Ansys SpaceClaim Direct Modeler 是一款自然方式三維直接建模設計系統(tǒng),具有優(yōu)質(zhì)的速度和方便性,能夠和Ansys Workbench 進行雙向協(xié)同設計,兼容主流三維結(jié)構(gòu) CAD/CAM 工具和行業(yè)標準的數(shù)據(jù)格式,能夠方便地與仿真工具相配合,實現(xiàn)仿真??梢噪S意編輯實體模型,使得設計和工程團隊能更好的協(xié)同工作,能降低項目成本并加速產(chǎn)品上市周期。
模型處理與修復方面
導入多種格式模型:可通過 CAD translators 導入多種不同格式的幾何模型,如常見的 STEP、IGES 等格式,方便用戶整合不同來源的模型數(shù)據(jù) 。
修復和編輯幾何模型:能夠?qū)氲哪P瓦M行修復,處理如模型中的破面、縫隙、重疊等幾何缺陷,確保模型的質(zhì)量和完整性,以便后續(xù)進行精確的分析 。
簡化模型:可以對復雜的模型進行簡化,去除對分析結(jié)果影響較小的細節(jié)特征,如微小的倒角、圓孔等,在不影響分析精度的前提下提高計算效率 。
幾何建模與參數(shù)化
直接建模:采用直接建模技術(shù),用戶可以直接在模型上進行操作,如拉伸、旋轉(zhuǎn)、剖切等,快速創(chuàng)建和修改幾何模型,無需像傳統(tǒng) CAD 軟件那樣依賴復雜的歷史樹和特征操作,提高建模效率 。
參數(shù)化建模:支持對幾何模型進行參數(shù)化設置,用戶可以定義模型的尺寸、形狀等參數(shù),并通過修改參數(shù)快速生成不同的設計方案,便于進行優(yōu)化設計和多工況分析 。
模型準備與優(yōu)化
提取流體區(qū)域:方便地從復雜的模型中提取出用于流體分析的區(qū)域,如從整個產(chǎn)品模型中提取出內(nèi)部流道、腔體等流體域,為后續(xù)的流體仿真分析做好準備 。
體間處理:能自動探測并修復多體間的干涉問題,確保不同部件之間的正確裝配和相互作用。還可進行多體分割,將不同的體在幾何環(huán)節(jié)區(qū)分開,以便在求解器中賦予它們不同的特性,如設置為不同的材料、多孔介質(zhì)等 。
共享拓撲創(chuàng)建:提供簡單快捷的多體網(wǎng)格共節(jié)點方式 “共享拓撲”,通過壓印等操作實現(xiàn),可減少計算時間并提高數(shù)值精度,適用于多個實體之間存在公共面且無網(wǎng)格相對運動的情況 。
與其他軟件集成
集成于 Workbench:可作為獨立應用程序使用,也能緊密集成到 Ansys Workbench 環(huán)境中,與 Ansys 的其他分析模塊,如結(jié)構(gòu)分析、流體分析、熱分析等實現(xiàn)無縫的數(shù)據(jù)傳遞和協(xié)同工作,形成完整的仿真分析流程 。
數(shù)據(jù)交互:支持與其他 CAD、CAE 軟件進行數(shù)據(jù)交互,方便用戶在不同軟件之間共享和傳遞模型數(shù)據(jù),拓展了軟件的應用范圍和靈活性。
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Ansys SpaceClaim Direct Modeler 的應用領(lǐng)域十分廣泛,主要包括以下幾個方面:
航空航天領(lǐng)域
飛行器設計:在飛機、衛(wèi)星等飛行器的設計過程中,用于對復雜的外形結(jié)構(gòu)進行建模和優(yōu)化,如機翼、機身、發(fā)動機艙等的設計與分析,確保飛行器的氣動性能、結(jié)構(gòu)強度和可靠性 。
航空發(fā)動機研發(fā):對發(fā)動機的內(nèi)部流道、葉片等部件進行建模和分析,幫助優(yōu)化燃燒效率、冷卻效果以及整體性能,提高發(fā)動機的可靠性和耐久性。
汽車工業(yè)
汽車零部件設計:用于汽車發(fā)動機、變速器、底盤等零部件的幾何建模、修復和簡化,以便進行結(jié)構(gòu)強度分析、流體流動分析和熱分析等,提升零部件的性能和可靠性,例如對發(fā)動機缸體、進氣歧管等進行分析優(yōu)化 。
整車空氣動力學分析:構(gòu)建汽車的外部幾何模型,進行空氣動力學仿真,分析汽車在行駛過程中的風阻、升力等氣動特性,從而優(yōu)化車身外形設計,提高燃油經(jīng)濟性和行駛穩(wěn)定性。
電子電器行業(yè)
電子產(chǎn)品散熱分析:對電子產(chǎn)品的外殼、內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行建模,提取散熱通道等流體區(qū)域,分析熱傳導和熱對流過程,優(yōu)化散熱設計,確保電子產(chǎn)品在工作過程中的溫度分布均勻,防止過熱損壞,如電腦 CPU 散熱器、手機外殼等的設計優(yōu)化 。
電磁兼容性設計:在電子設備的設計中,幫助構(gòu)建精確的幾何模型,結(jié)合電磁仿真軟件,分析設備的電磁輻射、抗干擾能力等,確保設備在復雜的電磁環(huán)境中正常工作,提高電磁兼容性。
機械制造領(lǐng)域
通用機械設計:用于各類機械產(chǎn)品的設計和優(yōu)化,如機床、起重機、泵閥等,進行結(jié)構(gòu)強度分析、運動仿真和流體分析等,提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,延長使用壽命。
模具設計與制造:在模具的設計階段,對模具的型腔、型芯等進行建模和分析,優(yōu)化模具的結(jié)構(gòu)和冷卻系統(tǒng),提高模具的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率,減少試模次數(shù)和成本。
能源領(lǐng)域
電力設備設計:對發(fā)電機、變壓器、輸電線路等電力設備進行建模和分析,研究電場分布、磁場分布、熱效應等,確保設備的安全運行和性能優(yōu)化,如對大型變壓器的散熱和絕緣性能進行分析。
新能源開發(fā):在太陽能、風能、水能等新能源設備的設計和研發(fā)中發(fā)揮作用,如對太陽能光伏板的結(jié)構(gòu)設計和熱性能分析,對風力發(fā)電機葉片的氣動性能和結(jié)構(gòu)強度分析等。
生物醫(yī)學工程
醫(yī)療器械設計:用于醫(yī)療器械的幾何建模和分析,如人工關(guān)節(jié)、心臟起搏器、血管支架等,評估其在人體環(huán)境中的力學性能、生物相容性和流體動力學特性,提高醫(yī)療器械的安全性和有效性。
生物組織建模與分析:對生物組織和器官的幾何結(jié)構(gòu)進行建模,結(jié)合生物力學和流體力學分析,研究其生理功能和病理變化,為疾病的診斷和治療提供理論依據(jù)。
建筑與土木工程
建筑結(jié)構(gòu)分析:對建筑物的結(jié)構(gòu)進行建模,包括梁、柱、板等構(gòu)件,進行結(jié)構(gòu)強度、穩(wěn)定性和抗震性能分析,確保建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠,如對高層建筑、大跨度橋梁等的結(jié)構(gòu)分析 。
建筑環(huán)境與設備分析:構(gòu)建建筑的內(nèi)部空間模型,分析通風、空調(diào)、照明等系統(tǒng)的性能,優(yōu)化建筑的環(huán)境舒適度和能源利用效率,如對商場、辦公樓等建筑的通風和空調(diào)系統(tǒng)進行模擬分析。
科研與教育領(lǐng)域
學術(shù)研究:在各大高校和科研機構(gòu)中,作為科研人員進行多學科交叉研究的重要工具,用于開展力學、熱學、流體力學、電磁學等領(lǐng)域的基礎研究和應用研究,推動相關(guān)學科的發(fā)展。
教學實踐:在工程教育中,幫助學生更好地理解和掌握三維建模、計算機輔助工程分析等知識和技能,通過實際案例和項目實踐,培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新思維。