【正文】 物時(shí)的相互干擾發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣與機(jī)體的相互干擾風(fēng)洞試驗(yàn)的數(shù)值模擬 導(dǎo)彈巡航飛行時(shí)的氣動(dòng)力導(dǎo)彈大攻角帶滾轉(zhuǎn)飛行時(shí)的氣動(dòng)力戰(zhàn)斗機(jī)與導(dǎo)彈的相互干擾航天飛機(jī)巡航飛行時(shí)的氣動(dòng)力導(dǎo)彈舵面偏轉(zhuǎn)時(shí)的氣動(dòng)Cart3D已在 NASA 的各研究中心和Boeing Commercial Airplane Group, Lockheed Missiles and Space Company等政府機(jī)構(gòu)和公司得到了廣泛的應(yīng)用，已用于多種型號的氣動(dòng)設(shè)計(jì)和分析。上圖給出了Cart3D計(jì)算與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果的比較，兩者非常接近。 設(shè)計(jì)人員快捷分析工具箱* 快捷分析工具DesignSpace：DesignSpace是專門為設(shè)計(jì)人員定制的設(shè)計(jì)前期CAE工具，分析工程考慮設(shè)計(jì)人員的特點(diǎn)，使用工程化語言，分析功能簡捷，適合于設(shè)計(jì)前期的零部件分析，自動(dòng)生成計(jì)算報(bào)告。它可集成于各類主流的CAD系統(tǒng)，與CAD軟件進(jìn)行雙向參數(shù)傳遞，同時(shí)具有與PDM系統(tǒng)的接口，管理和比較多種設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)過程中及時(shí)評價(jià)各種設(shè)計(jì)方案的性能，引導(dǎo)設(shè)計(jì)向正確的方向進(jìn)行。 * 快捷實(shí)體建模工具DesignModeler：基于Parasolid內(nèi)核、以CAE分析為目的的實(shí)體建模工具，包含了普通CAD軟件的強(qiáng)大的實(shí)體建模能力和方便性，同時(shí)考慮了CAE分析的特殊需求。另外，DesignModeler也可以直接導(dǎo)入CAD模型，考慮CAE分析的特殊需求，對之進(jìn)行修補(bǔ)，使之適應(yīng)仿真需求。 * 快捷優(yōu)化工具DesignXplorer： DesignXploere是適合于設(shè)計(jì)人員的多目標(biāo)快速優(yōu)化工具，通過先進(jìn)的抽樣技術(shù)，通過最少的方案計(jì)算，就可以得到設(shè)計(jì)空間，并用2D曲線或3D曲面圖形象地表示，對設(shè)計(jì)修改方案提供瞬時(shí)反饋。同時(shí)在設(shè)計(jì)空間直接查詢得到滿足多個(gè)目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)參數(shù)可以使離散參數(shù)，如孔的直徑。* 快捷疲勞分析工具Fatigue：簡捷疲勞分析工具，采用廣泛使用的應(yīng)力壽命方法，綜合考慮平均應(yīng)力、載荷條件與疲勞強(qiáng)度系數(shù)等疲勞影響因素并按線性累積損傷理論進(jìn)行疲勞計(jì)算。ANSYS DesignSpaceANSYS DesignSpace是專門為設(shè)計(jì)工程師開發(fā)的CAE工具；該工具可集成于主流CAD軟件之中，采用工程化的界面語言，通過基于知識的有限元自動(dòng)化技術(shù)，依托于30多年CAE經(jīng)驗(yàn)的ANSYS技術(shù)底蘊(yùn)，為設(shè)計(jì)人員帶來了一個(gè)不需專業(yè)CAE知識即可輕松地對設(shè)計(jì)進(jìn)行分析的工具。這一工具與ANSYS DesignXplorer相結(jié)合，可在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前期對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)的分析、評估和優(yōu)化，進(jìn)而以最短的設(shè)計(jì)周期和最低的設(shè)計(jì)成本設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的產(chǎn)品。 ANSYS DesignSpacee是一個(gè)完全參數(shù)化的環(huán)境，可與CAD系統(tǒng)進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳遞和鏈接。ANSYS DesignSpace具有多種智能化的分析“向?qū)А保褂萌藛T只需一步步跟著“向?qū)А?，即可完成某種特定的分析。自動(dòng)裝配功能可自動(dòng)探測接觸面，自動(dòng)定義接觸，從而使復(fù)雜的接觸分析變得簡單容易。獲得美國專利的工程計(jì)算報(bào)告自動(dòng)生成技術(shù)，可大大減輕設(shè)計(jì)人員的工作量，并便于計(jì)算報(bào)告的管理和規(guī)范化。ANSYS DesignSpace產(chǎn)品功能分析功能 與CAD相關(guān)及雙向參數(shù)傳遞線性靜力及非線性接 觸變形安全系數(shù)計(jì)算模態(tài)及預(yù)應(yīng)力模態(tài)熱及熱應(yīng)力非線性材料熱屬性非線性對流換熱系數(shù)拓?fù)鋬?yōu)化自動(dòng)自適應(yīng)精度參數(shù)分析參數(shù)改變可自動(dòng)生成或刷新幾何按新參數(shù)值自動(dòng)重新計(jì)算結(jié)果列表式參數(shù)研究參數(shù)顯示及修改參數(shù)數(shù)據(jù)輸出到Excel網(wǎng)格劃分實(shí)體、殼網(wǎng)格劃分網(wǎng)格預(yù)覽自動(dòng)六面體或四面體網(wǎng)格劃分初始網(wǎng)格尺寸控制手動(dòng)網(wǎng)格細(xì)分計(jì)算報(bào)告自動(dòng)生成自動(dòng)生成計(jì)算報(bào)告HTML格式可客戶化的報(bào)告模板可客戶化的圖形EMAIL發(fā)布支持的CAD系統(tǒng)InventorSolid EdgePro/ENGINEERUnigraphicsMechanical DesktopCATIA 裝配分析功能自動(dòng)面面接觸設(shè)置綁定接觸無摩擦滑動(dòng)接觸 —可分離 —不可分離手動(dòng)接觸定義可按零件定義網(wǎng)格剖分的密度抽取指定的零件或部件進(jìn)行分析高級裝配的可視化用戶界面工程化的界面語言基于知識的分析“向?qū)А庇?jì)算報(bào)告自動(dòng)生成對象相關(guān)的工具前處理自動(dòng)幾何簡化可增加的材料及對流換熱系數(shù)庫結(jié)構(gòu)載荷和支承，包括力、力矩、柱面拋物面載荷、銷釘支承、無摩擦表面支承、柱面約束等熱載荷：指定溫度、對流換熱、熱通量、熱生成等后處理實(shí)時(shí)3D動(dòng)畫動(dòng)態(tài)截面顯示結(jié)果探測安全系數(shù)工具報(bào)警準(zhǔn)則收斂歷程顯示支持的幾何模型傳遞標(biāo)準(zhǔn)ParasolidSATANSYS DesignModeler搭建CAD與仿真之橋 在現(xiàn)代產(chǎn)品研發(fā)過程中，CAD系統(tǒng)的應(yīng)用是其中之關(guān)鍵。最初由工程師和設(shè)計(jì)人員建造的同一個(gè)CAD模型經(jīng)常會(huì)在更多的下一層應(yīng)用中被引用。但是，絕大部分商業(yè)CAD軟件只適用于快速成型與計(jì)算機(jī)數(shù)控程序(CNC)的應(yīng)用，極少的CAD軟件產(chǎn)品能夠在與CAE模型仿真程序配置時(shí)提供相同程度的兼容性。由于CAE仿真與快速成型和CNC對數(shù)據(jù)的要求不一樣，傳統(tǒng)慣例上工程師會(huì)利用各種方法在CAD與仿真之間鋪路搭橋，以順利傳遞數(shù)據(jù)。這些方法過去在創(chuàng)建適用于CAE分析的CAD模型方面的確起到了積極的作用，但其與生俱來的缺點(diǎn)和限制是無法避免的。現(xiàn)在，ANSYS DesignModeler(DM)模塊將提供新的CAD/CAE解決方案。DM作為ANSYS Workbench Environment的附加模塊，可以創(chuàng)建鍵連或?qū)隒AD模型，并進(jìn)行修補(bǔ)，使之適應(yīng)仿真需求。DM產(chǎn)品特點(diǎn)DM包含以下修改CAD模型的功能，使之符合仿真的需要，達(dá)成仿真目標(biāo)所需要的各項(xiàng)重要功能。這些操作功能使其成為處理各類幾何體的出色工具。Parasolid文件導(dǎo)入通過管理多體模型，實(shí)現(xiàn)裝配建模通過選擇并刪除外表面，可將CAD實(shí)體模型轉(zhuǎn)換成表面（殼）模型，并顯示外表面圖通過“二維草圖”工具和“三維特征”創(chuàng)建工具，可以創(chuàng)建全參數(shù)化的模型使用“熱點(diǎn)工具”，可在模型表面留下烙點(diǎn)，在分析時(shí)，這些點(diǎn)可以處理成焊點(diǎn)或施加點(diǎn)載荷的“硬點(diǎn)”，模擬真實(shí)的工況可用于創(chuàng)建薄板金件可使用分割操作創(chuàng)建零件中，劃分六面體網(wǎng)格的子區(qū)域在沒有適當(dāng)?shù)腃AD系統(tǒng)選擇時(shí)，DM可用來創(chuàng)建仿真模型DM創(chuàng)建的模型能以Parasolid或ANF（ANSYS幾何模型格式）文件格式輸出 DesignXplorer?DesignXplorer是與DesignSpace相配合，用于設(shè)計(jì)前期的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊。 十年前，眾多的CAD軟件將參數(shù)設(shè)計(jì)的概念介紹給設(shè)計(jì)工程師，采用參數(shù)建模技術(shù)，可快速修改零件和裝配、生成新的設(shè)計(jì)方案?，F(xiàn)在通過DesignXplorer，ANSYS為設(shè)計(jì)提供了動(dòng)態(tài)的交互工具參數(shù)分析技術(shù)，這一技術(shù)對設(shè)計(jì)方案修改帶來的變化提供了瞬時(shí)的反饋。DesignXplorer可與DesignSpace共同工作，與主流的CAD軟件進(jìn)行雙向的參數(shù)傳遞，可大大降低設(shè)計(jì)的迭代次數(shù)，加快設(shè)計(jì)流程。DesignXplorer易用的圖形用戶界面和準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果，可是設(shè)計(jì)人員專注于自己的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，從而為企業(yè)帶來更大的效益。設(shè)計(jì)參數(shù)定義表，可在CAD軟件中、DesignSpace中或在DesignXplorer中定義參數(shù)DesignXplorer可量化地研究零部件設(shè)計(jì)參數(shù)變化時(shí)結(jié)構(gòu)響應(yīng)和熱響應(yīng)的變化，并用圖形直觀地表示這些變化，由此設(shè)計(jì)人員可快速地由現(xiàn)有產(chǎn)品生成新型設(shè)計(jì)，也可根據(jù)新的工作條件對現(xiàn)有零部件進(jìn)行優(yōu)化。3D圖形導(dǎo)航可瞬時(shí)提供設(shè)計(jì)變量變化時(shí)目標(biāo)函數(shù)的3D響應(yīng)面 DesignXplorerTM產(chǎn)品功能 互操作配置 參數(shù)可以是CAD軟件中定義的，也可是DesignSpace或DesignXplorer中定義的 輸出設(shè)計(jì)變量與計(jì)算結(jié)果的2D曲線，可快速驗(yàn)證設(shè)計(jì)的變化 用3D曲面圖表示設(shè)計(jì)變量與計(jì)算結(jié)果的變化關(guān)系，利于對所設(shè)計(jì)產(chǎn)品特性的理解 傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì) 優(yōu)化后的參數(shù)可自動(dòng)傳回CAD系統(tǒng)，并自動(dòng)修改幾何模型 與CAD軟件相關(guān)DesignXplorer與多種CAD軟件雙向相關(guān)，進(jìn)行雙向的參數(shù)傳遞，支持的CAD軟件有： SolidWorks Solid Edge Mechanical Desktop Inventor Unigraphics Pro/Engineer同時(shí)支持以下幾何模型傳遞標(biāo)準(zhǔn)： SAT Parasolid 柱狀圖顯示運(yùn)行支持的操作系統(tǒng) Windows NT Windows 2000 Windows XP ANSYS Fatigue Tool 幾乎5090% 結(jié)構(gòu)或零部件的失效都是由于材料疲勞引起的。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，工程師經(jīng)常需要一個(gè)易學(xué)易用、高效快速的疲勞分析工具進(jìn)行產(chǎn)品的疲勞設(shè)計(jì)。一般商業(yè)化的專業(yè)疲勞分析工具由于設(shè)計(jì)工程師難以掌握，不適合于在設(shè)計(jì)人員使用。ANSYS的Fatigue Tool是專門為設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工程師定制的疲勞快速分析工具，提供了易學(xué)易用的疲勞分析界面環(huán)境，只需在ANSYS應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行疲勞設(shè)計(jì)仿真。Fatigue Tool采用廣泛使用的應(yīng)力壽命方法，綜合考慮平均應(yīng)力、載荷條件與疲勞強(qiáng)度系數(shù)等疲勞影響因素并按線性累積損傷理論進(jìn)行疲勞計(jì)算。Fatigue Tool進(jìn)行疲勞分析包含三個(gè)步驟：材料疲勞性能參數(shù)設(shè)定、疲勞分析與疲勞結(jié)果評估。Fatigue Tool產(chǎn)品功能 Tool采用廣泛使用的應(yīng)力壽命方法，綜合考慮平均應(yīng)力、載荷條件與疲勞強(qiáng)度系數(shù)等疲勞影響因素并按線性累積損傷理論進(jìn)行疲勞計(jì)算。Fatigue Tool進(jìn)行疲勞分析包含三個(gè)步驟：材料疲勞性能參數(shù)設(shè)定、疲勞分析與疲勞結(jié)果評估。定義（在指定平均應(yīng)力水平時(shí)的）SN數(shù)據(jù) 疲勞載荷與平均應(yīng)力方法2. 確定SN曲線的插值算法：loglog（對數(shù)插值）、semilog（半對數(shù)插值）和linear（線性插值）3. 對SN曲線進(jìn)行平均應(yīng)力修正：Goodman,Soderberg與Gerber修正方法 和以及多應(yīng)力比(r)的交變應(yīng)力平均應(yīng)力修正方法（對任意平均應(yīng)力進(jìn)行修正）4. 對單軸SN曲線進(jìn)行多軸應(yīng)力修正，允許采用多種 類型的應(yīng)力作為單軸疲勞計(jì)算應(yīng)力值：任意應(yīng)力分量、von Mises應(yīng)力以及帶正負(fù)符號的von Mises應(yīng)力（符號取絕對值最大主應(yīng)力的符號，適用于受壓平均應(yīng)力 循環(huán)的疲勞計(jì)算）5. 可以考慮疲勞強(qiáng)度縮減系數(shù)（Kf）對疲勞壽命的影響6. 支持五種類型的疲勞載荷并進(jìn)行縮放處理：脈動(dòng)循環(huán)載荷譜(r=0)、 對稱循環(huán)載荷譜(r=1)、任意應(yīng)力比循環(huán)載荷譜、載荷時(shí)間歷程數(shù)據(jù)和非比例載荷譜7. 提供全模型的多種疲勞壽命分析結(jié)果，可以進(jìn)行云圖、曲線圖或者柱 狀圖分布圖進(jìn)行顯示。輸出的結(jié)果包括：疲勞壽命指定設(shè)計(jì)壽命條件下的疲勞損傷指定設(shè)計(jì)壽命條件下的安全系數(shù)應(yīng)力雙軸性等效交變應(yīng)力疲勞敏感性圖 疲勞敏感性圖雨流矩陣損傷矩陣 損傷矩陣圖 雨流矩陣圖 仿真模型建造環(huán)境* 快捷實(shí)體建模工具DesignModeler：基于Parasolid內(nèi)核、以CAE分析為目的的實(shí)體建模工具，包含了普通CAD軟件的強(qiáng)大的實(shí)體建模能力和方便性，同時(shí)考慮了CAE分析的特殊需求。另外，DesignModeler也可以直接導(dǎo)入CAD模型，考慮CAE分析的特殊需求，對之進(jìn)行修補(bǔ)，使之適應(yīng)仿真需求。* ANSYS快捷前后處理系統(tǒng)Workbech Enviroment：ANSYS新一代的前后處理程序，與以往的前后處理程序相比，她考慮了設(shè)計(jì)人員的特點(diǎn)，如具有高可靠度的CAD幾何訪問功能、與CAD系統(tǒng)的模型參數(shù)雙向互動(dòng)、分析過程使用工程化語言、網(wǎng)格剖分完全自動(dòng)化且高精度、自動(dòng)生成計(jì)算報(bào)告等。同時(shí)融入諸多分析專家的經(jīng)驗(yàn)，大大降低了CAE的使用門檻，使得CAE可成為設(shè)計(jì)人員桌面化的產(chǎn)品，使設(shè)計(jì)分析一體化成為可能。* 專業(yè)CAE分析前后處理系統(tǒng)AI Environment：AI*Environment是世界頂級的CAE專業(yè)化前后處理器，強(qiáng)大的CAD模型幾何修補(bǔ)、自動(dòng)中面抽取、獨(dú)特的網(wǎng)格“雕塑”技術(shù)及網(wǎng)格編輯技術(shù)是她的四大特點(diǎn)?？奢敵鏊惺澜缰鸆AE/CFD軟件需要的網(wǎng)格，為CAE/CFD分析統(tǒng)一平臺(tái)提供了解決方案。* 專業(yè)的流體動(dòng)力學(xué)前后處理系統(tǒng)ICEM CFD：高度智能化的工程數(shù)值計(jì)算CFD軟件包，其強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分功能可滿足CFD對網(wǎng)格劃分的嚴(yán)格要求：邊界層網(wǎng)格自動(dòng)加密，流場變化大的區(qū)域網(wǎng)格局部加密，網(wǎng)格自適應(yīng)用于激波捕捉、分離流模擬，高質(zhì)量的全六面體網(wǎng)格提高計(jì)算速度和精度，非常復(fù)雜空間的四、六面體混合網(wǎng)格等。 DesignXplorer VTDesignXplorer VT 將CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)集成到分析過程中，通過建立設(shè)計(jì)空間，使設(shè)計(jì)人員可對產(chǎn)品性能進(jìn)行深入的研究，并提供了直觀的工具迅速選擇到優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。軟件提出新穎的優(yōu)化概念，提供了創(chuàng)新性的優(yōu)化技術(shù)，使她在設(shè)計(jì)優(yōu)化領(lǐng)域脫穎而出。優(yōu)化概念的革新多目標(biāo)優(yōu)化：DesignXplorer VT的