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Ansys Mechanical
適用於結構工程的有限元素分析 (FEA) 軟體

Ansys Mechanical 是最佳的有限元素求解器,具有結構、熱學、聲學、暫態和非線性功能,可改進您的建模。

工程師能夠快速且自信地取得答案

Ansys Mechanical 協助您解決複雜的結構工程問題,以做出更好、更快的設計決策。您可以使用套件中提供的有限元素分析 (FEA) 求解器,針對結構機制問題自訂解決方案並將其自動化,同時將解決方案參數化,以分析多個設計情境。Ansys Mechanical 是一款動態工具,配備完整的分析系列工具。

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    使用便利的多用途工具
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    動態的整合平台
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    堅韌、可靠、準確的求解器技術
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    強大的非線性和線性求解器

簡要規格

Ansys Mechanical 提供具有整套分析工具的動態環境,從準備幾何進行分析到連接其他物理量,以獲得更高的準確度。直覺且可客製化的使用者介面,可讓各層級的工程師快速且自信地取得答案。

  • 連接 CAD
  • 進階材料建模
  • 振動
  • 耦合場技術
  • 自動化網格劃分適應性 (NLAD)
  • 顯式分析
  • 聲學
  • 快速平行求解器
  • 線性和非線性觸點
  • 裂縫和斷裂建模
  • 結構最佳化
  • 疲勞壽命分析

2025 年 1 月

最新功能

Ansys Mechanical 2025 R1 率先採用進階的求解器、GPU 加速、NVH 整合,以及 MCalibration、SMART 和 ACCS RTM 等材料建模工具進行模擬,為複雜的工程挑戰提供無與倫比的準確度、速度與多功能性。

強化模擬
強化模擬

Ansys Mechanical 在導入 GPU 和 HPC 方面推出重大進展,GPU 加速求解器的求解速度提升 2 至 6 倍,比單使用 CPU 的版本快 2 至 3 倍。功能包括多 GPU 支援、增強的對稱/非對稱矩陣求解器,以及可將記憶體需求降低 25% 的全新「混合」求解器,確保在要求最嚴苛的模擬中快速獲得可靠的結果。

整合式 NVH 解決方案
整合式 NVH 解決方案

Ansys 提供唯一完全整合的 NVH 解決方案,可提供快 10 倍的 FRF 計算、振動聲波映射、最佳化網格和模式貢獻分析。經強化的耐用性功能包括進階求解器、更好的效能與擴充能力,以及 DesignLife 整合,確保能對全車應用進行全面的耐用性分析,並簡化工作流程以有效解決 NVH 問題。

實際結果
實際結果

Ansys 推出一致的求解器改良功能:MCalibration 能確保建立準確的實際材料模型,SMART 可在複雜的負載下提供客製化的裂紋成長分析,ACCS RTM 則提供精準的複合材料灌注模擬。這些工具可提升模擬傳真度,讓使用者安心處理棘手的工程問題,並在嚴苛的情境中獲得高度精確的結果。

與 Thyssenkrupp Presta AG 共同領導交通運輸的未來

Thyssenkrupp 案例研究

Ansys 協助 Thyssenkrupp Presta AG 了解其元件的複雜 3D 數位版本,並領導汽車產業的發展。

「Ansys Mechanical 提供了對射出成形塑膠的實際和複雜細節進行建模的能力,例如纖維的方向和零件中存在的射出應力,此會顯著提升我們工程開發的準確度。」

—Thysssenkrupp Presta AG 的結構和耐用性工程師 Francesco Fiorini

所有產品對環境皆會產生影響,隨著客戶增長對碳足跡的關注,他們的環保意識也會隨之提升。在汽車產業中,目前全球正在推動至 2050 年實現汽車零碳排放,以滿足消費者需求和日益嚴格的環境法。為此,業界領先的汽車製造商及其合作夥伴正在走向輕量化和電氣化。複合材料是讓車輛更輕的關鍵,因此其可使用更小的引擎,進而消耗更少能量和產生更少的碳排放。對於大量生產的型號 (車體、框架、外殼),業界逐步增加採用的技術,是透過短纖強化塑膠射出成形以製造關鍵元件。

Thyssenkrupp Presta 正借助其在材料、元件和系統方面的長期競爭力,領導汽車進行數位化轉型。Ansys Mechanical 的短纖強化複合材料工作流程協助了 Thyssenkrupp Presta 達成了相對於使用原始金屬零件,新的材料將其重量減少 50% 的目標,以符合機械效能和 OEM 的要求。其轉向系統採用創新的輕質塑膠外殼,這協助 Thyssenkrupp Presta 達成其在生態保育和符合經濟成本的這兩個目標,並驅動該公司領導未來汽車市場的轉向系統的發展。

替代文字

電子產品可靠度

瞭解 Ansys 整合式電子產品可靠度工具如何協助您解決最大的散熱、電子和機械可靠度的挑戰。

替代文字

渦輪機械

Ansys 旋轉機械模擬透過提高效率、安全性和耐用性,來協助您改進風扇、泵和壓縮機的設計。

使用 Ansys Mechanical 對引擎進行結構模擬

一系列的分析工具可快速準備幾何圖形並讓您對結果充滿信心

Ansys Mechanical 建立一個使用有限元素分析 (FEA) 進行結構分析的整合平台。Mechanical 是一個動態環境,具有整套分析工具,從準備幾何進行分析到連接其他物理量以獲得更高的準確度。直覺且可客製化的使用者介面,可讓各層級的工程師快速且自信地取得答案。

Ansys Workbench 能與商業 CAD 工具建立強大連結,提供點擊式按鈕更新。完美整合的多重物理量功能,可與流體和電子求解器搭配使用。

 

主要特色

體驗動態分析並採用各種材料和功能的進階求解器選項

  • 線性動力學
  • 非線性
  • 熱分析
  • 材料
  • 複合材料
  • 流體力學
  • 流體結構相互作用
  • 自訂和腳本處理
  • 解決管理
  • 高效能運算

進行聲學模擬以了解系統的振動聲學行為,無論是否有預先載入了結構檔案。預先載入檔案可提升準確度,而這表示可以模擬自重、螺栓連接的組件,甚至是尖銳的煞車聲。 

非線性模擬還考慮了零件之間的觸點和大變形,不論有無摩擦發生。

它可模擬任何狀況,從將零件之間的接頭視為膠黏或焊接在一起的接合劑,到可讓零件分開和一起移動的觸點介面 (無論有無摩擦效應)。可正確模擬觸點,表示您可模擬零件變形時負載路徑的變化,並能放心預測組件在現實世界中運作的方式。

Ansys Mechanical 中的任何模型皆可用來驅動參數最佳化。形狀和拓撲最佳化功能可以建立有效的幾何,可將其帶回 CAD 進行生產或進一步的模擬工作。積層製造、輕量化和穩健設計是此技術的絕佳使用案例。

使用 Ansys Mechanical,您可從其他分析系統或檔案中讀取功率損耗或計算度,這表示 CFD 或電磁模擬可作為熱分析的起點。還可考慮經由管道流動的流體和零件間摩擦產生的熱量。所有這些功能皆可為您提供更準確的模擬及更好的結果。

如有需要,您還可新增自我定義的材料模型。Granta Materials Data for Simulation 提供您所需材料屬性資料的即時、可點選存取功能,消除資料搜尋時間和輸入錯誤。Material Designer 可以輕鬆建立基於晶格、纖維、編織或使用者建立幾何形狀的代表性體積元素 (RVE),以促進複雜材料結構的多尺度建模。

Ansys Mechanical 包括經由與 Ansys PrepPost (ACP) 連結來建立分層複合材料模型的能力、經由與上游製造模擬工具連結來建立短纖複合材料模型的能力,以及從 Material Designer (進行材料微結構多尺度均質化的 Ansys 工具) 中獲得材料行為的能力。  

您可為隱式和顯式結構、熱和流體模擬產生分層複合材料模型。Ansys Composite PrepPost (ACP) 這款 Ansys 專用工具,可針對複合材料疊層和故障分析建立模型。ACP 提供高效的鋪層和最佳的實體元素建模功能,及提供多種模型資訊交換方式的平台。其支援不限於任何供應商的 HDF5 複合 CAE 檔案格式,以便與第三方工具通訊。其中許多第三方工具都是專用且與複合材料製造相關的。除了建立複合材料結構模型之外,Ansys Composite Cure Simulation (ACCS) 還會模擬製造程序中的固化狀態。ACCS 是 Ansys Mechanical 的延伸功能,可協助您模擬零件的固化程序,並預測剩餘應力和因程序導致的失真狀況,以進行補償分析。  

這些包括 SPAR、FPSO、半潛式、張力腳平台、船舶、可再生能源設備和防波堤。我們的產品 Ansys Aqwa 已廣泛運用於石油和天然氣、可再生能源和一般工程領域,可模擬設備在開放水域及港口或避風場所的安裝和使用。

單向耦合解決了初始 CFD 或 Ansys Mechanical 模擬,並自動將資料傳輸和映射至其他系統。於雙向耦合模擬中會同時建立和解析流體和結構模擬,而資料會在兩個求解器間自動傳輸,以取得穩健準確的結果。

日誌登載和腳本處理功能,可讓您快速開發和輕鬆學習新腳本。

授權概述

Ansys Mechanical 提供三種授權選項:

 Mechanical ProMechanical PremiumMechanical Enterprise
全熱分析   
模態分析   
全觸點   
非線性幾何   
材料可塑性   
結構最佳化   
預力模態   
4 個 HPC 核心   
全線性動力學   
元素的誕生和死亡   
全材料非線性   
耦合場元素   
使用者定義的材料模型建構   

MECHANICAL 資源與活動

精選網路研討會

Webinar Series
輕量化網路研討會系列
輕量化網路研討會系列

此網路研討會系列聚焦於我們的輕量化功能,此這將有助於解決您最棘手的 A&D 工程問題。

Webinar Series
機械複合材料網路研討會系列
複合材料網路研討會系列

Ansys 與多家軟體供應商合作,為複合材料製造、設計和分析提供完整的工作流程。這場網路研討會系列的重點是在使用複合材料進行設計時,減少建立模型的不確定性。

On Demand Webinar
零件驗證 Ansys Mechanical
最佳化電動機中的零件:使用 Ansys Mechanical 之零件驗證的拓撲最佳化

此網路研討會展示了所有可用拓撲最佳化方法的工作流程 (從幾何到驗證),可讓您產生真正的輕量級結構。


案例研究

Ansys 案例研究疲勞

熱機械疲勞

本白皮書主要介紹熱機械疲勞 (TMF) 和 Ansys 最先進的非線性材料模型。

Ansys 案例研究 NLAD

自信地採用具非線性適應性 (NLAD) 的大撓度模擬

工程師在使用有限元方法分析大變形解決方案時,遇到的最大問題就是因網格變形導致的收斂問題。

Ansys 案例研究網格

SMART 斷裂

利用 Ansys Mechanical 中的非結構化網格方法 (UMM),工程師可透過對裂縫前沿採用全四面體網格來縮短預處理時間。 


影片


電子書與文章

Ansys 電子書 SMART

準確度大躍進

在這本電子書中,您將了解此種單一解決方案如何提供非線性適應性 (NLAD)、TMF 預測和分離變形以及適應網格劃分技術 (SMART) 斷裂技術,以獲得最準確的模擬結果。


常見問題

Ansys Mechanical 是一種有限元素分析 (FEA) 軟體,可使用進階求解器選項執行結構分析,包括線性動力學、非線性、熱分析、材料、複合材料、流體動力學、顯式求解等。Mechanical 提供使用者友善的動態環境,具有一系列完整的分析工具,從準備幾何到連接其他物理元素,實現高傳真度的模擬與最佳化。

Mechanical 以客製化和指令碼編寫功能而聞名,可讓使用者自動化重複工作和工作流程。

Ansys 為不同技能等級的使用者提供各種選項,讓使用者瞭解如何使用 Ansys Mechanical。如果您有興趣增進結構的模擬和一般物理學知識,Ansys 提供 Ansys Innovation Courses,這些免費課程會教導您問題的基礎物理原理,以及如何運用 Mechanical 來協助解決此問題。

如需特定產品的逐步入門教學、新功能影片和一般技巧與秘訣,可前往 YouTube 觀看 Ansys How to 影片。 

Ansys Learning Hub 為您提供從零開始學習 Ansys Mechanical 所需的所有訓練資源。Learning Hub 有自學型影片課程、CAD 模型、最佳實作範例指南、示範影片,以及可讓您向 Ansys 專家學習相關問題和討論的學習室。

Cornell University 也提供大型開放線上課程 (MOOC),教導如何實際操作 Ansys Mechanical。學生可以獲得雇主所尋求的重要專業技能。有興趣者可在此免費報名參加。

有多種方式可開啟和存取 APDL,包括透過 Ansys Workbench、「開始」功能表、APDL 產品啟動器和命令列。

開啟 APDL 的首選方法是透過 Windows「開始」功能表中的產品啟動器,這樣使用者就能自訂產品設定,包括模擬環境和授權、工作目錄、客製化、高效能運算設定等。

若使用者想要與其他 Workbench 模型共用 MAPDL 的檔案,則建議使用 Workbench 開啟。透過 Windows「開始」功能表開啟,會使用預設的產品設定啟動獨立的 MAPDL 工作階段。

Ansys Mechanical 中的對稱功能可讓使用者僅對所模擬的部分結構進行建模,以加快模擬和後處理結果。如果幾何形狀、材料方向、負載和預期響應在相同平面上皆為對稱,使用者就可以執行對稱功能。

若要在 Ansys Mechanical 中使用對稱功能,您可以選擇目前專案下的「模型」(Model) 資料夾,瀏覽至「模型」(Model) 標籤,然後選擇「對稱」(Symmetry),或在「模型」資料夾上按一下滑鼠右鍵,然後選擇「插入」(Insert),再選擇「對稱」(Symmetry)。上述兩個方法都會插入一個對稱資料夾物件,以便新增不同類型的對稱。

根據分析類型與對稱需求,您可以插入下列對稱物件:對稱區域、線性週期、週期區域、循環區域和預網格循環區域。

目前的客戶可從 Ansys 客戶入口網站的下載中心下載 Ansys Mechanical。

 

如果您是學生,您可以下載我們的免費學生版軟體,並與我們的免費課程、支援社群和大量以學生為主的教學內容一起使用。

 

Ansys 參數化設計語言 (APDL) 是一種用於與 Ansys Mechanical 求解器互動的強大結構化指令碼處理語言。Mechanical APDL (MAPDL) 是由 APDL 驅動的有限元素分析程式。

APDL 和 MAPDL 可用於各種任務,從建立幾何形狀到設置高度複雜分析的複雜求解器設定。APDL 提供存取 Ansys Mechanical 的進階特性和功能,而這些特性和功能可能無法透過圖形使用者介面 (GUI) 顯示或使用。

有了 APDL,使用者便可以建立自訂輸入檔案、定義材料屬性、套用邊界條件和負載、自訂求解流程等,以針對特定需求量身打造分析。

進一步瞭解 Ansys Mechanical APDL

只要導覽至 Ansys Mechanical 介面頂端的「首頁」(Home) 索引標籤,然後按一下最右側的「重設版面配置」(Reset Layout) 按鈕,即可重設 Ansys Mechanical 的版面配置。

Ansys 軟體產品輔助

對 Ansys 而言,所有使用者皆能運用本公司產品非常重要,身心障礙者也不例外。因此,我們致力於遵循美國無障礙委員會 (第 508 條)、Web 內容無障礙指南 (WCAG)、與目前自願產品無障礙工具範本 (VPAT) 的格式等各項無障礙要求。

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