Ansys Mechanical 2025 R1 wprowadzona wiele nowych funkcji oraz usprawnień. Ustawienia siatkowania stały się bardziej intuicyjne za sprawą łatwiejszej konfiguracji globalnej. Rozbudowano bazę modeli materiałowych stosowanych w analizach propagacji pęknięć. Wprowadzono też inne, przydatne funkcjonalności, które rozbudowują możliwości oprogramowania, jednocześnie czyniąc je bardziej przyjaznym dla użytkownika.
Spis streści
- Siatkowanie
- Kontakty oraz wiązania
- Technologia elementów skończonych
- Analizy propagacji pęknięć
- Pozostałe nowości
- Podsumowanie
Siatkowanie
Wprowadzono nową możliwość wyświetlania wektorów normalnych do powierzchni powłokowych elementów skończonych (rys. 1). Funkcja ta pozwala na dużo łatwiejszą weryfikację poprawności zbudowanego modelu obliczeniowego – w szczególności przy pracy na dużych modelach powłokowych.
Funkcja Batch Connection została zastąpiona przez Automatic (PrimeMesh) w połączeniu z Connect Control. Zmiana ta ma na celu ujednolicenie sposobów uzyskiwania złączonych siatek numerycznych.
Dodano nową metodę siatkowania powierzchni (PrimeMesh Quad Dominant), używaną w MultiZone. Generuje ona wysokiej jakości elementy skończone w obrębie silnie perforowanych powierzchni (rys. 2).
Rys. 2. Silnie perforowana powierzchnia siatkowana metodą PrimeMesh Quad Dominant
Ustawienia globalne siatkowania zostały rozszerzone o zakładkę Automatic Methods (rys. 3), umożliwiającą zdefiniowanie globalnych metod siatkowania dla powłok oraz ciał, w przypadku których można stosować metody sweep. Dostępne są teraz:
- Sheet Body Method – PrimeMesh lub Quad Dominant,
- Sweepable Body Method – Sweep lub MultiZone.
Wprowadzono usprawnienia w siatkowaniu modeli z użyciem arkusza Mesh Worksheet, który dostępny jest teraz z poziomu drzewka modelu. W ustawieniach siatkowania dodano pozycję Skip Part Remesh in Worksheet Meshing. Funkcja ta wymusza zatrzymanie procesu siatkowania w przypadku otrzymania błędnie wygenerowanej siatki na danym etapie arkusza (w przypadku ustawienia Skip Part Remesh na No program spróbuje wygenerować siatkę ponownie używając Automatic Method).
Znacząco poprawiono dopasowanie siatki wokół okrągłych nacięć znajdujących się wewnątrz ciała (rys. 4). Edge Alignment stosowany w wersji 2025 R1 niweluje trójkątne elementy skończone, które generowały się w poprzednich wersjach programu.
Kontakty oraz wiązania
Wprowadzono możliwość parametryzacji ustawień kontaktu w następującym zakresie (rys. 5):
- Penetration Tolerance Factor,
- Penetration Tolerance Value,
- Normal Stiffness Factor,
- Normal stiffness value,
- Stabilization Damping factor,
- Pinball Radius.
Rys. 5. Nowe możliwości parametryzacji kontaktów
Dodano możliwość wprowadzenia obciążenia, zdefiniowanego bezpośrednio w węźle sterującym ciałem sztywnym (rys. 6). Funkcja ta pozwala zniwelować niezamierzone mimośrody oraz obejmuje następujące obciążenia: Remote Force, Remote Displacement, Moment.
Rys 6. Obciążenie zdefiniowane w węźle sterującym ciałem sztywnym
Technologia elementów skończonych
Wprowadzono możliwość definicji obciążenia termicznego w przypadku elementów zbrojeniowych typu REINF. Funkcja ta jest szczególnie użyteczna podczas symulacji nagrzewania się elektroniki (rys. 7).
Rys. 7. Deformacja układu spowodowana ogrzaniem elementów zbrojeniowych REINF
Elementy Coupled-Field typu PLANE222 oraz SOLID225 zostały rozwinięte o sformułowanie Enhanced Strain Formulation, znacząco podnoszące dokładność wyników. W testach benchmarkowych (rys. 8) uzyskano zbliżoną dokładność wyników w porównaniu z elementami wyższego rzędu (przy zachowaniu takiej samej liczby elementów skończonych w modelu). Znaczącej redukcji uległ czas obliczeń, wskazując na duże usprawnienie wnoszone przez nowe sformułowanie.
Elementy typu SHELL294 zostały rozwinięte o ustawienia związane z rozkładem temperatury na grubości elementu (rys. 9). Technologia materiału pozwala na wyłączenie zmienności rozkładu temperatury na grubości elementu, przez zdefiniowanie KEYOPT,,1,1.
Analizy propagacji pęknięć
W nowej wersji Ansys Mechanical 2025 R1 rozwinięto sformułowanie Całki J o możliwość uwzględnienia nieliniowości geometrycznej. Rozwinięcie to eliminuje dotychczasowe ograniczenie analizy do zakresu małych odkształceń. Całka J może od teraz służyć do opisu propagacji pęknięć w materiałach hipersprężystych. Wyniki symulacji numerycznej osiągają teraz wyniki bardziej zbliżone do tych analitycznych (rys. 10).
Modele materiałowe opisujące równania rozwoju pęknięć zostały znacząco rozbudowane. W zakresie modeli rozwoju pęknięcia Fatigue Crack Growth Laws dostępne są:
- Walker Equation,
- Forman Equation,
- Tabular Fatigue Law,
- NASGRO Equation V3,
- NASGRO Equation V4.
Natomiast w zakresie opisu domykania rys – Crack-Closure Models:
- Elber Crack-Closure,
- Schijve Crack-Closure,
- Newman Crack-Closure,
- Polynomial Crack-Closure.
Pozostałe nowości
Wprowadzono nowy Solver Mechaniczny typu MIXED, będący połączeniem solvera Sparse oraz PCG. Wykorzystuje on dolną, trójkątną przybliżoną macierz sztywności (prowadząc dekompozycje macierzy sztywności w sposób zbliżony do solvera Sparse) do opisu prekondycjonera w algorytmie iteracyjnym PCG.
Zmianie uległ również poziom trudności zadania dla solvera PCG, zgodnie z tablicą 1.
Tablica 1. Zmiana poziomów trudności zadania dla solvera PCG
Dodano możliwość importu obciążeń na podstawie zdefiniowanego Named Selection. Pozwala to na większą kontrolę podczas tworzenia Submodeli (rys. 12).
Nowym domyślnym typem optymalizacji jest Topology Optimization – Mixable Density (rys. 13).
Co więcej, w optymalizacji konstrukcji, bazującej na analizie termicznej uzyskujemy od teraz również wyniki termiczne (rys. 14).
Podsumowanie
Ansys Mechanical 2025 R1 wprowadza istotne usprawnienia w zakresie wydajności solverów, siatkowania i automatyzacji interfejsu. Ulepszono proces siatkowania dzięki nowym metodom, takim jak PrimeMesh Quad Dominant. Dodano też możliwość wyświetlania wektorów normalnych do powierzchni powłokowych, co ułatwia weryfikację poprawności zbudowanych modeli obliczeniowych. W obszarze kontaktów wprowadzono parametryzację ustawień, umożliwiając precyzyjną kontrolę nad symulacjami. Dodano także opcję definiowania obciążeń bezpośrednio w węźle sterującym ciałem sztywnym, co eliminuje niezamierzone mimośrody. Rozbudowano bazę modeli materiałowych w analizach propagacji pęknięć oraz wprowadzono możliwość definiowania obciążeń termicznych dla elementów zbrojeniowych typu REINF, co jest szczególnie przydatne w symulacjach nagrzewania elektroniki. Te zmiany sprawiają, że Ansys Mechanical 2025 R1 jest bardziej przyjazny dla użytkownika i oferuje rozszerzone możliwości analityczne. Odkryj razem z MESco pełnię możliwości nowej wersji!
Autor: Łukasz Gawron, MESco Sp. z o.o.
Obserwuj nas w mediach społecznościowych i bądź na bieżąco
