element Method),邊界元法(BEM,即Boundary Element Method),有限差分法(FDM,即Finite Difference Element Method)等。每一種方法各有其套用的領域,而其中有限元法套用的領域越來越廣,現已套用於結構力學、流體力學、電路學、電磁學、熱力學、聲學、化學化工反應等。
ANSYS有限元軟體包是一個多用途的有限元法計算機設計程式,可以用來求解結構、流體、電力、電磁場及碰撞等問題。因此它可套用於以下工業領域: 航空航天、汽車工業、生物醫學、橋樑、建築、電子產品、重型機械、微機電系統、運動器械等。
軟體主要包括三個部分:前處理模組,分析計算模組和後處理模組。
前處理模組提供了一個強大的實體建模及格線劃分工具,用戶可以方便地構造有限元模型;
分析計算模組包括結構分析(可進行線性分析、非線性分析和高度非線性分析)、流體動力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析,可模擬多種物理介質的相互作用,具有靈敏度分析及最佳化分析能力;
後處理模組可將計算結果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示(可看到結構內部)等圖形方式顯示出來,也可將計算結果以圖表、曲線形式顯示或輸出。
軟體提供了100種以上的單元類型,用來模擬工程中的各種結構和材料。該軟體有多種不同版本,可以運行在從個人機到大型機的多種計算機設備上,如PC,SGI,HP,SUN,DEC,IBM,CRAY等。

開發套用

ANSYS日前宣布推出業界領先的工程設計仿真軟體最新版ANSYS 19.0,其獨特的新功能,為指導和最佳化產品設計帶來了最優的方法和提供了更加綜合全面的解決方案。工程仿真軟體ANSYS 16.0在結構,流體,電磁,多物理場耦合仿真、嵌入式仿真技術各方面都有重要的進展。
■能實現電子設備的互聯
電子設備連線功能的普及化、物聯網發展趨勢的全面化,需要對硬體和軟體的可靠性提出更高的標準。最新發布的ANSYS 16.0,提供了眾多驗證電子設備可靠性和性能的功能,貫穿了產品設計的整個流程,並覆蓋電子行業全部供應鏈。在ANSYS 16.0中,全新推出了“ANSYS電子設計桌面”(ANSYS Electronics Desktop)。在單個視窗高度集成化的界面中,電磁場、電路和系統分析構成了無縫的工作環境,從而確保在所有套用領域中,實現仿真的最高的生產率和最佳實踐。ANSYS 16.0 中另一個重要的新功能是可以建立三維組件(3D Component)並將它們集成到更大的裝配體中。使用該功能,可以很容易地構建一個無線通信系統,這對日益複雜的系統設計尤其有效。建立可以直接仿真的三維組件,並將它們存儲在庫檔案中,這樣就能夠很簡便地在更大的系統設計中添加這些組件,而無需再進行任何激勵、邊界條件和材料屬性的設定,因為所有的內部細節已經包含在三維組件的原始設計之內。
■仿真各種類型的結構材料
減輕重量並同時提升結構性能和設計美感,這是每位結構工程師都會面臨的挑戰。薄型材料和新型材料是結構設計中經常選用的,它們也會為仿真引入一些難題。金屬薄板可在提供所需性能的同時最大限度地減少材料和重量,是幾乎每個行業都會採用的“傳統”材料,採用ANSYS 16.0 ,工程師能夠加快薄型材料的建模速度,迅速定義一個完整裝配體中各部件的連線方式。ANSYS 16.0 中提供了高效率的複合材料設計功能,以及實用的工具,便於更好地理解仿真結果。
■簡化複雜流體動力學工程問題
產品變得越來越複雜,同時產品性能和可靠性要求也在不斷提高,這些都促使工程師研究更為複雜的設計和物理現象。ANSYS 16.0不僅可簡化複雜幾何結構的前處理工作流,同時還能提速多達40%。工程師面臨多目標最佳化設計時,ANSYS 16.0通過利用伴隨最佳化技術和可實現高效率多目標設計最佳化,實現智慧型設計最佳化。新版ANSYS 16.0除了能簡化複雜的設計和最佳化工作,還能簡化複雜物理現象的仿真。對於船舶與海洋工程套用,工程師利用新版本可以仿真複雜的海洋波浪模式。旋轉機械設計工程師(壓縮機、水力旋轉機械、蒸汽輪機、泵等)可使用傅立葉變換方法,高效率地獲得固定和旋轉旋轉機械組件之間的相互作用結果。
■基於模型的系統和嵌入式軟體開發
基於系統和嵌入式軟體的創新在每個工業領域都有非常顯著的增長。各大公司在該發展趨勢下面臨著眾多挑戰,尤其是如何設計研發這些複雜的系統。ANSYS 16.0面向系統研發人員及其相應的嵌入式軟體開發者提供了多項新功能。針對系統工程師,ANSYS 16.0具備擴展建模功能,他們可以定義系統與其子系統之間複雜的操作模式。隨著系統變得越來越複雜,它們的操作需要更全面的定義。系統和軟體工程師可以在他們的合作項目中可以進行更好的合作,減少研發時間和工作量。ANSYS 16.0增加了行為圖建模方式應對此需求。在航空領域,ANSYS 16.0針對DO-330的要求提供了基於模型的仿真方法,這些工具經過DO-178C驗證,有最高安全要求等級。這是首個面向全新認證要求的工具。

分析類型

1.結構靜力分析
用來求解外載荷引起的位移、應力和力。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結構的影響並不顯著的問題。ANSYS程式中的靜力分析不僅可以進行線性分析,而且也可以進行非線性分析,如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應變及接觸分析。
2.結構動力學分析
結構動力學分析用來求解隨時間變化的載荷對結構或部件的影響。與靜力分析不同,動力分析要考慮隨時間變化的力載荷以及它對阻尼和慣性的影響。ANSYS可進行的結構動力學分析類型包括:瞬態動力學分析、模態分析、諧波回響分析及隨機振動回響分析。
3.結構非線性分析
結構非線性導致結構或部件的回響隨外載荷不成比例變化。ANSYS程式可求解靜態和瞬態非線性問題,包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種。
4.動力學分析
ANSYS程式可以分析大型三維柔體運動。當運動的積累影響起主要作用時,可使用這些功能分析複雜結構在空間中的運動特性,並確定結構中由此產生的應力、應變和變形。
5.熱分析
程式可處理熱傳遞的三種基本類型:傳導、對流和輻射。熱傳遞的三種類型均可進行穩態和瞬態、線性和非線性分析。熱分析還具有可以模擬材料固化和熔解過程的相變分析能力以及模擬熱與結構應力之間的熱-結構耦合分析能力。
6.電磁場分析
主要用於電磁場問題的分析,如電感、電容、磁通量密度、渦流、電場分布、磁力線分布、力、運動效應、電路和能量損失等。還可用於螺線管、調節器、發電機、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測裝置等的設計和分析領域。
7.流體動力學分析
ANSYS流體單元能進行流體動力學分析,分析類型可以為瞬態或穩態。分析結果可以是每個節點的壓力和通過每個單元的流率。並且可以利用後處理功能產生壓力、流率和溫度分布的圖形顯示。另外,還可以使用三維表面效應單元和熱-流管單元模擬結構的流體繞流並包括對流換熱效應。
8.聲場分析
程式的聲學功能用來研究在含有流體的介質中聲波的傳播,或分析浸在流體中的固體結構的動態特性。這些功能可用來確定音響話筒的頻率回響,研究音樂大廳的聲場強度分布,或預測水對振動船體的阻尼效應。
9.壓電分析
用於分析二維或三維結構對AC(交流)、DC(直流)或任意隨時間變化的電流或機械載荷的回響。這種分析類型可用於換熱器、振盪器、諧振器、麥克風等部件及其它電子設備的結構動態性能分析。可進行四種類型的分析:靜態分析、模態分析、諧波回響分析、瞬態回響分析
軟體主要包括三個部分:前處理模組,分析計算模組和後處理模組。

前處理

實體建模

ANSYS程式提供了兩種實體建模方法:自頂向下與自底向上。自頂向下進行實體建模時,用戶定義一個模型的最高級圖元,如球 、稜柱,稱為基元,程式則自動定義相關的面、線及關鍵點。用戶利用這些高級圖元直接構造幾何模型,如二維的圓和矩形以及三維的塊 、球、錐和柱。無論使用自頂向下還是自底向上方法建模,用戶均能使用布爾運算來組合數據集,從而“雕塑出”一個實體模型。ANS YS程式提供了完整的布爾運算,諸如相加、相減、相交、分割、粘結和重疊。在創建複雜實體模型時,對線、面、體、基元的布爾操作 能減少相當可觀的建模工作量。ANSYS程式還提供了拖拉、延伸、旋轉、移動、延伸和拷貝實體模型圖元的功能。附加的功能還包括 圓弧構造、切線構造、通過拖拉與旋轉生成面和體、線與面的自動相交運算、自動倒角生成、用於格線劃分的硬點的建立、移動、拷貝和 刪除。自底向上進行實體建模時,用戶從最低級的圖元向上構造模型,即:用戶首先定義關鍵點,然後依次是相關的線、面、體。

格線劃分

ANSYS程式提供了使用便捷、高質量的對CAD模型進行格線劃分的功能。包括四種格線劃分方法:延伸劃分、映像劃分、自由 劃分和自適應劃分。延伸格線劃分可將一個二維格線延伸成一個三維格線。映像格線劃分允許用戶將幾何模型分解成簡單的幾部分,然後 選擇合適的單元屬性和格線控制,生成映像格線。ANSYS程式的自由格線劃分器功能是十分強大的,可對複雜模型直接劃分,避免了 用戶對各個部分分別劃分然後進行組裝時各部分格線不匹配帶來的麻煩。自適應格線劃分是在生成了具有邊界條件的實體模型以後,用戶 指示程式自動地生成有限元格線,分析、估計格線的離散誤差,然後重新定義格線大小,再次分析計算、估計格線的離散誤差,直至誤差 低於用戶定義的值或達到用戶定義的求解次數。
最新版本 Ansys 18

施載入荷

在ANSYS中,載荷包括邊界條件和外部或內部作應力函式,在不同的分析領域中有不同的表征,但基本上可以分為6大類:自由度約束、力(集中載荷)、面載荷、體載荷、慣性載荷以及耦合場載荷。
1、自由度約束(DOF Constraints):將給定的自由度用已知量表示。例如在結構分析中約束是指位移和對稱邊界條件,而在熱力學分析中則指的是溫度和熱通量平行的邊界條件。
2、力(集中載荷)(Force):是指施加於模型節點上的集中載荷或者施加於實體模型邊界上的載荷。例如結構分析中的力和力矩,熱力分析中的熱流速度,磁場分析中的電流段。
3、面載荷(Surface Load):是指施加於某個面上的分布載荷。例如結構分析中的壓力,熱力學分析中的對流和熱通量。
4、體載荷(Body Load):是指體積或場載荷。例如需要考慮的重力,熱力分析中的熱生成速度。
5、慣性載荷(Inertia Loads):是指由物體的慣性而引起的載荷。例如重力加速度、角速度、角加速度引起的慣性力。
6、耦合場載荷(Coupled-field Loads):是一種特殊的載荷,是考慮到一種分析的結果,並將該結果作為另外一個分析的載荷。例如將磁場分析中計算得到的磁力作為結構分析中的力載荷。

後處理

ANSYS程式提供兩種後處理器:通用後處理器和時間歷程後處理器。
1. 通用後處理器也簡稱為POSTl,用於分析處理整個模型在某個載荷步的某個子步、或者某個結果序列、或者某特定時間或頻率下的結果,例如結構靜力求解中載荷步2的最後―個子步的壓力、或者瞬態動力學求解中時間等於6秒時的位移、速度與加速度等。
2. 時間歷程後處理器也簡稱為PosT26,用於分析處理指定時間範圍內模型指定節點上的某結果項隨時間或頻率的變化情況,例如在瞬態動力學分析中結構某節點上的位移、速度和加速度從0秒到10秒之間的變化規律。
後處理器可以處理的數據類型有兩種:一是基本數據,是指每個節點求解所得自由度解,對於結構求解為位移張量,其他類型求解還有熱求解的溫度、磁場求解的磁勢等,這些結果項稱為節點解;二是派生數據,是指根據基本數據導出的結果數據,通常是計算每個單元的所有節點、所有積分點或質心上的派生數據,所以也稱為單元解。不同分析類型有不同的單元解,對於結構求解有應力和應變等,其他如熱求解的熱梯度和熱流量、磁場求解的磁通量等。

公司簡介

ANSYS,Inc. (NASDAQ:ANSS)成立於1970年,致力於工程仿真軟體和技術的研發,在全球眾多行業中,被工程師和設計師廣泛採用。ANSYS公司重點開發開放、靈活的,對設計直接進行仿真的解決方案,提供從概念設計到最終測試產品研發全過程的統一平台,同時追求快速、高效和和成本意識的產品開發。ANSYS公司和其全球網路的渠道合作夥伴為客戶提供銷售、培訓和技術支持一體化服務。ANSYS公司總部位於美國賓夕法尼亞州的匹茲堡,全球擁有60多個代理。ANSYS全球有1700多名員工,在40多個國家銷售產品。
ANSYS公司於2006年收購了在流體仿真領域處於領導地位的美國Fluent公司,於2008年收購了在電路和電磁仿真領域處於領導地位的美國Ansoft公司。通過整合,ANSYS公司成為全球最大的仿真軟體公司。ANSYS整個產品線包括結構分析(ANSYS Mechanical)系列, 流體動力學(ANSYS CFD(FLUENT/CFX))系列,電子設計(ANSYS ANSOFT)系列以及ANSYS Workbench和EKM等。產品廣泛套用於航空、航天、電子、車輛、船舶、交通、通信、建築、電子、醫療、國防、石油、化工等眾多行業。
ANSYS中國是ANSYS, Inc.在中國的全資子公司,在上海,北京,成都和深圳設有分公司,負責ANSYS在整箇中國的業務發展和市場推廣。中國,ANSYS電子設計系列產品(原ANSOFT公司產品)由ANSYS中國直接負責市場、銷售與技術服務等。ANSYS 機械和流體仿真設計產品以及ANSYS Workbench和ANSYSEKM產品由渠道合作夥伴安世亞太科技有限公司(Pera Global)負責銷售與技術支持。

銷售排行

美通社匹茲堡訊—仿真驅動產品開發解決方案全球供應商 ANSYS 公司(納斯達克:ANSS)日前宣布,公司已經連續五年被《軟體》雜誌評選為世界最大的軟體和服務提供商。在軟體五百強評選中,ANSYS 憑藉 2010 年 5.802 億美元的收入榮登第 107 名。
軟體500 強指數主要根據年收入來評選出世界最大的 500 家軟體和服務企業。評選依據是世界範圍內 2010 年或者 2010 年內最近的財務年度內實現的軟體和服務收入。軟體 500 強評選旨在幫助軟體買家、投資者和利益相關者進行更好的決策,評選指標包括來自軟體許可證、維護與支持、培訓和軟體相關服務與諮詢的收入。
ANSYS 總裁兼執行長 Jim Cashman 表示:“對能夠連續第五年榮登《軟體》雜誌的 500 強榜單,我們倍感榮幸,尤其是在目前複雜多變的經濟環境下。在總體產品整合日漸成為企業高層戰略的當前形勢下,我們的穩步增長說明各行各業的機構正在戰略性地利用 ANSYS 工程仿真軟體實現更具競爭力的產品優勢。”

歷史版本

Ansys 18.0 發布於 2017-1-31
Ansys 17.0 發布於 2016-1-27
Ansys 16.0 發布於 2015-02-27
Ansys 15.0 發布於 2013-12-08
Ansys 14.5 發布於 2012-11-30
Ansys 14.0 發布於 2011-12-23
Ansys 13.0 發布於 2010-03-08
Ansys 12.0 發布於 2009-11-28
Ansys 11.0 發布於 2008-12-20

套用領域

ansys軟體的套用領域非常廣泛,可套用在以下領域:建築、勘查、地質、水利、交通、電力、測繪、國土、環境、林業、冶金等方面

調度和最佳化

Lanmantech公司研發的licManager產品充分研究識別IBMLUM及其他主流授權機制並利用LMT核心計算模式在不影響Ansys軟體許可證本身授權機制的基礎上對許可證進行閒置識別、資源調度從而提高許可證的使用率。它的解決方案已被多家世界500強企業所採用。並且可以為企業節省30%左右的許可證費用。

教程參考

書名:ANSYS ICEM CFD工程實例詳解
作者:胡坤,李振北
出版社:人民郵電出版社
出版時間:2015-08-01
ISBN:9787115350671
《CAE分析大系——ANSYS ICEM CFD工程實例詳解》以計算流體動力學(CFD)的分析流程為主線,全書涉及以下內容:CFD工程套用基礎,包括CFD的基本概念和CFD工程套用一般流程;計算前處理,主要通過實例講解ANSYS ICEM CFD的套用技巧;求解器,包括ANSYS FLUENT各通用計算模組套用的實例講解;計算後處理,包括後處理結果處理軟體ANSYS CFD-POST的使用技巧以及ANSYS工程最佳化模組Design Explorer的使用。
《CAE分析大系——ANSYS ICEM CFD工程實例詳解》有配套相關案例模型檔案,並專門配備了視頻講解。此外,讀者還可以通過微信公眾平台iCAX與作者進行互動解答問題。
《CAE分析大系——ANSYS ICEM CFD工程實例詳解》可作為初學者的入門教程,也可作為中高級使用者的參考資料。本書章節間沒有緊密的聯繫,因此既適合全書閱讀,也適合分章節進行閱讀。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們