【产品】智能结构仿真软件 - AIFEM 2022R2版本新功能详解

AIFEM是由天洑软件自主研发的一款通用的、智能的、新一代有限元分析(FEM)软件。软件致力于实现通用FEM软件的国产化替代，协助设计师、CAE工程师等用户解决固体结构相关的静力学、动力学、振动、热力学等实际工程问题。同时，软件结合天洑特色的AI智能加速、数字孪生建模、智能优化等技术，提供快速且不失精度的有限元分析和设计优化功能，帮助工业企业有效地建立设计、仿真和优化相结合的一体化流程，提高产品的研发效率。

一体化工作流程

面向工程应用，AIFEM提供了前后处理与求解的一体化用户界面，覆盖从几何导入、几何编辑、网格划分、分析设定、分析求解、查看结果的完整仿真分析流程。

图1 软件界面总览

面向仿真的几何功能

AIFEM 2022R2版本支持通用的STEP和IGES几何文件格式的导入和拓扑修复。

图2 拓扑修复：补面

AIFEM 2022R2版本几何编辑功能，支持特征去除、布尔运算、装配变换。

（a）去除孔洞	（b）去除倒圆角

图3 特征去除

AIFEM 2022R2版本装配变换功能，软件还提供了针对零件装配的相切、对齐、同向。

（a）相切装配	（b）对齐装配

图4 AIFEM特色的装配变换

全自动网格划分功能 

AIFEM 2022R2版本支持全自动四面体网格划分，一键生成网格。

图5 四面体网格

便捷的材料设定 

AIFEM 2022R2版本提供两种材料设定：材料数据库和自定义材料。

(a)材料数据库	(b) 自定义材料

图6 两种材料设定方式

面向工程应用的通用仿真能力

AIFEM 2022R2版本支持多零件的装配体分析、多分析步分析、非线性分析。

表1 AIFEM仿真能力清单

丰富的后处理功能

AIFEM 2022R2版本提供多种后处理功能，包含物理场云图、物理场云图动画和模态结果清单。

图7 顶盖强度分析-额定工况下主应变云图（形变放大倍数为300）

应用案例

1.水轮机活动导叶静力分析

对导叶的固定环施加位移约束，并对导叶的正反面施加水流压力载荷，分析该导叶在额定、最大水头、升压三种工况下的变形和受力情况。

(a) 几何	(a) 网格

图8 导叶模型

(a) 额定工况	(b) 最大水头工况	(c) 升压工况

图9 导叶在三种水流工况下的等效应力结果（形变放大倍数为500）

表2 AIFEM计算的最大等效应力与参考结果的对比，偏差在千分之一内

2.抽尘泵离心叶轮模态分析

分析抽尘泵离心叶轮的自由模态。排除掉前6阶刚体运动模态之后，前5阶非刚体运动的自由模态结果如下图所示。

(a) 第1阶	(b) 第2阶	(c) 第3阶

(d) 第4阶	(e) 第5阶

‍图10 离心叶轮的振型

表3 AIFEM计算的特征频率与参考结果的对比，偏差在千分之一内