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1、建立实体模型,第 6 章,November 3, 2003 Inventory #001968 6-2,本章的目的是：回顾建模要预先考虑的事宜，讨论如何输入几何模型, 最后讨论如何用ANSYS 命令建立几何模型。,第6章-建立实体模型 概述,November 3, 2003 Inventory #001968 6-3,在建立一个分析模型之前必须先决定建模的策略。 应该包含多少细节? 是否应用对称性? 模型中是否会有应力异常?,第6章-建立实体模型 A. 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-4,细节 分析模型中不应该包括对分析结果无足轻重的细
2、节，从CAD系统读取模型到ANSYS之前，可以先去掉这些细节。 一些细节可能很重要，如导角或孔洞，可能出现最大应力，是否保留这些细节取决于分析的目的。,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-5,对称性 许多结构是对称的，可以只取其中有代表性的部分或截面建立模型。 应用对称模型的主要优点是： 通常更易于建立模型。 可以建立更细致的模型，以便获得比整体模型更好的结果。,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-6,要利用对称性，下面因素必须是对
3、称的： 几何形状 材料特性 荷载状态 几种不同类型的对称： 轴对称 旋转对称 平面或镜面对称 重复或平移对称,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-7,轴对称 沿某一中心轴对称，如灯泡，直管，圆锥体，圆盘和圆屋顶。 对称面是由旋转形成的结构的截面，可以用一个二维“薄片”（旋转 360）代替真实的模型。,在多数情况下假定荷载是轴对称的。如果荷载不是轴对称的，并且是线性分析，可以将荷载分解为两个分量进行单独求解，然后进行叠加。,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Invento
4、ry #001968 6-8,旋转对称 结构由绕中心轴的几何重复部分组成，如涡轮转子。 只需对结构的一部分建立模型。 假定荷载也是旋转对称的。,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-9,该模型是反射或旋转对称,平面或反射对称 结构的一半与另一半成镜面映射关系，镜面为对称平面。 荷载可以关于对称面对称或反对称。,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-10,该模型是重复，反射对称。,重复或平移对称 重复部分沿直线排列，如有均匀分布的散热片的
5、长冷却管。 假定荷载沿模型长度方向“重复”。,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-11,某些情况下，仅是一些小的细节破坏了结构的对称性。可以忽略这些细节（认为是对称的），进而利用对称性的优点，建立更小的分析模型。但精度损失有多少可能难于估计。,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-12,应力异常 应力异常是指在有限元模型中某点的应力值极大 ，例如： 点荷载，如集中力或力矩作用处。 孤立的约束点，其支反力如同点荷载。 尖角（倒角半径为零
6、）处。 在应力异常处，网格越细，应力值也随之增加且不收敛。,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-13,真实结构不应该有应力异常，这是由模型简化假定造成的。 如何处理应力异常? 如果离感兴趣的区域较远，可以在观察结果时不激活受影响区域，忽略应力异常的现象。 如果在感兴趣的区域，需要做如下纠正： 在尖角处增加倒角，重新进行分析。 用等效压力荷载代替集中力荷载。 将位移约束散布到一批节点上。,第6章 A. 如何建立模型 如何建立模型?,November 3, 2003 Inventory #001968 6-14,输入
7、一个IGES文件 Utility Menu File Import IGES 两种方法, No Defeaturing 和 Defeaturing Merge, Solid和Small 选项,第6章 B. 输入几何模型 IGES 输入,November 3, 2003 Inventory #001968 6-15,No Defeaturing 方法 输入并按原样存储在标准的ANSYS数据库中。 ioptn,iges,nodefeat 较Defeaturing方法更快速可靠。 允许全套的实体模型操作。 Defeaturing工具无效。 该方法是ANSYS缺省并推荐的方法。,第6章 B. 输入几何
8、模型 IGES 输入,November 3, 2003 Inventory #001968 6-16,Defeaturing 方法 输入并允许对几何模型修改，将修改模型存入特定的数据库。允许修改和破坏模型。 ioptn,iges,defeat 允许修改模型，如凸起，洞，小孔等。 因为在特定数据库存储几何模型，只允许对实体模型作有限的一些操作。 要求内存较大，较 “No defeaturing” 方法慢。 该方法对单个实体模型的输入，加载，网格化和求解效率高。 一般对几何模型要求很高时，不提倡用此方法。,第6章 B. 输入几何模型 IGES 输入,November 3, 2003 Invento
9、ry #001968 6-17,Merge 选项 缺省为YES ，合并重叠部分，以使相应的面只有一条公用线，相邻的线只有一个相交的关键点。 只有在使用 Defeaturing 方法，且运行超出内存时此项改为NO。 ioptn,merge,yes/no,合并,第6章 B. 输入几何模型 IGES 输入,November 3, 2003 Inventory #001968 6-18,Solid 选项 缺省为YES ，输入合并之后自动建立一个体。 若用户只想输入面建立壳或二维板单元模型时，可将此项改为NO。 ioptn,solid,yes/no,第6章 B. 输入几何模型 IGES 输入,Novem
10、ber 3, 2003 Inventory #001968 6-19,Small 选项 缺省为YES，自动删除划分网格时可能会引起麻烦的小碎片。 仅适用于 Defeature 方法。 若模型需要有缝隙或小洞，则将此选项改为NO。 ioptn,small,yes/no,第6章 B. 输入几何模型 IGES 输入,November 3, 2003 Inventory #001968 6-20,输入IGES 文件虽然很好，但是有两次转换过程 CAD IGES ANSYS ，在很多情况下不能实现100% 转换。 ANSYS 的接口产品直接读入原始的CAD文件，解决了上面提到的问题 Pro/ENGINE
11、ER接口 (缩写为“Pro/E”) Unigraphics接口 (缩写为“UG”) SAT接口 Parasolid接口 CATIA接口 使用接口产品，需要购买相应的授权。,第6章 B. 输入几何模型 接口产品,November 3, 2003 Inventory #001968 6-21,Pro/E接口 读入由 Pro/ENGINEER生成的 .prt 文件 (由PTC公司提供)。 需要 Pro/ENGINEER 软件。 也可以读入 Pro/Engineer装配 文件 (.asm) Utility Menu File Import Pro/E. 或proein,Defeaturing 选项有效
12、 缺省值是No Defeaturing,启动 Pro/E的命令,第6章 B. 输入几何模型 接口产品,November 3, 2003 Inventory #001968 6-22,UG接口 读入由 Unigraphics生成的 .prt 文件 (由Electronic Data Systems 公司提供)。 需要 Unigraphics 软件。 Utility Menu File Import UG. 或 ugin,激活Defeaturing 选项 缺省为No Defeaturing,只读入选择的层和几何类型的选项,第6章 B. 输入几何模型 接口产品,November 3, 2003 In
13、ventory #001968 6-23,SAT接口 读入CAD软件使用ACIS内核生成的 .sat 文件。 不需要 ACIS 软件。 Utility Menu File Import SAT. 或 satin,激活Defeaturing 选项 No Defeaturing is default,只读取选择的几何类型的选项,第6章 B. 输入几何模型 接口产品,November 3, 2003 Inventory #001968 6-24,Parasolid接口 读入CAD软件使用Parasolid内核生成的.x_t 或 .xmt_txt 文件。 不需要 Parasolid 软件。 Utili
14、ty Menu File Import PARA. 或 parain,激活Defeaturing选项 缺省为No Defeaturing,只读取被选择的几何类型,选择几何模型的比例,第6章 B. 输入几何模型 接口产品,November 3, 2003 Inventory #001968 6-25,第6章 B. 输入几何模型 接口产品,Windows系统支持的CAD系统: UNIX系统支持的CAD系统:,详细信息见接口产品用户指南以及Windows和Unix安装指南.,November 3, 2003 Inventory #001968 6-26,第6章 B. 输入几何模型 ANSYS 自动模
15、型修补,依赖 ITI的 CADfix软件 需要安装CADfix 简化接口 一条命令 heal,Filename,Ext,Dir,Method 与存在的ANSYS 接口共同作用 (除了 IGES) 基于CADfix的选项在修补模型中有效。 IGES v5.3, STEP AP 203 and AP214, CATIA v4.x, VDAFS 2.0, STL, ACIS 6.3 and Parasolid 12.1 如果不能自动修复，用户可以在CADfix中手工修复模型。,November 3, 2003 Inventory #001968 6-27,参看练习附录中的： W6A.输入几何模型 I
16、GES 输入 W6B.输入几何模型 SAT Part 输入 W6C.输入几何模型 SAT Assembly 输入 W6D.输入几何模型 Parasolid Part 输入 W6E.输入几何模型 Parasolid Assembly 输入,第6章 B. 输入几何模型 练习,November 3, 2003 Inventory #001968 6-28,直接输入模型虽然方便，但某些情况下需要在ANSYS中建立实体模型，例如： 需要建立参数化模型， 在优化设计及参数敏感性分析时，需要建立包含变量的模型。 没有ANSYS能够读入的几何模型。 用户计算机平台没有所需的接口产品。 需要对输入的几何模型进行修改或添加。 ANSYS 有一系列方便的几何建模工具，以下将讨论这些内容。,第6章 C. ANSYS 命令 概述,November 3, 2003 Inventory #
