TF-Struct 通用结构有限元仿真软件

功能亮点

特色动力降阶快速算法
动力缩减方法、应用于数字孪生
采用“结构功能单元法”对有限元模型进行动力降阶，可以使结构的自由度减小3个数量级，求解速度提高2个数量级。该技术可用于快速动力仿真迭代，也可应用于重大装备或设施的数字孪生运维，提供状态监测和实时预警服务，还可以结合测量数据建模实现数字孪生模型的原生式演化。该方法已多次成功应用于工程问题，极大缩短复杂模型的动力求解时间，同时保证必要的精度。
对汽车后副车架有限元模型进行动态子结构分析，将原始20250个节点、20270个单元组成的有限元模型用降阶后的34个节点、1个单元的“结构功能单元”模型代替，瞬态动力学的求解时间由211.9秒降为2.7秒，几乎不损失计算精度。

MSE多重子结构特征值求解器
十沣自研的MSE多重动力子结构特征值求解器，可用于快速分析结构振动特性或快速模态叠加法动力分析，适用于同时求解较多数量的特征值及特征向量的场景。MSE的求解速度相比传统Block Lanczos求解器有数倍提升，其计算精度达到了业界的先进水平，总体性能媲美商用软件中同类求解器。

增减材一体化优化设计算法
增减材一体化设计方法可以对详细设计阶段的CAE仿真模型进行结构优化，且无需用户重定义设计模型和边界条件。该模块根据原始详细设计模型和预先定义的优化设计参数自动生成近似模型。目前该模块具备轻量化设计、加强筋设计、形状设计、重新设计以及性能提升设计5种结构优化设计类型，用于解决产品在详细设计阶段所遇到的各种性能不足或性能过剩问题。用户可以根据工程中所遇到的实际问题来选择合适的优化设计类型，通过灵敏度信息优化迭代，实现结构在局部或全局的调整，确定改进原详细设计模型的方向。

复合材料分析模块
TF-Solid [Struct]的复合材料仿真模块可以考虑复合材料的铺层设计、纤维方向、层间效应等因素，以及不同物理场之间的耦合作用；支持多种复合材料失效判据，包括纤维断裂、基体开裂、层间剥离、纤维-基体脱粘等多种形式；支持单向纤维增强复合材料的线弹性分析、连续损伤失效分析、弹塑性分析(Hill屈服准则)、粘弹性分析(Prony序列)；支持单向纤维增强复合材料的线弹性平均场理论多尺度分析；可以基于纤维、基体的材料属性和体分比分析复合材料的宏观或细观力学响应；通过均匀化技术，建立针对复合材料整体的等效本构模型，可以用较少的单元数量，在保证精度的前提下，实现复合材料的快速建模与计算；同时，含内变量的跨尺度复合材料模型支持疲劳仿真分析。

不同物理场耦合分析
热、固耦合分析
TF-Solid [Struct]内置传热学有限元求解模块，支持稳态热传导、瞬态热传导和热-结构耦合等多种分析功能，可以模拟结构的温度场和热应力。该产品支持抛物型热传导微分方程；支持稳态和瞬态传热分析；支持温度、热流（点、面、体）、对流换热和热辐射等多种边界条件；支持时间相关的各类边界条件和载荷，支持隐式、显式时间积分的瞬态求解；支持热-结构顺序耦合分析；支持与温度相关的材料导热系数和体积热容，以及温度相关的载荷或边界条件等多种非线性分析。

声、固耦合分析
TF-Solid [Struct]内置声学有限元求解模块，支持内、外声场仿真分析，支持声、固强耦合仿真，可以模拟结构振动引起的噪声问题，用于降噪仿真和声品质优化分析。声学有限元求解模块支持多种边界条件设置，如阻抗边界、辐射边界、AML自动完美匹配层(用户只需选择辐射表面，求解器内部自动生成边界层网格)等，支持常规声学材料和多孔吸声材料模型，支持结构振动-声学响应强耦合分析，用户只需指定耦合的声学界面和固体界面，界面网格无需共节点(声场网格可独立生成)，物理量自动插值，求解器内部自动生成ASI耦合单元。耦合过程考虑了交界面网格法向的光滑过度，对复杂结构、声学界面高度自适应。

流、固耦合分析
TF-Solid [Struct]求解器可与十沣流体软件产品TF-QFlux和TF-Lattice流场求解器进行流固耦合仿真分析。求解器的流固耦合模块支持基于网络或文件的数据交互，支持单向或双向耦合、支持显式或隐式时间推进方式。