ANSYS仿真软件如何进行增材先进设计及增材工艺仿

武汉恩硕科技经过多年基于对系统工程、产品正向设计和ansys仿真分析的实际应用经验，结合对增材行业应用的深刻理解，以及资源全局优化集成的模式，提出了基于正向设计和增材制造的高端研发与先进制造整体解决方案——增材先进设计与制造一体化解决方案。其独特性以及核心技术体现在先进设计与工艺优化技术，先进设计与工艺优化的核心是基于数字样机的仿真优化技术。

图1 增材先进与制造一体化解决方案

图2 增材先进设计与制造关键技术集成示例

一、仿真驱动的先进设计

拓扑优化：在概念设计阶段，应用拓扑优化功能通过优化单元密度确定在一块材料区域内可以删除的多余的材料，找到结构的最优传力路径，从而达到以最少的材料获得最佳的刚度和强度。

图3. ANSYS Topology

后拓扑结构设计：基于拓扑优化结果或者任意三角面片模型，考虑力学、美学及装配需求进行后拓扑结构设计，如清理、修复、直接建模以及实体转换等；

图4 后拓扑结构设计示例

点阵设计：根据不同点阵结构类型及参数进行点阵结构的建模，或基于有限元分析结果进行点阵优化，从而完成点阵结构的设计；

图5 轮毂点阵结构设计

参数优化：详细设计阶段，进行参数敏感性分析、多学科优化、稳健型或可靠性评估，从而完成设计定型或者设计改进，如确定最优尺寸、形状等；

图6 参数优化一般流程

设计验证：设计方案在正式制造前，进行热、力学等多物理场的仿真验证，使其满足性能要求。

图7点阵结构多尺度分析基本流程

二、增材工艺仿真解决方案

图8. 增材工艺仿真解决方案

Ansys workbench additive ：面向增材设计工程师的打印评估：可无缝衔接拓扑优化、性能验证或者参数优化的设计，进行增材工艺过程仿真，使得设计产品更加满足增材工艺特征约束，符合DFAM设计要求，可帮助设计师评估其设计是否可以打印，避免重新设计；

图9 Workbench Additive

Ansys Additive print：面向增材制造工程师的宏观控形仿真：可帮助制造工程师打印设置的优化，较少试错，保证打印精度和成功率，帮助其实现“首次”即可打印成功；

图10 ANSYS Additive Print 过滤器变形补偿设计

Ansys Additive Science：面向增材制造专家的微观控性仿真：可帮助工艺专家/材料科学家优化工艺参数、研究新材料，以控制微观结构，提升材料性能。

图11 Additive Science工艺参数优化