Ansys программа для расчета конструкций

Применение ANSYS для расчета строительных конструкций

Категория слушателей: ГИПы, ГАПы, архитекторы, инженеры-конструкторы, специалисты-расчетчики, специалисты разделов КМ и КЖ, инженеры ПТО, инженеры-технологи, техники и др. Наличие профильного «строительного» образования НЕ является обязательным условием участия в курсах.

1. Создание,исправление и импорт геометрии с помощью ANSYS DesignModeler.
   Введение в ANSYS Workbench. Пользовательский интерфейс ANSYS Workbench. Введение в ANSYS DesignModeler. Пользовательский интерфейс DesignModeler. Построение эскизов в плоскости. Операции трехмерного моделирования. Редактирование и исправление геометрии с дефектами. Импорт моделей из CAD-систем. Параметризация геометрии в рамках ANSYS Workbench.
2. Создание расчетной сетки в ANSYS Meshing.
   Введение в ANSYS Meshing. Пользовательский интерфейс ANSYS Meshing. Методы построения расчетной сетки. Глобальные настройки для генерации расчетной сетки. Методы локального контроля при построении расчетной сетки. Проверка качества расчетной сетки.
3. Введение в ANSYS Mechanical.
   Основы работы с ANSYS Mechanical. Особенности подготовки геометрической модели к конечно-элементному расчету. Генерация контактных элементов. Генерация конечно-элементной сетки. Решение статической задачи в линейной упругой постановке: задание нагрузок и граничных условий, настройка параметров решателя. Вывод результатов расчета и постпроцессинг. Проведение модального анализа, настройка параметров решателя. Проведение модального анализа для предварительно нагруженной конструкции. Основы тепловых расчетов. Линейный расчет устойчивости. Комбинирование расчетных случаев. Работа с Parameter-manager.
4. Основы метода конечных элементов (МКЭ) .
   Примеры применения МКЭ при решении задач механики твердого деформированного тела и теплопередачи. Краткий сравнительный анализ возможностей различных МКЭ-пакетов (SCAD, Lira, SOFISTIK, Robot Millennium, MicroFe, NASTRAN, ABAQUS, STAAD, LS-DYNA, ANSYS и др.).
5. Основы работы и расчет строительных конструкций в ANSYS.
   Типы конечных элементов. Построение геометрической модели, задание свойств материалов, построение сетки, приложение нагрузок (в том числе ограничения степеней свободы), проведение расчета, анализ и обработка результатов. Линейный и нелинейный расчеты. Динамические и температурные воздействия. Приложение CivilFEM.
6. Основы детального моделирования строительных конструкций в ANSYS.
   Основные подходы к моделированию; микро- и макромоделирование; гомо- и гетерогенный подходы. Учет анизотропии и ортотропии, геометрической и физической нелинейности. Моделирование железобетона как конструкции, состоящей из бетона и арматуры. Моделирование каменной (кирпичной) кладки как конструкции, состоящей из кирпича и раствора; моделирование деревянных элементов, моделирование стальных элементов; моделирование узлов сопряжения элементов конструкций; моделирование «фундамент-основание»; моделирование сводчатых и сложных пространственных конструкций. Основы механики разрушения; моделирование развития трещин.
7. Применение ANSYS при анализе повреждений существующих строительных конструкций, прогнозировании развития повреждений при новом строительстве.
   Опыт применения МКЭ-пакетов в инженерной практике на примере зданий и сооружений Санкт-Петербурга.

Для участия необходимо заблаговременно выслать заявку на участие и копию диплома об образовании на stroikursi@mail.ru
или stroikursi@spbstu.ru

	Занятия проходят в вечернее время с 18.30 до 21.30		Стоимость обучения 2 8 000 руб.		Продолжительность обучения — 8 рабочих дней.
	Удостоверение установленного образца Политехнического Университета		Все занятия — практические! Занятия проходят в компьютерном классе		Место проведения занятий — ул. Политехническая, д.29 , Гидрокорпус-2

ANSYS Workbench

Среда ANSYS Workbench является основным инструментом, на котором базируется концепция «Проектирование изделий на основании результатов инженерных расчетов». Тесная интеграция между компонентами приложений дает беспрецедентную легкость использования при подготовке и проведении расчетов, а также при решении сложных междисциплинарных задач.

Инновационная схема проекта

Инновационная схема проекта внутри платформы ANSYS Workbench меняет порядок проведения расчетов. Проекты представляются в виде взаимосвязанных систем в форме блок-схемы. С первого взгляда можно понять инженерный замысел, взаимосвязи между данными и состояние проекта расчета.

Схема с общим видом проекта расчета целиком

Междисциплинарные расчеты по технологии drag-and-drop («перенеси и отпусти»)

Построение сложнейших сопряженных расчетов, включающих в себя разные области физики, осуществляется при помощи простой операции drag-and-drop («перенеси и отпусти»). Нужно просто взять последующий расчет, перетащить его и отпустить на исходном расчете, при этом автоматически сформируются необходимые связи для передачи данных. В качестве примера ниже схематически показан односторонний расчет взаимодействия текучей среды и конструкции (расчет жидкостно-конструкционного взаимодействия).

Междисциплинарный расчет по принципу «перенеси и отпусти»: связи в схеме проекта (слева) соответствуют передаче данных между разными областями физики и ветке импортированных нагрузок в дереве модели приложения ANSYS Mechanical (справа).

Порядок расчета регулируется полностью определенными системами анализа

Работа со схемой проекта вносит ясность и систематизирует процесс. Можно перетащить желаемый тип анализа из панели инструментов слева и положить его на схему проекта. Системы анализа содержат все необходимые компоненты, определяющие порядок работы в процессе расчета, прорабатывая систему сверху вниз. Весь процесс однозначен и непреложен.

После перетаскивания желаемого типа анализа на схему проекта «пройдитесь» по системе сверху вниз, чтобы система анализа стала полностью определенной. Иконки статусов в правой части каждой ячейки точно показывают прогресс. В данном случае, анализ готов до ячейки «сетка» (meshing) включительно.

Интегрированное управление параметрами

Как всегда, приложения, размещенные на платформе ANSYS Workbench, поддерживают изменение параметров, включая CAD-параметры, свойства материалов, граничные условия и производные результирующие параметры. Параметры, заданные внутри приложения, управляются из окна проекта, облегчая исследование множества вариаций расчета. Из окна проекта можно выстроить серии точек проекта (комбинации вариантов конструкции, свойств материалов, нагрузок и граничных условий) в виде таблицы и просчитать все варианты за один раз.

Напрямую из схемы проекта можно управлять имеющимися в расчете параметрами. Можно задать таблицу изменений параметров и выполнить расчет вариаций конструкции в пакетном режиме.

Для максимально эффективного использования всех возможностей параметрических расчетов можно использовать модуль ANSYS DesignXplorer с заданным набором параметров. При этом поддерживаются такие типы параметрической оптимизации, как планирование эксперимента, оптимизация с целью достижения заданных параметров, поиски минимальных/максимальных значений. Возможен расчет влияния неопределенности входных параметров методом «шести сигм» для исследования отказоустойчивости конструкций. Данные возможности доступны для всех приложений, для всех областей физики и для всех решателей, поддерживаемых в рамках платформы ANSYS Workbench (включая Mechanical APDL).

Автоматическое обновление/перестроение на уровне проекта

В любую часть расчета можно внести изменения, а платформа ANSYS Workbench выполнит запуск нужных приложений для автоматического обновления/перестроения проекта. Таким образом, значительно снижаются временные затраты на итерации по перебору точек проекта (вариантов конструкции).

Ansys Mechanical

Флагманские продукты Ansys для решения задач механики деформируемого твердого тела — от линейных прочностных расчетов для быстрой оценки напряженно-деформированного состояния конструкции до сложных многодисциплинарных расчетов, интегрированных в Ansys Workbench

Ansys Mechanical — это передовые инструменты для решения широкого спектра задач механики деформируемого твердого тела с учетом нелинейных свойств материалов, пластичности и контактного взаимодействия, в том числе задач линейной/нелинейной динамики, теплообмена, акустики, а также выполнения различных многодисциплинарных расчетов.

Инструменты Ansys Mechanical поддерживают связь со всеми современными CAD-системами, а также большинство форматов для импорта и экспорта геометрии.

Функциональность Ansys Mechanical

• Большое разнообразие связей — от линейных неразъемных контактов, слияний узлов на сеточном уровне и шарниров до нелинейных контактных взаимодействий, автоматического определения и настройки контактов и шарниров
• Все модели механических и тепловых свойств материалов (в т.ч. упругие, вязкопластичные, ортотропные, с упрочнением и разупрочнением, пористые, хрупкие (стекло, керамика), бетоны, грунты и др.)
• Создание пользовательских моделей материалов
• Прямое геометрическое моделирование в Ansys SpaceClaim
• Импорт геометрии из любой CAD-системы
• Импорт граничных условий и предварительного натяжения болтов
• Связанные расчеты (виброакустика, электрика – магнетизм, электростатика – прочность, магнетизм – прочность, электромагнетизм – теплообмен, пьезоэлектрика, пьезорезистивность, теплообмен – электрика, теплообмен – прочность, теплообмен – электрика – прочность)

• Моделирование поведения композиционных материалов, учет драпировки, расчет расслоения и термополимеризации
• Расчет сейсмических, монтажных, инерционных, тепловых нагрузок
• Расчет морских сооружений (волновые, ветровые нагрузки, нагрузки от течений, швартовка)
• Моделирование процессов аддитивного производства
• Анализ усталостной долговечности
• Анализ абсолютно твердых тел
• Многокритериальная параметрическая и топологическая оптимизация
• Удобная визуализация результатов (цветами, векторами, изоповерхностями, анимацией)
• Высокопроизводительные расчеты с использованием многоядерных процессоров и возможностью распределенных вычислений на кластере
• Создание пользовательских макросов на внутреннем параметрическом языке (APDL)
• Кастомизация на базе Ansys Customization Suite (ACS)
• Полная интеграция в расчетную среду Ansys Workbench

Расчетные возможности

• Статические расчеты
• Динамические расчеты
• Гидравлические расчеты
• Тепловые расчеты
• Акустические расчеты

• Определение напряженно-деформированного состояния (НДС) элементов конструкции
• Определение НДС с учетом нелинейных моделей материалов
• Решение контактных задач: моделирование уплотнений, моделирование процессов формообразования и формоизменения, моделирование зубчатых зацеплений и муфт, моделирование болтовых соединений и т.д.
• Определение НДС конструкций, возникающего от тепловых деформаций
• Расчет на прочность и устойчивость зданий и сооружений с учетом нелинейного поведения материалов, например, бетона или грунтового основания

• Определение отклика конструкции на гармоническое воздействие
• Расчет по спектрам отклика для определения сейсмостойкости зданий и сооружений, а также для оценки ударного, волнового, аэродинамического или вибрационного воздействия на оборудование
• Определение отклика конструкции на случайное внешнее воздействие
• Динамический расчет во временной области для определения нестационарного отклика конструкции в результате воздействия переменных во времени нагрузок

• Моделирование гидростатической несжимаемой жидкости или идеального газа
• Расчет тонкой масляной пленки и течения Куэтта между движущимися относительно друг друга поверхностями
• Учет массового расхода жидкости в трубе при линейном тепловом расчете труб методом конечных элементов
• Анализ внутреннего и внешнего давления в трубе при линейном прочностном расчете методом конечных элементов
• Моделирование неподвижной жидкости с подвижной свободной поверхностью
• Учет внешнего давления жидкости на полностью или частично погруженные конструкции
• Анализ морских сооружений

• Моделирование теплопроводности изотропного или ортотропного материала, конвективного теплообмена и теплообмена излучением с окружающей средой и/или между поверхностями тел
• Передача температурных полей и тепловых граничных условий, полученных аналитически или при помощи других программных продуктов

• Определение акустического поля рассеяния объектов различной формы
• Анализ формирования электрического сигнала в пьезоэлектрике под воздействием падающей акустической волны
• Оценка распространения акустической волны от пьезоэлектрика, на который подано электрическое напряжение

Хотите всегда быть в курсе последних новостей и событий?
Подпишитесь на рассылку
Связанные материалы

Видео уроки

Решение нелинейных задач в ANSYS Mechanical на примере осевого растяжения-сжатия многослойного сильфона. В видеоуроке рассмотрена методика построения жесткостной характеристики многослойного сильфона. Учитывается нелинейный контакт с трением между слоями сильфона. Продемонстрированы упрощенные постановки задачи с использованием линейных контактов, проанализирована разница результатов. Урок будет полезен пользователям, начинающим знакомство с решением нелинейных задач.

10 января, 2019

Вебинары

На мастер-классе показано построение модели работы ковша экскаватора в Rocky DEM, импорт получаемых им нагрузок в Ansys Mechanical с последующим анализом напряжений и деформаций в ковше, возникающих во время его работы.

26 октября, 2021

Конференция

01.12 — 02 декабря, 2020

Учебный курс

Учебный курс

Учебный курс

Презентации

Создание методики решения связанной задачи течения и теплообмена

25 ноября, 2019

Презентации

Нововведения в области многодисциплинарного моделирования в ANSYS Mechanical

22 ноября, 2019

Презентации

Нововведения ANSYS Mechanical

22 ноября, 2019

Программный продукт

Программный продукт

Программный продукт

Новости

Цифровая трансформация экономики уже начала приносить результаты, обозначив конкурентное преимущество тех компаний, которые научились использовать огромный потенциал прорывных технологий Индустрии 4.0 — промышленный интернет вещей, машинное обучение, цифровые двойники, моделирование, дополненную реальность, как в производстве, так и при эксплуатации оборудования и промышленных объектов.

24 июня, 2019

Новости

Уважаемые коллеги, приглашаем вас принять участие в бесплатных вебинарах на русском языке от специалистов CADFEM CIS по актуальным обновлениям ANSYS. Регистрируйтесь на интересующие вас темы, чтобы задать свои вопросы экспертам!

31 мая, 2019

Новости

Ansys программа для расчета конструкций

Я занимаюсь компьютерным моделированием в инженерной сфере на протяжении двадцати лет. Точно не знаю, почему так сложилось, но что есть, то есть. В 1996 году, когда я учился на инженера, значительная часть моей образовательной программы была посвящена изучению основ метода конечных элементов (МКЭ) для расчётов на прочность и вычислительной гидрогазодинамики для расчёта течения жидкости и газа. Мы тратили чрезмерное количество времени на ручной расчет балки под нагрузкой, разбитой на пять конечных элементов. Страшно подумать, сколько деревьев было принесено в жертву моим неряшливым расчетам.

Благодаря этому опыту я понял две вещи. Во-первых, МКЭ чрезвычайно полезен: он позволяет получить решение практических инженерных задач, а во-вторых, использование программного обеспечения является необходимым условием для работы с более-менее серьезными моделями. Полагаю, если бы я анализировал только изменение некоторых параметров задачи: скажем, нагрузки на балку, ее длины и материала, было бы достаточно таблицы Excel или чего-то подобного, но, разумеется, такое решение не является масштабируемым.

Настоящая ценность МКЭ пакетов в том, что они дают возможность получить решение инженерных задач быстрее и дешевле, чем любым другим методом.

Чтобы в максимальной степени задействовать потенциал МКЭ программы, необходимо ставить перед ней различные задачи. Что если отверстия будут большего диаметра или их количество будет увеличено? Что если деталь будет не стальной, а алюминиевой? А что если увеличить нагрузку? Для эффективного решения этих задач необходимо иметь возможность создания модели, которую можно настроить один раз, а далее перевыполнять расчет для ответа на каждый конкретный вопрос.

Итак, первый кит расчёта конструкций – постоянство и предсказуемость поведения программы. Для эффективного анализа конструкции необходима модель, которая способна надежно и предсказуемо реагировать на изменения нагрузок, материала и геометрии.

Несложно построить модель, которая сохраняет свои предыдущие настройки при изменении отдельных размеров или значений параметров, но как насчет изменений в топологии? Скажем, различные варианты конструкции могут иметь различное количество отверстий, и задавать условия закрепления для каждого случая вручную – слишком трудоемкая работа.

Необходим более эффективный способ, позволяющий выбрать все отверстия сразу.

На рисунке выше показана выборка объектов (грани, выделенные красным цветом), параметры нагружения которых будут автоматически обновляться при изменении количества отверстий. Для этого используется цилиндрическая система координат, а в качестве объектов выборки заданы грани, которые находятся между двумя значениями координаты Х (на рисунке выше эти границы показаны желтой и голубой окружностями). Теперь при изменении геометрии модели все отверстия будут выбраны автоматически, как показано на рисунке справа.

Второй кит – возможность параметризации расчета. Если программа позволяет предсказуемо рассчитывать различные модели, можно автоматически выполнять расчеты для анализа вариантов конструкций и схем нагружения. Механизм, обеспечивающий автоматизацию анализа, включает в себя возможность параметризировать свойства модели, её геометрические характеристики (количество отверстий, толщину материала и т.д.), выбор материала или его свойств, а также величины нагрузки.

Иногда возникает необходимость задавать параметры модели посредством некоторых логических зависимостей. Скажем, нужно приложить одно значение силы, если в модели четыре отверстия или меньше, и другое, если отверстий больше четырёх.

И это вполне возможно.

Для этого необходимо задать выражение для искомой переменной в ANSYS DesignXplorer и использовать логические переменные: (((P1>4)*10)+((P1<5)*5))*(1[N]/1[m^2])

Представленное выше выражение состоит из двух частей. В первой происходит вычисление безразмерного результата по параметру P1, задающему количество отверстий в нашей модели. Если оно больше четырех, то выражение (P1>4) дает результат единицу (истина). Подобным образом работает и выражение (P1<5). Если модель, например, будет иметь 4 отверстия, то прикладываемое давление будет равно 5 Па, если 6 отверстий – 10 Па.

1[N]/1[m^2] – часть выражения, о которой некоторые пользователи забывают. Параметры DesignXplorer должны иметь единицы измерения. Так как мы определяем величину давления, нам необходимо преобразовать безразмерные числа в числа с единицами измерения давления.

Третий кит в основании ANSYS – производительность. Если решение задачи методом конечных элементов занимает больше времени, чем другие методы расчета, предыдущие два кита – предсказуемость и параметризация – становятся бессмысленными. Необходимо, чтобы каждый этап расчета занимал как можно меньше времени. Мощные рабочие станции, кластеры и облачные вычисления – все это обеспечивает вычислительную мощность, но может ли МКЭ программа воспользоваться этой мощностью? Чтобы в полной мере использовать вычислительные ресурсы, решатель должен быть способен эффективно разделить выполнение задачи и работать со всеми доступными процессорами и ядрами.

Даже с применением самого быстрого на сегодняшний день решателя время до получения результата может быть ограничено временем на подготовку модели к расчёту. Возможность оперативно создавать МКЭ модели и как можно быстрее переходить к выполнению расчета зависит от каждого этапа работы с программой. Так что, скорость работы и эффективность программного обеспечения определяется не только скоростью решателя, но и удобным и производительным интерфейсом.

ANSYS Mechanical на протяжении многих лет расширяет границы возможного, предоставляя пользователям надежные и быстрые инструменты для решения инженерных задач. Три кита, на которых основан расчёт конструкций в ANSYS – отличный повод задать себе вопрос, а так ли эффективно я работаю, как мог бы? Или я трачу слишком много времени на сам процесс работы в МКЭ пакете, а не на принятие решений на основании результатов моделирования?

Если у вас есть желание узнать больше о трёх основах ANSYS Mechanical, почему бы не посмотреть материалы нашего вебинара, который состоялся 25 августа?

Вы узнаете, каким образом с помощью высокопроизводительных инструментов для МКЭ расчёта можно создавать модели, которые не просто дают некоторое представление о проблеме, а обеспечивают её всестороннее понимание.

Автор: Ричард Митчелл

ВОЗМОЖНО ЭТО ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ:

10 лучших «образвлекательных» и инженерных каналов YouTube

Научно-популярные и развлекательные видео – прекрасный и востребованный способ изучения технологических достижений.