AI与ANSYS有限元联合仿真技术及应用

课程章节

主要内容

第一章

概述

1、概述

2、AI与结构分析

3、AI有限元分析的现状 

4、本课程计算平台简介

5、相关插件功能简介与安装

操作实例-1：各种计算插件的安装

第二章

AI数学基础

1、人工智能基本概念辨析（回归拟合问题与分类识别问题；有监督（导师）学习与无监督（无导师）学习；训练集、验证集与测试集；过拟合与欠拟合）

2、神经网络的工作原理

3、数据预处理（归一化、异常值剔除、数据扩增技术等）

4、交叉验证与模型参数优化

5、模型评价与指标的选择（回归拟合问题 vs. 分类识别问题）

6、深度学习数学原理

7、机器学习数学原理

工程实例-1：悬臂梁受力分析的AI模型的搭建、训练、验证与变形、应力云图的输出

第三章

有限单元法基本原理与Ansys workbench基础操作详解

1、有限元简介 

2、结构有限元的基本原理

3、ANSYS 功能介绍 

4、ANSYS WB 建模

5、ANSYS WB 材料参数的定义模块 

6、ANSYS WB 网格划分技术

7、ANSYS WB 载荷与约束 

8、ANSYS WB 后处理技术

9、计算结果误差估计 

10、网格无关性的评价标准

11、自适应求解技术

工程范例-1：平面建模实例

工程范例-2：实体建模实例

工程范例-3：印记面的创建

工程范例-4：压力容器开孔接管区精细化网格的生成实例

工程实例-5：基于自适应网格技术的高压容器筒体与封头连接区应力分析

第四章

复合材料设计软件ACP操作详解

1、模型整体控制设置

2、材料数据定义

3、Ply类型讲解 

4、几何模型的导入

5、单元集与节点集定义 

6、坐标系详解 

7、插值表Look-Up Table详解

8、选择规则详解

9、方向选择集详解 

10、铺层组详解

11、采样点定义 

12、切片定义

13、织物铺敷分析（Draping分析） 

14、实体模型生成技术

15、铺层过程详解

工程实例-1：复合材料层合板铺层分析及ABD矩阵计算与验证

工程实例-2：基于Draping变方向的C型复材板铺层建模分析

工程实例-3：复材螺旋管建模与铺层设计

第五章

AI+Workbench静力结构分析

1、概述 

2、静力分析AI模型的数学原理

3、静力分析AI模型的计算平台与分析系统搭建

4、静力分析AI计算插件及安装 

5、数据样本的生成方法和实现技术 

6、训练样本的选择及AI模型训练 

7、测试样本的选择与AI模型的测试

8、AI模型的精度验证与误差分析 

9、AI模型的确认、生成和保存

10、AI模型的启动与运行方法

11、AI模型应力、应变、变形等计算结果云图的显示和输出

工程实例-1：螺栓受力分析的AI模型搭建与AI计算分析及结果云图输出

第六章

AI+Workbench瞬态结构分析

1、概述

2、瞬态分析AI模型的数学原理

3、瞬态分析AI模型的计算平台与分析系统搭建

4、瞬态分析AI计算插件及安装 

5、数据样本的生成方法和实现技术 

6、训练样本的选择及AI模型训练 

7、测试样本的选择与AI模型的测试

8、AI模型的精度验证与误差分析

9、AI模型的确认、生成和保存 

10、AI模型的启动与运行方法

11、瞬态AI模型应力、应变、变形等计算结果云图的显示和输出

工程实例-1：基于AI模型的悬臂梁在冲击载荷作用的响应计算及结果云图输出

第七章

AI+Workbench结构稳态传热分析

1、概述

2、稳态传热AI模型的数学原理

3、稳态传热AI模型的计算平台与分析系统搭建

4、稳态传热AI计算插件及安装 

5、数据样本的生成方法和实现技术 

6、训练样本的选择及AI模型训练 

7、测试样本的选择与AI模型的测试

8、AI模型的精度验证与误差分析 

9、AI模型的确认、生成和保存

10、AI模型的启动与运行方法

11、稳态传热AI模型温度等计算结果云图的显示和输出

工程实例-1：三通管道传热分析的AI模型搭建与AI计算分析及结果云图输出

第八章

AI+Workbench结构瞬态传热分析

1、概述

2、瞬态传热AI模型的数学原理

3、瞬态传热AI模型的计算平台与分析系统搭建

4、瞬态传热AI计算插件及安装 

5、数据样本的生成方法和实现技术 

6、训练样本的选择及AI模型训练 

7、测试样本的选择与AI模型的测试

8、AI模型的精度验证与误差分析 

9、AI模型的确认、生成和保存

10、AI模型的启动与运行方法

11、瞬态传热AI模型温度等计算结果云图的显示和输出

工程实例-1：三通管道瞬态传热分析的AI模型搭建与AI计算分析及结果云图输出

第九章

AI+ACP+Workbench复合材料结构设计与分析

1、概述 

2、ACP复材分析AI模型的数学原理

3、复材分析AI模型的计算平台与分析系统搭建

4、复材分析AI计算插件及安装 

5、数据样本的生成方法和实现技术 

6、训练样本的选择及AI模型训练 

7、测试样本的选择与AI模型的测试

8、AI模型的精度验证与误差分析 

9、AI模型的确认、生成和保存

10、AI模型的启动与运行方法

11、复材AI计算模型应力、变形等计算结果云图的显示和输出

工程实例-1：基于AI模型的C型复合材料板铺层设计和受力分析

第十章

AI+Workbench热力

耦合分析

1、概述 

2、热力耦合分析AI模型的数学原理

3、热力耦合分析AI模型的计算平台与分析系统搭建

4、热力耦合分析AI计算插件及安装 

5、数据样本的生成方法和实现技术 

6、训练样本的选择及AI模型训练 

7、测试样本的选择与AI模型的测试

8、AI模型的精度验证与误差分析 

9、AI模型的确认、生成和保存

10、AI模型的启动与运行方法

11、热力耦合分析AI模型温度、变形、应力等计算结果云图的显示和输出

工程实例-1：压力容器热力耦合分析的AI模型搭建与AI计算分析及结果云图输出

第十一章

AI代理模型设计

1、概述

2、基于ANSYS Workbench的分析平台的搭建

3、样本生成技术 

4、AI模型的调用

5、代理模型的选择 

6、AI代理模型的训练

7、AI代理模型的测试与验证

8、AI代理模型的输出和调用

工程实例-1:基于AI代理模型的吊钩结构设计优化分析

第十二章

AI结构智能优化

1、概述

2、基于ANSYS的智能优化分析平台的搭建

3、优化模型设计变量的定义

4、优化模型状态变量的定义

5、优化模型优化目标变量的定义

6、AI寻优算法原理与调用

7、AI优化结果的输出

工程实例-1:基于AI智能计算的十杆桁架结构优化设计、分析与验证

备注

学员需自备电脑一台，提前安装ansys2020r2和MATLAB2024b版本软件