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ANSYS nCode DesignLife

ANSYS nCode DesignLife是ANSYS结构力学技术与疲劳耐久性仿真软件nSoft结合的产物，以流程图的形式集成了高级CAE分析与信 处理工具，包括CAD几何接口、ANSYS Workbench材料库选取材料、自动 格划分、各种初始参数输入、结构力学计算以及结果数据自动传递到ANSYS nCode DesignLife模块进行疲劳分析及优化。具有以下特点：

1）多种疲劳分析技术。ANSYS nCode DesignLife软件提供多种疲劳分析能力，其支持的疲劳分析类型包括：高周疲劳的应力寿命（SN）计算、低周和高周疲劳的应变寿命（EN）计算、热-机械疲劳寿命计算、复合材料疲劳寿命计算、裂纹扩展、复杂加载条件下预测耐久极限、安全因子（Dang Van）、焊点和焊缝的焊接疲劳计算、高级振动疲劳分析计算（PSD）、混合载荷加载的实现。

2）高效的疲劳分析流程。ANSYS nCode DesignLife完全集成于ANSYS Workbench环境中，提供了完整的疲劳分析流程，一旦定好分析流程即可重复使用。其具有以下特点：易于重复执行疲劳分析流程、高效的设计和优化工具、明确识别复杂结构的关键区域、材料疲劳属性、CAD设计参数的双向互动、能够处理各种疲劳分析、灵敏度图帮助最大程度的进行参数优化。

3）结构的疲劳并行计算能力。ANSYS nCode DesignLife的疲劳分析能够针对大尺寸模型和真实复杂的载荷历程。利用多核并行处理模拟大模型问题，充分利用多线程并行处理以节省计算时间。

图19 ANSYS nCode DesignLife

ANSYS LS-DYNA

ANSYS LS-DYNA是一个显式通用非线性动力分析有限元程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性问题。软件功能齐全，可求解涉及到几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性（200多种材料动态模型）和接触非线性（50多种）的瞬态动力学问题。其具有以下特点：

1）自适应 格。自动剖分 格技术通常用于薄板冲压变形模拟、薄壁结构受压屈曲、三维锻压问题等大变形情况，使弯曲变形严重的区域皱纹更加清晰准确。

2）ALE和Euler列式。ALE列式和Euler列式可以克服单元严重畸变引起的数值计算困难，并实现流体-固体耦合的动态分析。

3）SPH算法。SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）光顺质点流体动力算法是一种无 格Lagrange算法，可用于解决连续体结构的解体、碎裂、固体的层裂、脆性断裂等。

图20 ANSYS LS-DYNA

ANSYS Professional

ANSYS Professional是结构与热分析工具，提供了线性静力学、高级线性动力分析和非线性分析的基本功能，以及稳态、瞬态、相变等所有的热分析能力，还可以进行结构和热耦合分析。

图21 ANSYS Professional

结束语

从MSC、达索、ANSYS等国外商业软件公司的软件产品技术发展现状来看，可以得到以下几点共同规律：

1）结构分析软件基础架构不断升级。随着结构仿真模型的精细化、结构优化设计逐渐由粗放型设计转向精细化设计，工业装备研制中对超大规模模型的分析及优化需求越来越高。国外商业软件公司针对大型通用有限元结构分析软件的架构，进行了不断升级来提升软件的分析规模与效率，从而满足工业部门的需求。

2）由单一结构场求解发展到多物理场耦合求解。有限元分析方法最早应用于航空航天领域的线性分析问题，未来随着工业装备研制中碰到的问题越来越复杂，例如高超声速飞行器的气动加热、热防护材料的相变等问题，多场耦合、多相与多态耦合问题的求解必定成为未来CAE软件的发展方向。

3）由单学科的结构分析软件发展为多学科设计仿真工具。目前国外各商业CAE软件公司都在研发统一的软件框架结构及开放的集成接口，目标是将产品设计、仿真所需的各种分析工具整合为统一的一体化平台，平台以图形化的方式管理工程分析过程，实现分析过程与分析工具的高度统一和紧密结合，实现从材料性能的预测、仿真，到构件与整个产品的设计、性能预测、系统仿真等功能。

参考文献

[1]远算智能.国内外CAE软件的差距及自主路

[2]e-works. CAE仿真分析软件的发展趋势

[3]林雪萍.仿真软件的鲨鱼时代：改变历史的并购

[4]林雪萍.工业软件的七大发展趋势

[5]ANSYS公司产品介绍

[6]达索公司产品介绍

[7]MSC公司产品介绍

排版：蓝 风

编审：武 晨

监制：王 兰

看航空融媒体工作室出品