Giới Thiệu Tổng Quan Về Phần Mềm ANSYS

“Giới thiệu phần mềm ANSYS
Những năm gần đây, nhờ sự phát triển của các công cụ toán cùng với sự phát triển của máy tính điện tử, đã thiết lập và dần dần hoàn thiện các phần mềm công nghiệp, sử dụng để giải các bài toán cơ học vật rắn, cơ học thuỷ khí, các bài toán động, bài toán tường minh và không tường minh, các bài toán tuyến tính và phi tuyến, các bài toán về trường điện từ, bài toán tương tác đa trường vật lý. ANSYS là một phần mềm mạnh được phát triển và ứng dụng rộng rãi trên thế giới, có thể đáp ứng các yêu cầu nói trên của cơ học. Trong tính toán thiết kế cơ khí, phần mềm ANSYS có thể liên kết với các phần mềm thiết kế mô hình hình học 2D và 3D để phân tích trường ứng suất, biến dạng, trường nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, có thể xác định được độ mòn, mỏi và phá huỷ của chi tiết. Nhờ việc xác định đó, có thể tìm các thông số tối ưu cho công nghệ chế tạo. ANSYS còn cung cấp phương pháp giải các bài toán cơ với nhiều dạng mô hình vật liệu khác nhau: đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo, đàn nhớt, dẻo, dẻo nhớt, chảy dẻo, vật liệu siêu đàn hồi, siêu dẻo, các chất lỏng và chất khí …
ANSYS (Analysis Systems) là một gói phần mềm phân tích phần tử hữu hạn (Finite Element Analysis, FEA) hoàn chỉnh dùng để mô phỏng, tính toán thiết kế công nghiệp, đã và đang được sử dụng trên thế giới trong hầu hết các lĩnh vực kỹ thuật: kết cấu, nhiệt, dòng chảy, điện, điện từ, tương tác giữa các môi trường, giữa các hệ vật lý.
Trong hệ thống tính toán đa năng của ANSYS, bài toán cơ kỹ thuật được giải quyết bằng phương pháp Phần tử hữu hạn lấy chuyển vị làm gốc.

Cấu trúc cơ bản một bài tính trong ANSYS. Tổng quát cấu trúc cơ bản của một bài tính trong ANSYS, gồm 3 phần chính: tạo mô hình tính (preprocessor), tính toán (solution) và xử lý kết quả (postprocessor).
Ngoài 3 bước chính trên, quá trình phân tích bài toán trong ANSYS còn phải kể đến quá trình chuẩn bị (preferences) chính là quá trình định hướng cho bài tính. Trong quá trình này ta cần định hướng xem bài toán ta sắp giải dùng kiểu phân tích nào (kết cấu, nhiệt hay điện từ…), mô hình hoá như thế nào (đối xứng trục hay đối xứng quay, hay mô hình 3 chiều đầy đủ …), dùng kiểu phần tử nào (Beam, Shell. Plate…).
Hiểu được các bước phân tích này trong ANSYS sẽ giúp ta dễ dàng hơn trong việc giải bài toán của mình. Vấn đề đặt ra là làm sao để thể hiện những ý tưởng này trong ANSYS. ANSYS cung cấp 2 cách để giao tiếp với người dùng (Graphic User Interface, GUI): công cụ trực quan dùng menu với các thao tác click chuột hoặc viết mã lệnh trong một file văn bản rồi đọc vào từ File/Read input from (ta cũng có thể dùng kết hợp 2 cách này một cách linh hoạt: dùng lệnh tạo cấu trúc, rồi dùng menu khai thác kết quả,…). ….. ”

“Các dòng sản phẩm của Ansys Công ty Ansys đã thiết lập nên một chuẩn mực trong mô phỏng kỹ thuật. Công ty ANSYS xây dựng, phát triển, cung cấp phần mềm và hỗ trợ toàn cầu cho các giải pháp mô phỏng kỹ thuật nhằm dự đoán các ứng xử của sản phẩm ở trong môi trường sản xuất và sử dụng thực tế. Công ty ANSYS là công ty hàng đầu trong việc phát triển cả công cụ và công nghệ CAE (Computer-Aided Engineering).Các giải pháp Ansys giúp doanh nghiệp không chỉ biết được các tính năng hoạt động của sản phẩm mà cả chất lượng thiết kế của nó.

Ansys được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp:

* Các sản phẩm và quy trình công nghệ chất lượng cao và luôn được đổi mới
* Giảm số lượng mẫu thử cũng như thời gian kiểm tra sản phẩm
* Nhanh chóng thu hồi vốn do giảm được thời gian xây dựng sản phẩm mới
* Quy trình mềm dẻo và đáp ứng nhanh hơn, cho phép thay đổi thiết kế ngay cả ở các giai đoạn sau của quá trình xây dựng sản phẩm
* Chiến lược mô phỏng đón đầu tạo ra một phương pháp hiệu quả để đưa sản phẩm vào thị trường nhanh hơn và với giá thành thấp hơn.
* Ansys Multiphysics Trước đây, để có được tất cả các khả năng mô phỏng số (cần thiết cho các bài toán phức tạp và kết hợp nhiều trường vật lý) cần có một kịch bản rất phức tạp và thường đòi hỏi phải kết hợp nhiều phần mềm khác nhau. Phần mềm ANSYS Multiphysics cung cấp một công cụ phân tích đắc lực kết hợp các mô đun: tính toán kết cấu, nhiệt, động lực học dòng chảy (CFD), âm học, và điện từ trong một sản phẩm tích hợp duy nhất. Với gói phần mềm ANSYS Multiphysics, người sử dụng sẽ cảm thấy thực sự thoải mái và có được một chuỗi khả năng mô phỏng tuyệt vời của ANSYS.

Ví dụ về bài toán tiếp xúc trong ANSYS Multiphysics. Trong ví dụ này, dòng và hiệu ứng nhiệt Joule trong một công tắc tiếp xúc được mô phỏng khi công tắc được kích hoạt. Các ứng xử cơ học, nhiệt học và dòng được mô phỏng bằng các phần tử trường tương tác trực tiếp.

1.ANSYS Multiphysics tích hợp cả hai phương pháp trực tiếp (phương pháp ma trận) và phương pháp nối tiếp (phương pháp vectơ tải trọng) để đưa ra các kết quả mô phỏng chính xác, đáng tin cậy trong mọi lĩnh vực từ các hệ thống làm mát, sản xuất năng lượng, tới công nghệ sinh học và các hệ vi cơ điện tử (MEMS). Phần mềm cũng có khả năng mô phỏng dễ dàng các bài toán tương tác giữa các trường vật lý khác nhau: nhiệt – cơ, dòng chảy – kết cấu hay tĩnh điện – kết cấu với nhiều thuật giải phong phú mà người dùng có thể lựa chọn.

Ví dụ về phân tích bài toán trao đổi nhiệt bằng phóng xạ giữa một trụ lăn trên một tấm phẳng bằng thuật toán Đa trường (Multi-field).
2. Ansys Structural Bạn đang tìm kiếm một phần mềm tính toán kết cấu đơn thuần mà không cần đến các phân tích tương tác ? Ansys Structural, với khả năng mô phỏng hoàn hảo các kết cấu phi tuyến cũng như tuyến tính sẽ mang lại cho bạn các kết quả chính xác và đáng tin cậy.Trong Ansys Structural có đầy đủ các loại phần tử, các mô hình vật liệu tuyến tính hay phi tuyến, mô hình vật liệu không đàn hồi giúp cho phần mềm có thể mô phỏng được các kết cấu lớn và phức tạp. Ngoài ra, phần mềm cũng phân tích được sự tiếp xúc trong các mối lắp. Người sử dụng sẽ hoàn toàn cảm thấy thoải mái và dễ dàng tiếp cận các mô hình vật liệu cũng như lựa chọn các tùy chọn giải tối ưu cho bài toán qua giao diện đồ họa kiểu cấu trúc cây. Các tùy chọn giải cao cấp hơn được thực hiện qua chức năng tính toán song song.Từ Ansys Structural, người sử dụng cũng có khả năng nâng cấp lên thành Ansys Mechanical khi cần thiết. Các phân tích tương tác cao cấp hơn nữa như dòng chảy, điện từ chỉ được tính toán trong gói phần mềm Ansys Multiphysics.

3. Ansys DesignSpace Ansys DesignSpace là một gói phần mềm mô phỏng mạnh mẽ, giúp cho các nhà thiết kế và kỹ sư có thể thực hiện toàn bộ công việc của mình từ việc xây dựng ý tưởng, mô hình hóa, và hiện thực hóa các ý tưởng ngay trên bàn làm việc. Sử dụng công nghệ Knowledge-Based Automation, phần mềm này được xây dựng dựa trên những kỹ thuật đặc biệt mạnh mẽ của Ansys, những kỹ thuật đã được phát triển suốt 32 năm qua.

Sử dụng DesignSpace, các nhà thiết kế có thể rút ngắn thời gian cho ra một sản phẩm và tránh được nhiều sai sót. Với DesignSpace, các kỹ sư dễ dàng thực hiện các bài tính kết cấu, nhiệt, động lực học, tối ưu hóa khối lượng, tối ưu hóa chức năng, mô phỏng các dao động, tính toán các hệ số an toàn v.v…

DesignSpace hoàn toàn tương thích với các phần mềm CAD mới nhất và hiện đại nhất hiện nay: Autodesk Inventor, Unigraphics, SolidWorks, Pro/Engineer, và Autodesk Mechanical Desktop. Ngoài ra, DesignSpace cũng có khả năng đọc dữ liệu từ CATIA và các định dạng file thông dụng khác như SAT hay Parasolid.

Từ các mô hình chỉ gồm một chi tiết hay các mô hình lắp phức tạp, môi trường 3D của DesignSpace mang lại một cái nhìn toàn diện về hệ phần mềm mô phỏng ảo.

ANSYS DesignSpace – Hướng dẫn chung

Mô phỏng trên DesignSpace được chia làm bốn nhóm, các môđun ngoài, các plug-in CAD và các kết nối động học được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu của những nhóm người sử dụng khác nhau. Dưới đây là miêu tả ngắn gọn về các nhóm này và các trình ứng dụng được sử dụng trong từng nhóm.”