ANSYS AIM

Технологии моделирования ANSYS позволяют точно спрогнозировать поведение ключевых узлов системы и обеспечить конкурентное преимущество ваших продуктов на рынке. Производители по всему миру доверяют программному обеспечению ANSYS, которое позволяет быстрее выводить продукцию на рынок и достигать успехов в бизнесе с помощью инноваций.

Моделирование для каждого инженера

ANSYS AIM - это комплексное решение имитационного моделирования, включающие все этапы от создания геометрической модели до оптимизации и визуализации результатов в единой, современной и простой в использовании среде.

Простой подход к моделированию мультифизичных задач

Проведение расчета в ANSYS AIM осуществляется в виде последовательного выполнения связанных шагов по отдельным дисциплинам и мультифизичным задачам с использованием готовых шаблонов. Это позволяет инженерам быстро изучать программное обеспечение и получать результаты, в которых учитывается взаимодействие всех областей физики.

Автоматизация лучших технических решений

ANSYS AIM упрощает процесс моделирования для инженеров-расчетчиков и экспертов-аналитиков за счет создания пользовательских шаблонов и рабочих процессов, которые учитывают все особенности изделий компании, а также позволяют сократить выполнение ненужных операций на всех этапах моделирования.


ANSYS AIM онлайн

Оцените на практике самую простую в мире среду для междисциплинарного имитационного моделирования! Не надо скачивать, заполнять длинные формы и ждать! Начните работу прямо сейчас бесплатно!

Подключиться

ANSYS AIM позволяет с легкостью провести прочностной анализ сложных изделий и сборок, для быстрой проверки надежности конструкций. В AIM возможно провести статический расчет с линейными свойствами материала, учетом больших перемещений, шарнирами, а также линейными (bonded, no-separation) и нелинейными (rough, frictionless, frictional) типами контактов.

Коэффициент запаса прочности при расчете усталостной долговечности прицепного устройства

Кроме того, возможно смоделировать предварительную затяжку болта (Bolt Pretension), провести модальный анализ для определения собственных частот, рассчитать вибрационные характеристики изделия и провести расчет усталостный долговечности по напряжениям и деформациям. AIM идеально подходит для оценки прочностных характеристик изделия на ранних этапах проектирования, что исключает необходимость создания дорогостоящих физических прототипов.

Анализ прочности роботизированной руки

ANSYS AIM позволяет с легкостью провести тепловой анализ вашей конструкции, для быстрого определения температурного поля и тепловых потоков. В AIM возможно проводить стационарный тепловой анализ учитывая все типы теплообмена: теплопроводность, конвекция и излучение. Это в свою очередь позволяет вычислить температурное поле, теплопередачу между частями сборки и окружающей средой.

Распределение температуры на ребрах радиатора

Тепловые расчеты также могут использоваться в связке с прочностными и электромагнитными модулями для определения термических напряжений и термоэлектрического сопротивления. AIM позволяет точно предсказать тепловые характеристики и гарантирует, что ваши конструкции будут работать должным образом в пределах ожидаемых температурных диапазонов.

ANSYS AIM позволяет проводит стационарный анализ течения жидкости и газа, рассчитывать теплообменные процессы для осуществления быстрой оценки производительности ваших изделий. AIM включает в себя надежный гидрогазодинамический решатель, который позволяет точно оценить ключевые параметры конструкции, такие как перепад давления, коэффициенты подъемной силы и лобового сопротивления, распределение давления и расчет теплового состояния конструкции.

Распределение давления в регулирующем клапане

AIM идеальный инструмент для оценки производительности различных клапанов, устройств управления потоком жидкости и газа, определения ветровых нагрузок, воздействующих на конструкции, определения массового расхода, перепада давления в трактах и воздухообрабатывающих агрегатов. Благодаря AIM вы можете быстро и надежно оценить гидрогазодинамические и тепловые характеристики конструкций.

Распределение линий тока в трубопроводе с дроссельной заслонкой

ANSYS AIM позволяет смоделировать распределение постоянного тока и падение напряжения, для быстрой оценки электрических характеристик ваших конструкций. AIM включает в себя анализ электропроводности на постоянном токе, позволяя задавать в качестве граничных условий значение силы тока и напряжение, для вычисления распределения плотности тока, потери мощности и падения напряжения в ваших конструкциях.

Распределение плотности тока, температуры и эквивалентных напряжений в плавком предохранителе

В AIM также существует возможность проведения связанного расчета, включая анализ термоэлектрических напряжений, который позволяет использовать потери мощности в качестве источника тепла (Джоулево тепло) для расчета температурных полей, возникающих вследствие резистивного нагрева, а также расчета термических деформаций и напряжений. AIM идеально подходит для моделирования электропроводности и термоэлектрических эффектов в плавких предохранителях, токопроводящих шинах и электрических кабелях, что позволяет быстро получить электрические характеристики ваших конструкций.

При проектировании реальных изделий необходимо учитывать сразу несколько физических явлений – силы со стороны жидкости, тепловые эффекты, прочность конструкции и электромагнитное излучение, которое может повлиять на производительность изделия. Чтобы максимизировать производительность и надежность, инженеры регулярно исследуют, как различные физические явления взаимодействуют между собой и как они влияют на изделие. AIM позволяет инженерам моделировать взаимодействие нескольких физических полей, чтобы обеспечить работоспособность продукта в реальных условиях. AIM включает в себя существенные возможности по моделированию мультифизики, необходимые для решения широкого круга задач во многих отраслях промышленности.

Расчет деформаций, возникающих на солнечной панели, вследствие ветровой нагрузки

В свою очередь ширина и глубина возможностей ANSYS AIM быстро увеличивается за счет ежегодного выпуска новой версии ANSYS. Для расчета течения жидкости и тепловых характеристик конструкций, в ANSYS AIM возможно провести стационарный CFD-анализ, а также тепловой анализ в различных режимах течения, как в ламинарном, так и в турбулентном. Кроме того, возможно произвести сопряженный тепловой анализ для определения температуры твердого тела и жидкости, учесть эффекты плавучести для расчета естественной конвекции, а также учесть сжимаемость среды при моделирование высокоскоростных течений.

Анализ сопряженного теплообмена водоохлаждаемого выпускного коллектора. На нижнем рисунке показаны линии тока воздуха, а на верхнем рисунке температура твердого тела. При анализе сопряженного теплообмена воздух рассматривался как сжимаемая среда, а вода как несжимаемая среда.

Быстрые и надежные физические модели ANSYS AIM, используются при определении ключевых параметров конструкции, таких как скорость жидкости, перепад давления, коэффициенты лобового сопротивления и подъемной силы для анализа поведения текучей среды и термического состояния конструкции. Для оценки прочности конструкции, в AIM существует возможность проведения анализа статических напряжений деталей и сборок, включая нелинейный тип контакта, учет больших перемещений, модальный анализ для определения собственных частот и вибрационных характеристик, а также анализ долговечности по напряжениям и деформациям, для определения срока службы отдельных деталей и сборок.

Анализ статической прочности картера сцепления и рамы. На рисунке представлено распределение эквивалентных напряжений.

В ANSYS AIM существует возможность проведения одностороннего анализа взаимодействия среды и конструкции за счет связки прочностного модуля и модуля гидрогазодинамики. Это в свою очередь обеспечивает точную передачу сил, воздействующих на твердое тело со стороны жидкости, для оценки статических и термических напряжений, возникающих в конструкции. Для определения электрических характеристик, AIM включает в себя анализ электропроводности при прохождении постоянного тока, т.е. возможно определить распределение тока, потери мощности и падение напряжения в конструкции.

Моделирование пропускания постоянного тока через шину. На рисунке представлено поле электрического потенциала.

Кроме того, возможности по моделированию мультифизичных задач включают полный связанный анализ термоэлектрических напряжений, который позволяет использовать потери мощности в качестве теплового источника для расчета поля температуры и последующего расчета термических деформаций и напряжений, возникающих в конструкции.

Возможность учета сразу нескольких физических полей в AIM, позволяет проводить моделирование для широкого круга промышленных изделий и задач, таких как устройства управления потоком жидкости и газа, производственное измерительное оборудование, расчет ветровой и гидравлической нагрузки на конструкции, термические и механические напряжения в теплообменных аппаратах, расчет компонентов двигателей и электронных устройств, распределение электрического тока, температуры и напряжений в предохранителях и токопроводящих шинах. Данные примеры – это лишь некоторые из задач, в которых необходимо учитывать несколько физических явлений, решаемых ANSYS AIM, для определения оптимальной конструкции изделия, которая будет эксплуатироваться в реальных условиях.

На основе легко настраиваемой платформы Workbench программный пакет ANSYS AIM предоставляет инструменты для записи журнальных файлов и автоматизации процессов моделирования. Во многих компаниях с крупными проектными отделами, существует группа, которая занимается компьютерным инженерным анализом (CAE), определяющая оптимальные методы моделирования, а также стандартные рабочие процессы проектирования. Для простоты внедрения программного обеспечения в отделы, занимающиеся CAE, ANSYS AIM позволяет создавать пользовательские шаблоны, которые могут быть адаптированы для конкретных процессов, происходящих на производстве.

Последовательное выполнение связанных шагов в ANSYS AIM при проведении статического прочностного анализа велосипедных шатунов. Выпадающее меню обеспечивает быструю настройку задачи и редактирование входных данных, а также результатов расчета.

Пользовательские шаблоны и автоматизированные рабочие процессы позволяют CAE-группам накапливать данные в области инженерного анализа и предоставлять экспертные рекомендации для конструкторских отделов, используя численное моделирование в процессе проектирования изделий. Внедрение численного моделирования в конструкторский отдел позволяет ускорить разработку и сократить время выхода изделий на рынок, что в свою очередь ведет к созданию надежных и инновационных продуктов. Доработка ANSYS AIM осуществляется за счет записи журнальных файлов и совместного использования объектно-ориентированного языка программирования IronPython. Используя возможности журнальных файлов и сценариев, все этапы моделирования могут быть записаны и легко изменены для создания пользовательских шаблонов.

Применение журнальных файлов для создания геометрии

С помощью данных шаблонов CAE специалисты могут учесть все особенности численного моделирования и определить стандартные рабочие процессы, которые происходят при эксплуатации изделия. Пользовательский интерфейс AIM может быть дополнительно изменен с помощью специальных расширений для создания пользовательских панелей задач, последовательности связанных шагов и пользовательской документации.

Стандартные и пользовательские шаблоны

AIM также включает в себя мощный язык выражений, при помощи которого возможно задавать изменяющиеся граничные условия и другие входные данные модели. Инструменты доработки, язык выражений и запись сценариев используются на всех этап моделирования и областях физики. Применяя возможности доработки (кастомизации) AIM, отделы CAE могут успешно внедрять передовые методы моделирования и автоматизированные рабочие процессы в своей организации.

Инженерам регулярно приходиться оценивать несколько вариантов конструкции, для принятия обоснованных решений по оптимизации изделий. Для того чтобы обеспечить более глубокое понимание поведения ключевых конструкционных параметров, AIM включает в себя возможность проведения параметризации для расчета сразу нескольких вариантов конструкции. Фактически любая входная или выходная величина модели - геометрический размер, свойство материала, граничное условие или полученные на выходе количественные результаты можно определить параметром и использовать как часть параметрического анализа. После определения ключевых параметров, параметризованная модель может использоваться для быстрого изучения нескольких вариантов конструкции, что даёт более глубокое понимание пространства конструкционных параметров.

Построение поверхности отклика

AIM также включает в себя возможность подключения метода планирования эксперимента (Design of Experiment) для эффективной оценки пространства параметров, построения поверхностей откликов и проведение шесть сигм анализа для обеспечения разработки надежных конструкций. Возможности проведения параметрического анализа и оптимизации в AIM, позволяют инженерам разрабатывать инновационные и более производительные изделия.

Оценка чувствительности параметров

В ANSYS AIM возможно выполнение трехмерного твердотельного моделирования, создание и редактирование трехмерных геометрических моделей, поддерживается чтение большого количества CAD-форматов, параметризация созданных и импортированных моделей, а также автоматическое построение тетраэдрической и гексаэдрической сетки с дополнительным заданием локальных настроек. Все этапы процесса моделирования AIM – создание сетки, проведение расчета и пост-обработка поддерживают преимущества параллельных вычислений, чтобы повысить скорость процесса моделирования.

Сеточная модель для CFD расчета

Тетраэдрическая сетка для проведения прочностного расчета

Для того, чтобы быстро сгенерировать сетку высокого качества для сложной геометрии, AIM распараллеливает построение сеточной модели по частям, используя при этом несколько процессорных ядер. Кроме того, начиная с 18-ой версии в ANSYS AIM появилась возможность передачи сеточной модели в расчетные модули ANSYS Mechanical и ANSYS Fluent.

Передача сеточной модели из ANSYS AIM в Mechanical и Fluent

В современных быстроразвивающихся условиях проектирования, циклы разработки изделия являются очень сжатыми и компаниям необходимо получать точные результаты моделирования в самое короткое время. ANSYS AIM решает эту проблему, предоставляя проверенные, точные и масштабируемые технологии инженерного моделирования. Инженеры могут разрешать каждое физическое явление по отдельности, а также несколько полей одновременно используя технологию высокопроизводительных вычислений (HPC) для увеличения скорости расчета. По умолчанию для каждого решателя поддерживается 2 ядра. При решении задач большой размерности, существует возможность подключения дополнительных процессорных ядер используя технологию ANSYS HPC для ускорения процесса моделирования.

ANSYS AIM включает в себя интегрированные инструменты пост-обработки и возможность визуализации всех физических полей. Инструменты пост-обработки AIM позволяют создавать изображения и анимации, которые облегчают анализ данных и способ представления их другим пользователям вашей организации.

Отображение линий тока во внутреннем пространстве теплообменника

При пост-обработке полученных результатов, также возможно использовать преимущества параллельных вычислений, подключая как графические ускорители GPU, так и дополнительные процессорные ядра для ускоренного количественного и качественного анализа всех физических процессов.

Фотореалистичное отображение роботизированной руки

Контурные графики, линии тока, изоповерхности и векторные графики являются лишь некоторыми из доступных инструментов пост-процессора AIM, которые позволяют получить как качественные, так и количественные данные.

ANSYS AIM онлайн

* Указывая электронную почту, вы соглашаетесь на получение нашей рассылки.