У кожному новому випуску Ansys Mechanical продовжує надавати нові функції, які розширюють можливості механічних розрахунків. Завдяки вдосконаленням у галузі штучного інтелекту та машинного навчання (AI/ML) для прогнозування ресурсів, топографічної оптимізації та інших застосувань, останній випуск дозволяє здійснювати більш точне, ефективне та зручне моделювання.
Випуск Ansys 2023 R1 фокусується на більш ефективному та точному розрахунку методом скінченних елементів (FEA) за допомогою Mechanical, зокрема завдяки таким новим функціям:
- Геометрична реасоціативність (GBA);
- Прогнозування ресурсів;
- Адаптивна перебудова сітки зі збереженням геометрії (GPAD);
- Топографічна оптимізація;
- Налаштування контактів.
Геометрична реасоціативність (GBA)
Ansys Mechanical відомий в галузі своєю здатністю працювати з базовою геометрією під час побудування сітки, налаштування та проведення розрахунку. Досвідчені користувачі знають, що при внесенні змін до геометричної моделі асоціативність в Mechanical може втрачатися та раніше визначені налаштування в Mechanical можуть ставати недостатньо визначеними. Ansys Mechanical дозволяє відредагувати налаштування моделі після змін геометрії, але цей процес не завжди був зручним.
Минули ті часи, коли після внесення змін ви бачили лише дерево моделі, заповнене знаками питання через втрачену асоціативність. У версії 2023 R1 ви можете ефективно робити зміни в моделі та використовувати новий інструмент Scoping Wizard для автоматичного виявлення та відновлення зав’язків.
Тепер, при імпортуванні оновленої моделі у Mechanical, елементи геометричної моделі, з якими втрачено асоціацію будуть представлені у різних кольорах в залежності від виду асоціативності. Помічник Scoping Wizard надає перелік асоціацій, з відповідним статусом. Елементи, які були визначені і можуть бути повторно асоційовані, розфарбовані зеленим кольором, елементи з кількома можливими відповідностями - жовтим, а елементи, які не можуть бути автоматично повторно асоційовані, - червоним кольором.
Ефективне відновлення асоціативності після редагування CAD-моделі з використанням нового інструмента Scoping Wizard.
Адаптивна перебудова сітки зі збереженням геометрії (GPAD)
Чи стикалися ви коли-небудь з необхідністю використовувати складну модель у Mechanical, яка вам не знайома або з невідомими наперед можливими зонами концентрації напружень та деформацій? У минулому існували два способи розв'язання цієї проблеми:
- Будувати грубу сітку, проводити попередній розрахунок, а потім, на основі отриманих уявлень, додавати деталізацію до моделі.
- Будувати занадто щільну сітку відразу, щоб зафіксувати зона концентрації напружень та деформацій.
Зрозуміло, що ці методи забирають багато часу, тому у Mechanical додали нову функцію – Адаптивна перебудова сітки зі збереженням геометрії (GPAD), яка усуває потребу у створенні занадто щільній початковій сітці та усуває необхідність підбирати щільність сітки для окремих областей моделі.
GPAD дозволяє розпочати моделювання з грубою сіткою, а під час розв'язку моделі вирішувач буде автоматично слідкувати за величинами, наприклад напруженнями, і автоматично ущільнювати сітку. Деталізація сітки здійснюється відповідно до базової CAD-моделі з прив’язкою до справжньої форми моделі, а не до раніше створеної грубої сітки. Оскільки перебудова сітки відбувається одночасно з розв’язанням, забезпечується точність без значного збільшення обчислювальних витрат.
Адаптивна перебудова сітки зі збереженням геометрії (GPAD) автоматично деталізує сітку на основі базової CAD-моделі.
Прогнозування ресурсів
Моделювання методом FEA стають все більш витратним та складним через використання різних типів елементів, матеріалів, контактів, з'єднань, граничних умов та навантажень. У той же час використання обчислювальних ресурсів експоненційно зростає як у власних, так і в хмарних середовищах. На цьому етапі надзвичайно важливо знати апаратні вимоги задачі, такі як оперативна пам'ять та кількість ядер центрального процесора. Вдосконалення у галузі прогнозування ресурсів дозволяють вирішити цю проблему шляхом прогнозування необхідної кількості оперативної пам'яті, часу на розв'язання та продуктивності масштабування вирішувача перед початком розрахунку.
Прогнозування ресурсів у Mechanical використовує алгоритми на основі машинного навчання для прогнозування кількості оперативної пам'яті та часу розв'язання складних моделей. Цей алгоритм аналізує мільйони анонімних даних з раніше проведених розрахунків та порівнює ці дані з даними користувача та надає бажаний прогноз. У Ansys 2023 R1 ця функція працює з лінійним статичним та модальним розрахунком з використанням як ітеративного (Iterative), так і прямого (Direct) вирішувача, і підтримує масштабування до 32 ядер процесора.
Використання штучного інтелекту та машинного навчання (AI/ML) для отримання інформації про обчислювальні ресурси, необхідні для проведення розрахунку у Ansys Mechanical.
Топографічна оптимізація
У Mechanical вже впроваджені різноманітні методи оптимізації, такі як параметричне дослідження, топологічна оптимізація, оптимізація решіток та оптимізація форми. У версії 2023 R1 нам пропонують новий інструмент – топографічна оптимізація.
Ефективність конструкції суттєво залежить від її маси, особливо коли конструкція піддається динамічним навантаженням, тому раціональне зменшення маси є важливим. До тонких конструкцій ми не можемо застосувати топологічну оптимізацію, а інші методи менш ефективні у пошуку рішення, особливо коли ми маємо технологічні та конструктивні обмеження.
Топографічна оптимізація найкраще працює у тих сценаріях, коли ми не змінюємо товщину або загальну форму конструкції, а використовуємо методи вільного морфінгу (free morphing) для визначення оптимальних місць розташування вузлів сітки. Одночасно забезпечується відповідність конструкції технологічним вимогам. Цей підхід допомагає покращити шумові та вібраційні властивості (NVH), а також жорсткість, втомну довговічність, динаміку при аваріях та зменшити вагу конструкції.
Оптимізація каркасних та оболонкових конструкцій тепер може бути виконана за допомогою топографічної оптимізації.
Налаштування контактів
Для користувачів з автомобільної галузі налаштування контактів для моделювання елементів кузова (Body in White, BIW) може стати дуже складним процесом. Це головним чином пов'язано з тим, що моделі BIW містять різноманітні складні особливості та різні типи контакту, включно з клейовим з’єднаннями, зварними з’єднаннями, заклепки та інше. Раніше треба було вручну назначати контакти на відповідних сторонах оболонок. У версії 2023 R1 спрощено налаштування шляхом вказання того, що цільове з’єднання є двостороннім. Таке з’єднання враховує як додатні та від’ємні напрямки до цільові поверхні і усуває потребу у створенні кількох контактів.
Вдосконалення контактів спрощують налаштування складних моделей, наприклад контакту між клеєм та металевим листом.
Бажаєте отримати консультацію щодо використання вказаних функцій у розрахунках, або дізнатись що ще нового є в Ansys Mechanical 2023 R1 – звертайтесь до спеціалістів компанії Софт Інжинірінг Груп.
