ANSYS Mechanical模块功能及应用介绍

ANSYS Mechanical包含通用结构力学分析部分（Structure模块）、热分析部分（Professional）及其耦合分析功能。

ANSYS Mechanical具有一般静力学、动力学和非线性分析能力，也具有稳态、瞬态、相变等所有的热分析能力以及结构和热的耦合分析能力，可以处理任意复杂的装配体，涵盖各种金属材料和橡胶、泡沫、岩土等非金属材料。

ANSYS Mechanical的耦合场分析功能具有声学分析、压电分析、热/结构耦合分析和热/电耦合分析能力。

ANSYS Mechanical也可与ANSYS CFX专业流体分析模块进行实时双向的流固耦合分析。

特色功能

• 前后处理
  
  
  
  • 双向参数互动的CAD接口
    
  • 智能网格生成器
    
  • 各种结果的数据处理
    
  • 各种结果的图形及动画显示
    
  • 全自动生成计算报告

• 结构静力分析（线性/非线性）
  
• 叠层复合材料（非线性叠层壳单元、高阶叠层实体单元、Tsai-Wu失效准则、图形化）
  
• 非线性分析能力
  
  
  
  • 几何非线性（大变形、大应变、应力强化、旋转软化、压力载荷强化）
    
  • 材料非线性（近70种非线性材料本构模型，含：弹塑性、蠕变、粘塑性、粘弹性、超弹性、非线性弹性、岩土和混凝土、膨胀材料、垫片材料、铸铁材料等）
    
  • 单元（或称边界/状态）非线性
    
    
    
    
    
    
    
    
    • 高级接触单元（点对点接触、点对面接触、刚对柔面面接触、柔对柔面面接触、线性接触（MPC）等，支持大滑移和多种摩擦模型，支持多场耦合接触）
      
    • 其它非线性单元（旋转铰接单元、弹簧－阻尼器单元、膜壳单元、……）

• 动力学分析能力
  
  
  
  • 模态分析（自然模态分析、预应力模态分析、循环对称模态、阻尼复模态、模态综合分析）
    
  • 谐响应分析
    
  • 瞬态分析（线性/非线性、多种算法）
    
  • 响应谱和随机振动分析（单点谱、多点谱、功率谱）
    
  • 转子动力学分析
  
  
  
• 屈曲分析（线性屈曲、非线性屈曲、循环对称屈曲分析）
  
• 高级对称分析（循环对称模态分析、循环对称结构静力分析、轴对称、平面对称和反对称）
  
• 断裂力学分析（应力强度因子、J积分、裂纹尖端能量释放率）
  
• 通用疲劳分析
  
• 结构热分析部分（Professional）
  
  
  
  
  • 稳态温度场（热传导、热对流、热辐射）
    
  • 瞬态温度场（热传导、热对流、热辐射、相变）
    
  • 管流热耦合
    
  • 支持复杂热载荷和边界条件
    
  • 非线性特性（接触传热、非线性材料）
  
  
  
• 耦合场分析部分及其它功能
  
  
  
  
  • 静流体分析（流固耦合静动力分析）
    
  • 声学分析（声波在各种声学介质中的传播、声波的反射和吸收（远场））
    
  • 耦合场分析
  
  
  
• 设计优化：多种优化算法、多种辅助工具
  
• 拓扑优化：拓扑形状优化、拓扑频率优化

• 概率设计系统(PDS)
  
  
  
  
  • 十种概率输入参数
    
    
    
    
    
  • 参数的相关性
    
  • 两种概率计算方法：蒙特卡罗法、响应面法
    
  • 支持分布式并行计算
    
  • 可视化概率设计结果

• 其它实用技术
  
  
  
  
  • P单元、子结构、子模型分析技术
    
  • 单元生死分析技术
    
  • 专用单元（螺栓单元、真实截面梁单元、表面效应单元、轴对称谐波单元、……）
  
  
  
• 二次开发特征
  
  
  
  
  • ANSYS参数化设计语言(APDL)
    
  • 用户可编程特性（UPF）
    
  • 用户界面设计语言(UIDL)
    
    
    
    
    
  • 专用界面开发工具（TCL/TK）
    
  • 外部命令
  
  
  
• 求解器：直接求解器、多种迭代求解器、特征值求解器

• 并行求解器
  
  
  
  • 分布式ANSYS 求解器：包括两个稀疏矩阵求解器（“Sparse”和“Distributed Sparse”直接求解器）、一个PCG求解器和一个JCG求解器
    
  • 代数多重网格求解器AMG：支持多达8个CPU的共享式并行机（CPU每增加一倍，求解速度提高80％，对病态矩阵的处理性能优越）

客户价值

• 提供与CAD软件的双向几何接口；
  
• 对复杂装配体自动生成接触，也提供手动生成接触的向导；
  
• 软件高效的并行求解器，提供超大规模模型求解能力；
  
• 提供强大的非线性分析能力，在三个方面具有独特优势：先进的非线性单元、广泛的非线性材料模式和稳健的接触分析；
  
• 全面的动力学分析能力；
  
• 耦合场求解功能，有效处理诸如摩擦生热、接触传热、焊接过程分析等热/结构分析问题，以及压电、热/电耦合和声学问题。