1 CAE軟件與CAD軟件接口問題
在模型制作方面,CAD軟件的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于CAE軟件,因此,CAD軟件與CAE軟件之間的接口問題就顯得比較重要.模型傳遞主要有2種方法:一種是通過專用數(shù)據(jù)接口進(jìn)行傳遞,另一種是通過標(biāo)準(zhǔn)圖形格式進(jìn)行傳遞.目前,流行的圖形標(biāo)準(zhǔn)格式有IGES,SAT,STEP和ParaSolid.其中,IGES格式標(biāo)準(zhǔn)不很嚴(yán)格,大部分軟件都有該接口,但只能傳遞面元素,不能傳遞體,遇到復(fù)雜模型容易出錯(cuò);其他幾種格式相對(duì)成熟,應(yīng)用廣泛.如ANSYS Workbench和SolidWorks,NX等設(shè)計(jì)有專業(yè)數(shù)據(jù)接口,命令為:
SolidWorks→ANSYS 13→Workbench
通過標(biāo)準(zhǔn)格式讀入命令為:
File→Import→Geometry File
2 ANSYS可靠性計(jì)算方法
工程結(jié)構(gòu)要求具有一定的可靠性.可靠性指設(shè)為定量的值實(shí)際上具有不確定性,它們應(yīng)該被認(rèn)為是具有某種分布特性的隨機(jī)變量.結(jié)構(gòu)可靠性分析的任務(wù)就是考慮各類不確定性因素對(duì)結(jié)構(gòu)分析的影響.以靜力學(xué)分析為例,可以將彈性模量、載荷和結(jié)構(gòu)尺寸等設(shè)為參數(shù)變量,需要在結(jié)果中設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)輸出變量.
使用模塊為Six Sigma Analysis進(jìn)行可靠性計(jì)算時(shí)用命令Design of Experiments(SSA)→P1 Pressure Magnitude→Distribution Type,選擇參數(shù)變量的分布類型,如線性分布、正態(tài)分布等.使用命令Design of Experiments(SSA)→Design of Experiments Type,選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型,然后利用蒙特卡羅法、響應(yīng)面法等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.
3 動(dòng)力學(xué)軟件與有限元軟件柔體功能的區(qū)別
在動(dòng)力學(xué)軟件中,首先利用有限元技術(shù),計(jì)算出構(gòu)件的自然頻率和對(duì)應(yīng)的模態(tài)振型,然后通過各個(gè)模態(tài)振型的線性疊加計(jì)算得出構(gòu)件的位移;在有限元軟件中,則嚴(yán)格按照物理方程、幾何方程和平衡方程等進(jìn)行數(shù)值計(jì)算得到.二者的計(jì)算過程有本質(zhì)的區(qū)別.
4 對(duì)于平面應(yīng)力問題,用2D單元分析比用3D單元準(zhǔn)確
對(duì)于平面應(yīng)力問題,采用3D單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)厚度方向太薄,會(huì)造成3D單元畸變,質(zhì)量較低;而采用2D單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分,則可以保證較高的單元精度.因此,使用2D單元分析平面應(yīng)力問題比使用3D單元精度要高.
5 在ANSYS Workbench中對(duì)殼單元做接觸分析時(shí)厚度的考慮
在ANSYS Workbench中,用殼單元做接觸對(duì)時(shí)默認(rèn)為中面接觸,但在實(shí)際中卻是殼體的頂面或底面接觸.在ANSYS Workbench中可以使用以下2種方法實(shí)現(xiàn)頂面或底面的接觸:
。1)使用中面偏移.命令為Connections→Contacts→Offset,輸入半個(gè)板厚數(shù)值.
。2)使用宏命令Connections→Contacts→Commands,輸入“keyopt,cid,11,1”.
在等厚度時(shí),上述2種方法都可以使用,但在變厚度時(shí),只能使用方法(2).
6 變厚度殼在ANSYS Workbench中的設(shè)置
對(duì)于變厚度殼的厚度值,可以通過以下方法實(shí)現(xiàn):
。1)對(duì)于厚度有規(guī)律的,可以使用厚度函數(shù)實(shí)現(xiàn),如Thickness=0.1x2+0.2.
。2)對(duì)于厚度無規(guī)律的,可以使用External Date參數(shù)化實(shí)現(xiàn).在殼上取很多點(diǎn)的厚度和坐標(biāo)信息,編寫好Excel后改成cvs格式,讀入到軟件中,命令為External Date→Setup→Date Source;讀入編輯好的cvs文件,然后設(shè)置好單位;最后將External Date與計(jì)算模型中的Setup連接起來.利用該方法可以實(shí)現(xiàn)厚度、壓力、溫度和傳熱系數(shù)等多個(gè)物理量的參數(shù)化.
7 在ANSYS Workbench中生死單元的運(yùn)用
在ANSYS Workbench中,可以利用生死單元進(jìn)行一些特殊的計(jì)算.首先提取并命名需要激活或者殺死的單元,命令為Model→Named Selections,選擇單元區(qū)域.使用命令Model→Static Structural→Commands,激活或者殺死已經(jīng)選擇的單元.根據(jù)具體需要插入語句,如殺死b1區(qū)域的單元,語句為:
NROPT,F(xiàn)ULL
ekill,b1
esel,s,live
nsle,s
nsel,inve
d,all,all,0
allsel
激活b1區(qū)域的單元,語句為:
NROPT,F(xiàn)ULL
EALIVE,b1
cmsel,s,b1
nsle,s
DDELE,all,all
allsel
8 在ANSYS Workbench中,復(fù)雜模型網(wǎng)格的劃分技巧
對(duì)復(fù)雜模型劃分二次四面體網(wǎng)格時(shí),由于模型復(fù)雜,特別是當(dāng)應(yīng)力集中區(qū)域過多而使需要網(wǎng)格細(xì)化的區(qū)域很多時(shí),網(wǎng)格往往劃不出來、劃得不理想或者有的網(wǎng)格控制命令實(shí)現(xiàn)不了.可以將模型分割成若干部分,按照先難后易的順序逐個(gè)劃分:先選擇控制命令較多的部分劃分網(wǎng)格,再選擇控制命令較少的部分劃分網(wǎng)格,以此類推.命令如下:選擇需要?jiǎng)澐植糠郑ㄓ益I)→Generate Mesh on Selected Bodies.
對(duì)于局部網(wǎng)格細(xì)化,可以采用以下幾種方法:
。1)應(yīng)力集中區(qū)域直接設(shè)定劃分尺寸,缺點(diǎn)是網(wǎng)格數(shù)量比較多.
。2)使用命令Model→Insert→Mapped Face Meshing,選擇需要細(xì)劃的面;使用命令Model→Insert→Sizing,選擇需要細(xì)劃的邊.該方法劃分網(wǎng)格質(zhì)量較高、網(wǎng)格數(shù)量相對(duì)較少.
。3)使用命令Model→Insert→Sizing→Type→Sphere of Influence→Sphere Center,然后選擇局部坐標(biāo)、球半徑以及控制尺寸等.該方法限制網(wǎng)格劃分的范圍,可以控制網(wǎng)格數(shù)量.
9 在ANSYS Workbench中模擬摩擦生熱
模擬摩擦生熱,實(shí)際是熱結(jié)構(gòu)瞬態(tài)耦合問題,對(duì)于耦合問題需要使用耦合單元,在此選用SOLID 226單元為例,命令為Model→Geometry→Solid→Commands,輸入“ET,1,SOLID 226,11”.因?yàn)榻佑|單元默認(rèn)情況下沒有溫度自由度,所以需要修改,使接觸單元具有溫度自由度;另外,目標(biāo)單元默認(rèn)情況下為低階單元,而SOLID 226卻是高階單元,所以也需要將目標(biāo)單元修改成高階單元;命令為Model→Connections→Contacts→Commands,并輸入以下語句:
keyopt,cid,1,1
keyopt,cid,1,1
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