ANSYS WorkBench對(duì)CAE技術(shù)及流程的協(xié)同實(shí)現(xiàn)

2013-08-07 by:廣州有限元培訓(xùn)實(shí)踐中心來源:仿真在線

WorkBench作為ANSYS的新一代多物理場協(xié)同CAE仿真環(huán)境,其獨(dú)特的產(chǎn)品架構(gòu)和眾多的支撐性產(chǎn)品模塊為各種類型研發(fā)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜CAE應(yīng)用提供了非常優(yōu)秀的協(xié)同環(huán)境,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是對(duì)各種CAE應(yīng)用技術(shù)的協(xié)同、二是對(duì)CAE應(yīng)用流程的協(xié)同。

CAE技術(shù)協(xié)同
目前企業(yè)中常見的CAE技術(shù)應(yīng)用環(huán)境,通常有多種不同類型的CAD軟件和多種不同類型、不同學(xué)科領(lǐng)域(結(jié)構(gòu)/流體/電磁等)的CAE軟件一起為研發(fā)服務(wù),這里面的主要問題包括:

    * 各CAE都采用自己獨(dú)有的前后處理程序,數(shù)量多,學(xué)習(xí)和掌握困難,相互之間難以共享模型和數(shù)據(jù);
    * 不同學(xué)科CAE間難以相互傳輸計(jì)算結(jié)果和載荷數(shù)據(jù),無法有效地進(jìn)行耦合分析;
    * 各CAD與各CAE間的數(shù)據(jù)接口關(guān)系復(fù)雜,在版本一致性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性方面難以保證;
    * 任何設(shè)計(jì)修改過程都是一個(gè)完整的CAD→數(shù)據(jù)傳輸→模型化→求解→后處理評(píng)判→CAD過程,繁雜冗長。

在ANSYS WorkBench的基礎(chǔ)上,即使CAE求解器保持不變,整個(gè)CAE技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境也會(huì)發(fā)生很大的改觀,主要體現(xiàn)在:

    * 各CAE間共用模型處理環(huán)境且與各CAD間是雙向“參數(shù)”鏈接(而非純粹的“數(shù)據(jù)”傳遞),無縫共享模型與數(shù)據(jù),且接口單一,能實(shí)現(xiàn)不同來源CAD數(shù)據(jù)的裝配和參數(shù)管理;
    * 前后處理環(huán)境單一,便于學(xué)習(xí)掌握及各部門/人員間的技術(shù)交流;
    * 內(nèi)置耦合機(jī)制使不同學(xué)科CAE間能便捷地傳輸計(jì)算結(jié)果和載荷數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)耦合;
    * 多種途徑可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)修改過程:原始方式直接在DesignModeler中更改CAD參數(shù)、利用ParaMesh多學(xué)科網(wǎng)格隨移技術(shù)直接實(shí)現(xiàn)參數(shù)化網(wǎng)格模型修正。

如果各學(xué)科都采用ANSYS求解器,則整個(gè)CAE技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境將異常簡潔,如圖1所示。ANSYS各專業(yè)學(xué)科的求解器不單是在本專業(yè)內(nèi)做到了最強(qiáng),而且相互之間的耦合也最徹底,比如,最新版本的ANSYS結(jié)構(gòu)分析(Structural)和流體分析(CFX)已經(jīng)完整實(shí)現(xiàn)了在單一使用界面下的直接雙向耦合計(jì)算,對(duì)工業(yè)界常見的復(fù)雜流固耦合問題(如顫振、流致振動(dòng)等)提供了無出其右的解決方案。

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圖1完整而簡潔的純ANSYS多物理場CAE協(xié)同仿真環(huán)境

CAE流程協(xié)同
目前企業(yè)中常見的CAD-CAE設(shè)計(jì)分析流程的主要問題包括:

    * 一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過程需要在CAD設(shè)計(jì)部門(或人員)與CAE分析部門(或人員)間多次往復(fù),來回多次的數(shù)據(jù)交換費(fèi)時(shí)、繁雜而易出錯(cuò);
    * 分析工作進(jìn)行的時(shí)候,設(shè)計(jì)工作通常只能等待,浪費(fèi)時(shí)間、效率低下;
    * 從多個(gè)設(shè)計(jì)部門(或人員)傳來的分析任務(wù)使分析部門(或人員)常常疲于應(yīng)付,沒有時(shí)間和精力進(jìn)行開拓性的或高級(jí)的CAE研究工作。

在WorkBench環(huán)境下,基于與ANSYS其它產(chǎn)品完全統(tǒng)一的核心技術(shù),ANSYS提供了一整套以DesignSpace為主的專門面向設(shè)計(jì)人員使用的設(shè)計(jì)前期校驗(yàn)分析工具集,它集結(jié)構(gòu)、疲勞、優(yōu)化、可靠性、穩(wěn)健性等設(shè)計(jì)分析能力于一體,具有快捷和智能兩大特點(diǎn),使設(shè)計(jì)人員自己即可輕松地完整方案評(píng)價(jià)及優(yōu)化的主要工作。如圖2所示,在設(shè)計(jì)部門開展CAE分析工作的好處有:

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圖2 在設(shè)計(jì)部門引入校驗(yàn)分析

* 大量減少部門(或人員)間的數(shù)據(jù)交換和技術(shù)溝通,提高工作效率和工作可靠性;
* 解放分析人員,使其能進(jìn)行更高級(jí)的研究工作,提高CAE應(yīng)用水平和效益;

    WorkBench本身既是一個(gè)成熟的多物理場協(xié)同CAE仿真平臺(tái),又是一個(gè)基于最新軟件技術(shù)的開放式開發(fā)平臺(tái),利用其開發(fā)包WorkBench SDK可以非常便捷地實(shí)現(xiàn)諸如專用程序開發(fā)、流程自動(dòng)化和簡化、專家經(jīng)驗(yàn)的保存和固化、分析規(guī)范的保存和固化、自有程序的包裝、其它程序的集成等眾多的用戶化開發(fā)功能。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)與分析間的關(guān)系就簡化為:
    * 分析部門(或人員)根據(jù)需求為設(shè)計(jì)部門量身定做針對(duì)各種特定產(chǎn)品的專用分析程序,這些程序融專家經(jīng)驗(yàn)、自有程序、分析規(guī)范等為一體,完全專用化和自動(dòng)化,一次定制,終身受益;
    * 設(shè)計(jì)部門(或人員)在針對(duì)性極強(qiáng)的專用程序上輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)/分析/優(yōu)化/評(píng)價(jià)等工作;

ANSYS WorkBench多物理場協(xié)同仿真環(huán)境充分體現(xiàn)了ANSYS公司“面向?qū)崒?shí)在在的工業(yè)需求,以技術(shù)為本,以優(yōu)化用戶產(chǎn)品研發(fā)流程為目標(biāo),為用戶提供完整CAE解決方案”的宗旨。在WorkBench環(huán)境下,整個(gè)CAE應(yīng)用的方式和意義都將發(fā)生革命性的變化。

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