Ansys Mechanical 2023R1 – die 5 wichtigsten Funktionen
Jedes Jahr veröffentlicht Ansys Mechanical neue Funktionen, die die Grenzen der Strukturanalyse ausweiten. Die neueste Version, Ansys 2023 R1, bietet Verbesserungen bei der Vorhersage von Ressourcen durch künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen (AI/ML), bei der Topographieoptimierung und vielem mehr. Diese Updates ermöglichen es den Benutzern, genauere, effizientere und anpassbare Struktursimulationsanalysen durchzuführen.
Geometriebasierte (Re-)Assoziativität (GBA)
Eine bemerkenswerte Verbesserung ist die Funktion der geometriebasierten Reassoziativität (GBA).
Mechanical ist bekannt für seine Fähigkeit, während des gesamten Analyseprozesses, der Vernetzung, der Einrichtung und der Lösung mit der zugrunde liegenden Geometrie zu arbeiten. Anwender, die Ansys Mechanical seit langem verwenden, wissen, dass bei Änderungen an der Geometrie manchmal die Assoziativität verloren geht, so dass zuvor definierte Einstellungen in Mechanical unterdefiniert sind. In Ansys Workbench gab es zwar einige Möglichkeiten, das Modell-Setup nach Geometrieänderungen neu zu assoziieren, aber der Prozess war nur manchmal kugelsicher.
Mit der Einführung von Ansys 2023 R1 gehört die Frustration über Fragezeichen im Modellbaum aufgrund verlorener Assoziativität der Vergangenheit an. Jetzt können Anwender das Modell effizient bearbeiten und den neuen Scoping-Assistenten nutzen, um Scoping automatisch zu erkennen und wiederherzustellen.
Beim Importieren eines aktualisierten Modells in Mechanical werden die verschiedenen Geometrieteile auf der Grundlage ihres Assoziativitätsstatus farblich gekennzeichnet. Benutzer können die Liste überprüfen, um festzustellen, welche Elemente neu assoziiert wurden und welche nicht. Elemente, die erfolgreich reassoziiert wurden, sind grün gefärbt, Elemente mit mehreren Übereinstimmungen sind gelb gefärbt, und Elemente, die nicht automatisch reassoziiert werden können, sind rot gefärbt.
Geometrieerhaltende Mesh-Adaptivität (GPAD = Geometry-Preserving Mesh Adaptivity)
Sind Sie in Mechanical schon einmal auf ein komplexes Modell gestoßen, mit dem Sie nicht vertraut waren und von dem Sie nicht wussten, wo sich kritische Spannungs- und Dehnungsbereiche befinden könnten? In der Vergangenheit gab es zwei Methoden, um diese Situation zu lösen:
Generieren eines gröberen Netzes, Lösen des Modells und Hinzufügen weiterer Details zu wichtigen Bereichen.
Generieren Sie von Anfang an ein überfeinertes Netz, um wichtige Bereiche genau zu erfassen.
Ansys ist sich bewusst, dass diese Methoden zeitaufwändig sein können. Aus diesem Grund hat Ansys eine neue Funktion eingeführt, um die Effizienz von Dauerhaftigkeitsstudien zu verbessern. Diese neue Funktion heißt Geometry-Preserving Adaptive Meshing (GPAD). Damit entfällt die Notwendigkeit, anfangs ein zu detailliertes Netz zu erstellen, und die Größe des Netzes muss nicht mehr erraten werden.
Mit GPAD können Sie eine Simulation mit einem weniger detaillierten Mesh beginnen. Während das Modell gelöst wird, überwacht der Solver kontinuierlich Größen wie die Spannungsschwankungen in verschiedenen Regionen und verfeinert das Mesh automatisch entsprechend. Diese Verfeinerung erfolgt durch die Anpassung vom Mesh an die zugrunde liegende CAD-Geometrie (Computer-Aided Design), um sich der tatsächlichen Form des Modells anzunähern, anstatt sich auf das gröbere Mesh zu verlassen, das bei der vorherigen Lösung verwendet wurde. Da das Re-Meshing während der Lösungsphase erfolgt, verbessert sie die Genauigkeit, ohne einen erheblichen Rechenaufwand zu verursachen.
Ressourcenvorhersage
FEA-Simulationen werden immer komplexer, mit verschiedenen Elementen, Materialien, Kontakten, Verbindungen, Randbedingungen, Lasten usw. Gleichzeitig nimmt die Nutzung von Hochleistungs-Rechenressourcen rapide zu, sowohl vor Ort als auch in der Cloud. In diesem Stadium ist die Bestimmung der optimalen Hardware-Anforderungen, wie z. B. Speicher und CPU-Anzahl, von entscheidender Bedeutung.
In der Simulationswelt, in der Lösungszeit und Kosten wesentliche Faktoren sind, ist die Kenntnis der idealen Menge an CPU-Ressourcen, die die beste Skalierbarkeit für ein effizientes Zeit- und Kostenmanagement bieten, entscheidend. Fortschritte in der Ressourcenvorhersage ermöglichen es Ihnen jetzt, dieses Problem anzugehen, indem Sie den erforderlichen Speicher, die Lösungszeit und die Skalierungsleistung des Solvers schon vor der Ausführung der Simulation vorhersagen.
Die Ressourcenvorhersage nutzt auf maschinellem Lernen basierende ML-Algorithmen zur Vorhersage des erforderlichen Speichers und der Lösungszeit für komplexe Simulationsmodelle. Diese Algorithmen analysieren Millionen von anonymen Datenpunkten aus zuvor gelösten Simulationen und vergleichen diese Daten mit dem Modell, an dem Sie gerade arbeiten, um genaue Vorhersagen zu treffen. Diese Funktion funktioniert bei linearen statischen und modalen Analysen mit iterativen und direkten Solvern. Sie bietet die Skalierungsleistung von bis zu 32 Kernen.
Topographie-Optimierung
Im Laufe der Jahre hat Ansys Mechanical verschiedene Optimierungsverfahren integriert, wie z. B. die Parameterstudie, die Gitteroptimierung und die Formoptimierung. In der neuesten Version, Ansys 2023 R1, führt Ansys eine neue Funktion ein, die Topographieoptimierung.
Bei der Konstruktion von Fertigungsstrukturen hängt die Leistung stark von der Masse ab, insbesondere wenn die Struktur dynamischen Belastungen ausgesetzt ist. Daher ist eine Gewichtsreduzierung von entscheidender Bedeutung. Herkömmliche Optimierungsmethoden sind jedoch effektiver, wenn es um dünne Strukturen geht, vor allem wenn Montage- und Konstruktionsbeschränkungen bestehen.
In solchen Fällen ist die Topographieoptimierung der am besten geeignete Ansatz. Sie ermöglicht es uns, mit Hilfe von freien Morphing-Techniken optimale Positionen von Mesh-Knoten zu ermitteln, ohne die Dicke oder Form des Designs zu verändern. Es können verschiedene Kontrollen angewendet werden, um sicherzustellen, dass das Design herstellbar bleibt. Dieser Ansatz trägt dazu bei, Aspekte wie Geräusch, Vibration, Härte (NVH), Ermüdung und Crashverhalten zu verbessern und/oder das Gewicht der Struktur zu reduzieren.
Kontaktkonfiguration
Das Einrichten von Kontakten für die Rohbausimulationen kann ein komplexer und zeitaufwändiger Prozess sein. „Body in White“ bezieht sich auf die Karosseriestruktur des Fahrzeugs, bevor andere Komponenten wie Motor, Innenraum und Außenhaut hinzugefügt werden. BIW-Simulationen beinhalten verschiedene miteinander verbundene und verknüpfte Merkmale und verschiedene Arten von Kontakten, einschließlich Kleben, Schweißen, Nieten und mehr. Bisher mussten die Benutzer mehrere Kontakte manuell erstellen und sie sorgfältig auf den richtigen Seiten ihrer Schalen konfigurieren.
In Ansys Mechanical 2023R1 wurden Verbesserungen vorgenommen, um den Einrichtungsprozess zu vereinfachen. Jetzt kann der Anwender angeben, dass die Zielfläche doppelseitig ist, wobei sowohl positive als auch negative normale Zielflächen berücksichtigt werden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, mehrere Kontaktdefinitionen zu erstellen, was Zeit und Aufwand spart.
Mikko Hinkkanen, Customer Success Manager
