ANSYS Products2021是由ANSYS推出的一款大型通用有限元分析軟件，涵蓋整個(gè)物理領(lǐng)域，能夠?yàn)槟闾峁┧�有工程領(lǐng)域的仿真功能，提供了100種以上的單元類型，用來(lái)模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料，為產(chǎn)品指導(dǎo)和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了更加綜合全面的解決方案，有效的提升用戶工作效率，有需要的用戶趕快來(lái)下載吧！

基本介紹

ANSYS Products 是融結(jié)構(gòu)、流體、電磁場(chǎng)、聲場(chǎng)和耦合場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國(guó)ANSYS公司開(kāi)發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/Engineer, NASTRAN,Alogor, I－DEAS, AutoCAD等， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí)CAE工具之一。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)器械等。

軟件主要包括三個(gè)部分：前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊。

前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型。

分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場(chǎng)分析、聲場(chǎng)分析、壓電分析以及多物理場(chǎng)的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力。

后處理模塊可將計(jì)算結(jié)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(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來(lái)，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。

軟件提供了100種以上的單元類型，用來(lái)模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。該軟件有多種不同版本，可以運(yùn)行在從個(gè)人機(jī)到大型機(jī)的多種計(jì)算機(jī)設(shè)備上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。

新版特色

1、Solution

在2021 R1版本中進(jìn)行了以下解決方案增強(qiáng)：

線體的電纜元件支持。默認(rèn)情況下，當(dāng)“模型類型”屬性設(shè)置為“電纜”時(shí)，Mechanical現(xiàn)在會(huì)創(chuàng)建二次元素（CABLE280）以支持該解決方案。 CABLE280元件不僅可以產(chǎn)生更高的收斂速度，還可以提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。 윆解決方案信息。解決方案信息對(duì)象為解決方案輸出屬性提供了一個(gè)新選項(xiàng)：解決方案歷史記錄。選中后，此選項(xiàng)顯示工作表，該工作表包含兩個(gè)選項(xiàng)卡，以查看有關(guān)執(zhí)行的解決方案和評(píng)估結(jié)果的信息：“解決方案跟蹤”和“結(jié)果跟蹤”。 “解決方案跟蹤”選項(xiàng)卡跟蹤諸如解決時(shí)間以及每個(gè)解決方案的節(jié)點(diǎn)和元素?cái)?shù)之類的信息。 “結(jié)果跟蹤”選項(xiàng)卡跟蹤每個(gè)解決方案的結(jié)果的最小值和最大值。

自動(dòng)探針標(biāo)注放置�，F(xiàn)在，當(dāng)您使用“結(jié)果上下文”選項(xiàng)卡上的“探測(cè)”選項(xiàng)在結(jié)果上放置注釋時(shí)，將有一個(gè)新的附帶選項(xiàng)：“捕捉”。此選項(xiàng)會(huì)自動(dòng)將注釋放置（“捕捉”）在最近的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上。對(duì)于高有序元素，包括中間節(jié)點(diǎn)和元素面的質(zhì)心。

2、剛體求解器

在2021 R1版本中進(jìn)行了以下剛體求解器增強(qiáng)功能：

可變質(zhì)量：有一個(gè)新命令可讓您在求解過(guò)程中改變物體的質(zhì)量和慣性。

3、顯式動(dòng)力學(xué)

顯式動(dòng)力學(xué)分析系統(tǒng)是Workdench的集成產(chǎn)品，其中包括Autodyn FE（拉格朗日）和多材料Euler求解器以及Euler-Lagrange聯(lián)軸器（提供FSI）。

在2021 R1版本中進(jìn)行了以下Explicit Dynamics解算器增強(qiáng)：

•OpenMPI。 OpenMPI現(xiàn)在是Linux上支持Explicit Dynamics的MPI選項(xiàng)。

SPH實(shí)體的激活和停用。現(xiàn)在，可以通過(guò)在機(jī)械中通過(guò)將元素生死對(duì)象的作用域范圍限定為粒子主體，來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)加載步驟中SPH主體的激活和去激活。在加載步驟期間狀態(tài)設(shè)置為非活動(dòng)的SPH實(shí)體將無(wú)法解決。如果存在某些載荷步，其中特定的SPH主體對(duì)當(dāng)時(shí)的物理情況不重要，則這提供了一種機(jī)制來(lái)改善仿真時(shí)間。

SPH鍵合觸點(diǎn)。現(xiàn)在，在Mechanical中可以實(shí)現(xiàn)SPH實(shí)體與Lagrange實(shí)體之間的粘合接觸區(qū)域�？梢允褂谩敖佑|區(qū)域”對(duì)象或“身體交互”對(duì)象來(lái)創(chuàng)建這些對(duì)象。在2021 R1版本中進(jìn)行了以下LS-DYNA增強(qiáng)：

LS-DYNA版本。 11.2是隨ANSYS 2021 R1一起發(fā)布的LS-DYNA版本。

SPH盒子�，F(xiàn)在可以在LS-DYNA應(yīng)用程序中將計(jì)算域限制為SPH粒子�？梢远�義一個(gè)矩形框（SPH框）以減少帶有大量粒子的內(nèi)存需求。一個(gè)選項(xiàng)使該計(jì)算的位移能夠跟隨粒子的運(yùn)動(dòng)。 윆SPH部分參數(shù)�，F(xiàn)在，您可以在LS DYNA應(yīng)用程序中為SPH元素指定配方。新的SPH部分參數(shù)可對(duì)仿真進(jìn)行更好的控制。

版本選擇。 LS-DYNA現(xiàn)在支持使用LS-DYNA求解器的并發(fā)版本，并允許將這些求解器無(wú)縫集成到GUI中。

材料支持。 LS-DYNA材料模型的支持已通過(guò)10種其他材料屬性得到了增強(qiáng)。這些屬性是LS-DYNA材料模型的直接等效項(xiàng)，具有相同的名稱。您可以將它們直接添加到現(xiàn)有材料中，也可以在使用外部模型導(dǎo)入LS-DYNA輸入文件時(shí)創(chuàng)建它們。

跟蹤映射支持。 LS-DYNA應(yīng)用程序現(xiàn)在支持ECAD軌跡映射以進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。跟蹤映射是一種將ECAD信息映射到網(wǎng)格上以簡(jiǎn)化建模的方法。

寫(xiě)入輸入/讀取結(jié)果。現(xiàn)在，您可以使用機(jī)械應(yīng)用程序中的標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)入輸入文件來(lái)導(dǎo)出LS-DYNA輸入文件。同樣，您現(xiàn)在可以使用此應(yīng)用程序中的標(biāo)準(zhǔn)讀取結(jié)果來(lái)回讀在機(jī)械環(huán)境之外求解的LS-DYNA結(jié)果。

新單位系統(tǒng)支持。在輸入文件生成期間可以使用新的單位系統(tǒng)。

這種新的單位制（mm，ms，kg）以毫秒為單位，以GPa為壓力單位，以kN為力單位。

自動(dòng)加載擴(kuò)展�，F(xiàn)在，Workbenchis啟動(dòng)時(shí)將自動(dòng)加載LS-DYNA應(yīng)用程序。參數(shù)支持。 LS-DYNA現(xiàn)在支持“關(guān)鍵字代碼片段/ Com”對(duì)象對(duì)象中的參數(shù)定義。它們可以在DesignXplorer應(yīng)用程序的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中高級(jí)使用命令摘要。

MPI。現(xiàn)在，MSMPI是LS-DYNA應(yīng)用程序的受支持選項(xiàng)。

解決方案監(jiān)控。現(xiàn)在可以使用“機(jī)械進(jìn)度條”監(jiān)視解決方案的進(jìn)度。

結(jié)果跟蹤器。現(xiàn)在，結(jié)果跟蹤器將在計(jì)算過(guò)程中更新。它們以前僅在計(jì)算結(jié)束時(shí)進(jìn)行更新。

解決過(guò)程設(shè)置。現(xiàn)在可以將模型級(jí)別的求解過(guò)程設(shè)置用于LS-DYNA計(jì)算。

使用教程

在CAD模型中創(chuàng)建幾何圖形或?qū)�入沒(méi)有材料定義的幾何圖形時(shí)，Discovery會(huì)自動(dòng)將結(jié)構(gòu)鋼指定為默認(rèn)材料。然后，如果應(yīng)用了流體條件，Discovery將應(yīng)用默認(rèn)的水材料。

注意：您可以在“文件”菜單>“設(shè)置”>“物理”中選擇默認(rèn)的固體和流體材料。

您可以通過(guò)從“物理”樹(shù)中選擇材料并雙擊以在HUD中對(duì)其進(jìn)行編輯來(lái)更改分配的材料。您還可以通過(guò)選擇特定的實(shí)體，然后從功能區(qū)中的“材料”下拉菜單中選擇一種新材料，來(lái)為模型分配不同的材料。

材料下拉菜單為您提供了常用材料的選擇，或者您可以選擇其他來(lái)搜索完整列表。您也可以通過(guò)單擊旁邊的星號(hào)將材料添加到收藏夾。您最喜歡的材料位于易于找到的頂部。要從收藏夾中刪除材料，請(qǐng)?jiān)俅螁螕羝渑赃叺男翘?hào)。

選擇材料后，可以修改該材料的屬性或外觀。您還可以在材料選項(xiàng)的“信息”部分下獲得詳細(xì)說(shuō)明。

1、材料特性

屬性

密度

材料的密度是每單位體積的質(zhì)量。它本質(zhì)上是衡量物質(zhì)在一個(gè)體積中緊密堆積在一起的量度。

楊氏模量

楊氏模量測(cè)量固體材料的剛度。它描述了材料在該應(yīng)力方向上對(duì)單軸應(yīng)力（單位面積力）的應(yīng)變響應(yīng)（比例變形）。例如，如果要拉動(dòng)電線的末端，電線會(huì)變長(zhǎng)。如果將重物放在柱子頂部，則柱子會(huì)失去高度。

泊松比

泊松比用于測(cè)量材料橫向拉伸時(shí)按比例減少的比例與彈性拉伸時(shí)長(zhǎng)度按比例增加的比例。因此，當(dāng)材料被拉伸時(shí)，它傾向于在橫向于拉伸方向的方向上收縮。例如，當(dāng)橡皮筋拉伸時(shí)，它會(huì)明顯變薄。泊松比則是相對(duì)收縮與相對(duì)膨脹的比率。在某些極少數(shù)情況下，材料在壓縮時(shí)實(shí)際上會(huì)在橫向上收縮（在拉伸時(shí)會(huì)膨脹），這將產(chǎn)生負(fù)的泊松比值。

大多數(shù)材料的泊松比值在0.0到0.5之間。在小應(yīng)變下發(fā)生彈性變形的完全不可壓縮的材料的泊松比精確為0.5。

剪切模量

剪切模量測(cè)量剪切應(yīng)力與剪切應(yīng)變之比。它描述了材料對(duì)剪切應(yīng)力的響應(yīng)，例如用鈍剪刀剪。較大的剪切模量值表示固體具有很高的剛性。換句話說(shuō)，需要很大的力來(lái)產(chǎn)生變形。較小的剪切模量值表示固體是軟的或柔性的，并且只需很少的力即可使其變形。

體積模量

物質(zhì)的體積模量是該物質(zhì)抗壓縮性的量度。它描述了材料對(duì)（均勻）靜水壓力的響應(yīng)，例如海洋底部或深水游泳池的壓力。體積模量定義為無(wú)窮小壓力增加與體積相對(duì)減少量之比。

拉伸屈服強(qiáng)度

拉伸屈服強(qiáng)度定義為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上材料開(kāi)始塑性變形的點(diǎn)，或者換句話說(shuō)，材料可以承受而不會(huì)永久變形的應(yīng)力。

拉伸極限強(qiáng)度

拉伸極限強(qiáng)度定義為材料可以承受的最大應(yīng)力。

熱膨脹系數(shù)材料的熱膨脹是材料對(duì)溫度變化的體積響應(yīng)。假定熱膨脹在行為上是各向同性的，因此在所有方向上均等地膨脹或收縮。

熱導(dǎo)率材料的熱導(dǎo)率是材料導(dǎo)熱的能力。

比熱

材料的比熱容是將物質(zhì)的單位質(zhì)量提高一個(gè)溫度所需的熱量。

黏度

粘度是材料的動(dòng)態(tài)粘度，是流動(dòng)阻力。在對(duì)流體流動(dòng)進(jìn)行建模時(shí)必須定義動(dòng)態(tài)粘度。

各向同性導(dǎo)熱系數(shù)

材料的各向同性熱導(dǎo)率是材料在所有方向上均等地傳導(dǎo)熱量的能力。

2、改變材料的外觀

您可以通過(guò)應(yīng)用顏色和不透明度使材質(zhì)看起來(lái)更逼真。對(duì)于模擬中已經(jīng)存在的任何默認(rèn)材料，將對(duì)外觀屬性進(jìn)行預(yù)設(shè)以實(shí)現(xiàn)最佳可視化。任何新創(chuàng)建的材質(zhì)將沒(méi)有任何預(yù)設(shè)的外觀屬性。

注意：無(wú)論在此模擬中分配了哪種材料，這些更改都將適用。

在幾何體中選擇要更改其外觀的實(shí)體。

在功能區(qū)中選擇“材料”。

在材料選項(xiàng)下，查看所有材料屬性，然后單擊“外觀”以展開(kāi)。

在外觀下，您可以修改下面列出的任何或所有類別。

選項(xiàng)

描述

顏色

為分配的材料選擇一種顏色。

不透明度

將滑塊調(diào)整到所需的透明度值。

3、用戶定義的材料庫(kù)

您可以定義自己的材料并通過(guò)修改列表中現(xiàn)有材料的屬性來(lái)指定其屬性。如果保存了用戶定義的材料，則該材料將在項(xiàng)目的材料列表中可用。如果單擊材料選項(xiàng)下的“保存到本地庫(kù)”，則新材料將保存到本地材料庫(kù)中，并且在您啟動(dòng)Discovery時(shí)隨時(shí)可用。必須使用唯一的材料名稱，以避免覆蓋任何現(xiàn)有材料。

首次將新定義的材料保存到本地庫(kù)時(shí)，Discovery將創(chuàng)建一個(gè)名為MyLocalMaterialLibrary.json的文件。這通常是一個(gè)隱藏文件，但是您可以通過(guò)在Windows File Explorer中鍵入％localappdata％/Ansys_Inc/v＃/Discovery/UserSettings/LocalMaterialLibrary來(lái)找到它。請(qǐng)注意，路徑中的版本號(hào)（v＃）會(huì)更新以匹配發(fā)現(xiàn)版本。保存您的第一個(gè)材料之前，LocalMaterialLibrary文件夾不存在。

每當(dāng)您創(chuàng)建新材料時(shí)，Discovery都會(huì)將其保存到MyLocalMaterialLibrary.json。如果您在LocalMaterialLibrary文件夾中重命名文件，則嘗試將材料保存到本地庫(kù)的新嘗試將使用原始默認(rèn)名稱保存新文件：MyLocalMaterialLibrary.json。

啟動(dòng)發(fā)現(xiàn)時(shí)，它將嘗試讀取LocalMaterialLibrary文件夾中的所有文件。成功解析材料后，它們將被添加到Discovery的本地材料庫(kù)中。請(qǐng)注意，只有使用默認(rèn)文件名MyLocalMaterialLibrary.json的文件才提供從用戶庫(kù)中刪除這些用戶定義材料的選項(xiàng)。如果從LocalMaterialLibrary文件夾中的MyLocalMaterialLibrary.json以外的文件加載了材質(zhì)，則此選項(xiàng)將不可用。

如果您在本地庫(kù)中加載了包含材料的項(xiàng)目，但是該材料在您的本地庫(kù)中不存在，則當(dāng)您啟動(dòng)Discovery時(shí)，Discovery將其轉(zhuǎn)換為用戶定義的材料。