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Ansys Mechanical の機能

多様なユーザーの要求を満たす
構造解析の統合プラットフォーム

Ansys Mechanical は、ジオメトリーの準備から後続プロセスへのモデル連携まで、解析の業務に求められる幅広い機能要求をカバーしています。

高い信頼性を誇るソルバー機能は、陰解法による静的構造解析を核として、動的構造解析やマルチフィジックスまで豊富な現象が評価可能です。 カスタマイズが可能で使いやすいユーザーインターフェースは、設計者からCAEのエキスパートまで幅広いユーザーにマッチし、迅速にエンジニアリングの答えを導きます。

Ansys Mechanical は用途に応じた3つのパッケージをご用意しています。

【Ansys Mechanical のパッケージ】
  • ・Pro:基本機能 + 疲労や最適化などに対応
  • ・Premium:Pro + 動解析、機構解析、軸対称ソリッドやビーム要素などに対応
  • ・Enterprise:Premium + マルチフィジクス、陽解法、破壊力学、複合材評価などに対応

※利用可能な材料モデルはパッケージに応じて異なります。

Pro版でも大変形や接触、二直線近似の弾塑性モデルなどの一般的な構造解析機能を網羅しており、熱伝導解析や固有値機能の他、標準で疲労解析や最適化機能ならびに4コアのHPCライセンスを備えています。

最上位の Enterprise では音響-構造連成や電気-熱-構造の連成、圧電など幅広い複合物理場解析機能の他、陽解法や複合材向けのプリポスト機能、破壊力学とメッシュモーフィングを併用したき裂進展機能(通称SMART)や各種非線形材料のモデリングに対応し、ユーザー様の高い解析要求に応えることが可能です。

Ansys Mechanical Pro

Ansys Mechanical の基本構成である Proは、全ライセンス共通の基本機能が利用できます。

他社製のソフトウェアではオプション機能となりがちな疲労解析機能や形状最適化、トポロジー最適化機能もPro版で利用でき、設計開発フェーズのCAE業務を広くカバーしています。

  • 静解析、大変形、接触
    静解析、大変形、接触
    非線形解析機能の大変形や大回転、またアセンブリの部品間接触や固着処理など構造解析の基本的な機能を網羅しています。また、線形・非線形座屈解析にも対応しています。これまで長年の開発経験とユーザー様のフィードバックに基づいた改良により、高い信頼性とロバストな収束性を実現しています。
  • 熱伝導解析
    熱伝導解析
    基本となる温度、熱流束、熱伝達、発熱といった境界条件設定や定常・非定常解析に対応しているのはもちろん、熱放射も考慮できます。接触を介して物体間の熱移動や接触面での熱抵抗も設定できます。熱伝導解析で求めた温度分布や温度履歴を構造側に渡して熱応力解析も実施できます。
  • 固有値解析
    固有値解析
    構造物の振動特性を図るための固有値解析が実施できます。また、座屈固有値も求めることができます。静的構造解析で求めた応力分布や接触状態を考慮する複素固有値解析機能にはPremiumライセンスが必要です。
  • 疲労解析機能
    疲労解析機能
    予寿命予測法として、応力ベースの弾性域における高サイクル疲労とひずみベースの塑性域における低サイクル疲労のいずれにも、対応しています。荷重条件として片振り、両振りの指定や、平均応力の考慮、複数工程の荷重考慮も可能です。疲労特性そのものはユーザーによる入力が必要となります。
  • 形状最適化
    形状最適化
    最適化機能として、パラメーターの指定から実験計画法を用いて候補を絞り、解析実施した一連の結果を応答曲面法にて視覚的に評価できます。シックスシグマ分析によって、応答のバラツキの評価も可能です。
  • トポロジー最適化
    トポロジー最適化
    標準的な密度ベースのトポロジー最適化機能の他に、新しい手法であるレベルセット法による最適化機能も備えています。目標は重量や体積、コンプライアンスで設定できます。追加オプションである Ansys Discovery Modeling との併用で、最適化した形状をスムージングしてCAD化することや、再度その形状で解析できます。

Ansys Mechanical Premium

中級版の Premium は、Pro の機能に加え、過渡解析や剛体の機構解析なども利用できます。

要素特性としては2D軸対称ソリッドや補強材(beam要素)、要素のバース/デス機能が利用可能です。
材料モデルはさらに拡充し、等方性超弾性、多直線近似や移動硬化/繰返し硬化の弾塑性モデル、コンクリートや材料減衰にも対応します。

  • 周波数応答、過渡応答
    周波数応答、過渡応答
    周波数応答解析や過渡応答解析などの動的構造解析ができます。周波数応答解析機能では、調和荷重に対する構造物の定常応答、過渡応答解析機能では、時間依存の荷重に対する構造物の応答を解析できます。直接法とモード合成法をサポートしています。
  • ローターダイナミクス
    ローターダイナミクス
    回転する構造体の触れ回り挙動が解析できます。ローターの剛性・形状、ベアリングの剛性・減衰、ステータの特性など各種設計因子の決定に有用です。キャンベル線図を利用して各モードの安定性や旋回を確認したり危険回転速度の特定ができます。
  • 複素固有値解析
    複素固有値解析
    複素固有値解析に対応し、減衰を考慮したモーダル解析が可能になります。解法として減衰法、QR減衰法、非対称法が利用できます。
  • 機構解析
    機構解析
    剛体運動解析に対応し、機構解析が可能になります。剛体モデルに接触条件やジョイント拘束を付与し、機械システムの動的な振る舞いや荷重を評価できます。
  • 要素テクノロジー
    要素テクノロジー
    要素のバース/デス機能、軸対称ソリッド要素、補強材要素など、より高度な要素テクノロジーに対応します。
  • 材料モデル
    材料モデル
    超弾性、多直線近似弾塑性、移動硬化則、コンクリート材料など、多くの非線形材料モデルに対応します

Ansys Mechanical Enterprise

最上位の Enterprise は、Ansys Mechanical の全機能を利用いただけます。

電気解析、音響解析や複合物理場を解くマルチフィジクス解析など、より高度で複雑な解析に対応しています。
時間依存を考慮したり、摩耗やガスケット、多孔質や接着材など多様な材料をモデリングできます。複合材専用のプリポスト や Ansys Discovery Modeling も利用できます。

  • マルチフィジクス
    マルチフィジクス
    Ansys Mechanical の大きな特徴のひとつに複合物理場を扱う連成機能が挙げられます。スポット溶接をモデル化する電気-熱-構造連成や圧電機能による圧電素子のモデル化や音響-構造連成に対応する他、塑性発熱や摩擦発熱といった熱構造強連成も可能です。
  • 動的陽解法機能
    動的陽解法機能
    高速な衝突現象や破断を伴うモデリング、SPHを用いた粒子法による陽解法を利用できます。
  • き裂進展解析機能
    き裂進展解析機能
    破壊力学による応力拡大係数やJ積分などを用いて、予き裂の特異場を解析、評価できます。Ansys Meshing によってき裂のメッシングも柔軟にモデル化でき、Paris則などの進展則やメッシュモーフィングと併用したSMART機能やXFEMによって任意の進展方向を予測するき裂進展解析が実施できます。
  • 弾性体を含んだ機構解析
    弾性体を含んだ機構解析
    Premium では剛体のみ機構解析に対応していますが、Enterprise では機構モデルの中で弾性変形も考慮できます。往復運動や回転運動の中で慣性力によって弾性変形し、発生する応力を評価する場合などに有効です。
  • 複合材専用のプリポスト
    複合材専用のプリポスト
    Premium も積層材モデリングに対応していますが、Enterprise の複合材専用プリポスト(Ansys Composite PrepPost)は積層構成を柔軟に変更したり、破壊則によって解析結果の破損箇所を視覚的に評価できます。
  • Ansys Discovery Modeling
    Ansys Discovery Modeling
    豊富なCADインターフェイスを備えたダイレクトモデラ―です。直感的に形状作成や変更ができます。元のCADを Ansys Discovery Modeling 上で形状変更してすぐに解析に反映することでタイムリーにアイデアを検討できます。
  • クリープ材料モデル
    クリープ材料モデル
    クリープ材料モデルは高温域での作動環境再現に使われます。ただ基板実装に用いる半田は融点が低く、常温でも時間依存性ひずみが発現します。そのため、信頼性評価のために弾塑性に加えてクリープ特性を考慮する必要があります。Ansys Mechanical では電気、半導体業界で数多くの利用例があります。
  • 接着材モデル
    接着材モデル
    Ansys Mechanical の接着材モデルは2Dと3Dそれぞれのモデル化に対応しています。界面挙動の剥離特性をエネルギー解放率ベースで規定し、これらの入力はモードI/IIそれぞれの実験データから同定されます。界面要素の他に、接触要素でもモデル化が可能です。
  • 土壌材料モデル
    土壌材料モデル
    土木建築に関するモデルとして、Premium ではコンクリート、Enterprise では土壌に対応しています。建築物と地盤、岩盤が相互作用するような耐震性を評価するためのモデリングに対応します。

動作環境

OS
  • Windows
  • ・Windows10 64bit
  • ・Windows Server2016(HPC Pack2016 update2要)
  • ・Windows Server 2019(HPC Pack 2016はサポート外)
  • Linux
  • ・Linux 64bit(RedHat Enterprise 7 [7.6-7.9]
  • ・RedHat Enterprise 8 [8.1-8.3]
  • ・SuSE Linux Enterprise Server & Desktop 12 [SP4/SP5]
  • ・SuSE Linux Enterprise Server & Desktop 15 [SP1/SP2]
  • ・CentOS 7 [Community Enterprise OS 7.6-7.9]
  • ・CentOS 8[Community Enterprise OS 8.1-8.3]
  • ※ 詳細はお問い合わせください。

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