ANSYS 15.0リリース情報 ANSYS Workbench Mechanical (構造、伝熱、連成解析)

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アセンブリモデルの並列メッシュ

数多くのパーツ数で構築されたアセンブリモデルをメッシュ分割する際に、複数コアを利用した並列処理が可能となりました。これによりモデルによっては20倍以上の速度向上が期待できます。この機能はオプションのライセンスを必要としません。

複数メッシュモデルの連結

ANSYS Workbenchにおいて、CADモデルが存在しないメッシュデータからの解析が可能となりました。パーツ毎に個別にメッシュを生成し、メッシュモデルからアセンブリを構築することも可能です。

操作はANSYS Workbenchの簡単な紐付けで連結でき、パーツ間の接触もジオメトリを扱う時と同様に自動的に生成されます。ソリッド要素やシェル要素を含むcdbファイルを「外部モデル」システムを経由して読込みます。また読込み時にスケーリングや、移動、回転を行うことも可能です。


 

自動六面体メッシングの強化

構造解析では、収束性や精度を向上させるために六面体メッシュを必要とすることがあります。
一般的に高品質の六面体メッシュを作成するためには、CAD形状をスウィープ形状に修正するなど、形状修正に多くの手間・時間を要します。そのため、ANSYSには複雑な形状に対して自動的に高品質な六面体のメッシュを作成する「マルチゾーンメッシュ」の機能がありますが、ANSYS15.0ではこのマルチゾーン機能が改良され、更に複雑な形状への適用が可能となりました。これにより、今まで手動で行っていた修正作業にかかる時間を短縮することができます。

複合材構造物のサブモデリング解析

複合材からなる構造物の解析では、厚さ方向の挙動を把握するために、局所的にシェル要素ではなくソリッド要素が必要となる場合があります。その際にサブモデリング解析を適用することにより、局所的な評価を効率よく行うことができます。
ANSYS15.0ではWorkbenchのプロジェクト画面を利用することで、ANSYS Composite PrepPostで構築されたシェル要素をANSYS Mechanicalのソリッド要素と連結することが可能となりました。

外部データの取り込み機能の強化

連成解析を行う際に、任意の解析結果をテキストデータとして出力し、他のソルバーへデータをマッピングするという手法があります。
この場合、異なるメッシュ間にデータを効率的にマッピングすることは、難しい課題の一つです。手動でマッピングする場合、単位系や位置ずれなどの問題が発生することもあるため、取り込んだモデルをひとつひとつ検証する必要があります。ANSYSでは外部データの取り込み機能により、これらマッピングの作業を自動化することができます。

ANSYS15.0では、外部データの取り込み機能において、周波数や時間依存のデータを取り込むことも可能になりました。これにより、例えば音響−構造の連成解析で、音響解析によって求められた周波数依存の速度データを構造解析へマッピングすることも可能です。

新しい固有値解析ソルバー

ANSYS15.0では新しい分散型の固有値解析のソルバー(サブスペース法)によってモーダル解析の解析時間が大幅に短縮されました。以前のバージョンで汎用的に利用されていた共有メモリ型のブラックランチョス法と比較して、3倍近い速度向上が期待できます。

モード重ね合わせ周波数応答解析の強化

ANSYSでは周波数応答解析の時間短縮の手法としてモード重ね合わせ法を提供しています。この手法が音響−構造連成解析やブレーキ鳴きの様な非対称マトリクスや、周期対称モデルにおいて適用可能となりました。評価したい周波数ポイントが増えるほど解析時間の短縮を期待できます。

ボルト締め付け解析の強化

ボルト接続の解析で、正確にねじ山を表現するためには膨大な数の要素が必要です。ANSYS15.0では、接触要素に形状プロパティを定義することで、効率的にねじ山を表現することができるようになりました。解析時間は実際にねじ山をモデル化する場合と比較して10倍近く短縮されます。

接触による磨耗解析

アセンブリモデルのパーツ同士がすべる時、接続部がどの程度磨耗するか評価することは重要です。ANSYS15.0では接触解析で求めた接触圧力を考慮して、磨耗を評価できるようになりました。Archardモデルやユーザ定義の手法によって、部分的な摩擦量を計算可能です。また計算された磨耗量に応じて、接触面の節点も移動させることができます。

大変形解析のロバスト性向上

非線形を考慮すると複雑な挙動も解析可能になりますが、ラバーシールの様な非常に大きな変形を伴う解析では収束性が難しく、解が発散することもあります。
ANSYS15.0では、大変形を伴う解析でメッシュを自動的に細分化する機能が追加されました。これにより、初期のメッシュでは収束しなかった大きな変形問題でも、収束させることが可能になります。また、不安定になりがちな非線形問題の解析も、ロバストかつ正確に扱う事ができます。
さらに弧長法の改良により、非線形座屈やシート曲げなどの解析においてもロバスト性が向上しました。


 

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動画アーカイブ

15.0新機能使いこなしTop10

時間:55分 作成日:2014年9月

ANSYS最新バージョンである15.0の新機能の中から、特に便利なものを選りすぐって適用例を交えながらご紹介致します。ご紹介予定の機能は次 の通りです。

  • ANSYS Workbench〜要素選択、ツリーアウトラインのフィルタリング、メッシュのアセンブリ、並列パーツメッシング、ボルトのネジ 山簡易モデリング、剥離/亀裂進展、etc。
  • ANSYS Mechanical APDL〜3次元リゾーニング、磨耗のモデリング、etc。

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