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Ansys模型生成技巧

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发表于 2010-9-13 21:55:05 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  Ansys模型生成:

& ?% X5 B2 g; u; x6 j/ P 8 W6 a# V6 S: {! N$ w$ c9 ]8 i

  有限元分析的最终目地是数学地重现一个实际工程系统的行为。换言之,这分析必须是一个物理原型的准确数学模型。

5 J1 d/ @2 @& u7 r0 o ~# U" u7 ]! {4 Z- D/ c

  从广义上,这模型包含所有的节点,单元,材料特性,实常量,边界条件,和用于描述这物理系统的其它特征。

# z+ s+ i0 o& r+ I6 t$ ?% q, R 7 p; E' ]2 g6 f5 q; t% S

  Ansys模型生成有以下方法:

1 [$ L8 G0 T( r2 _7 S; m% x# U0 Q! a: Z& r- W1 c5 u

  1,在Ansys创建一个实体模型。

- E+ g: M/ A4 [: S- d! X & D" v2 {0 ^3 x7 A# M

  2,直接生成。

0 J) I/ u$ ^( t( _$ w/ ~+ h3 K3 K - m: v; u5 e8 L: D2 ^/ k( E. f

  3,输入一个在CAD创建的模型。

$ O/ L; ^9 @+ @% q & D2 B2 D' F; K9 B t

  Ansys模型生成的典型步骤:

5 |5 n: u( t* e6 Y& S6 P* s% c5 t& R7 }. r( U+ F8 i

  1,计划方案

: F- [4 G1 ?5 B. l5 Z6 G" G# C% R! ?% H9 A5 l2 `) j2 u+ m1 b! m

  在开始模型生成时,将有意无意地做一些将怎样对物理系统数学摹拟的决定:

. t3 D+ r o0 I$ N6 Q3 H4 n5 ?1 g. w% A

  分析目地是什麽?对物理系统的全部还是部分建模?模型包含多少细节?将用哪类单元?网格密度是多少?总之,要平衡好计算成本(CPU运算时间等)和分析结果的准确性。计划阶段的决定将很大程度上影响分析的成败。

% |, @: b( `- {) ~8 e! r" k5 c) U4 ^& K$ \( f

  2,确定分析目地,它依赖于教育程度,经验,专业判断。

& D* |6 ?/ N* l 8 q" W2 s% U& A2 \/ A0 x

  3,选择模型类型,

) y( P( `" g% p m3 m . Q- K3 q4 O$ a# A( H5 t* g

  线模型可用于2维或3维梁和管结构,也可做3维轴对称壳结构的2维模型。

I: ^9 p9 p5 ]- w( d 4 l7 N% u! w1 D" e

  通常用直接生成法产生模型。

* S( V5 p! \8 h1 [9 ~ 0 M, \3 t! f2 l( Y8 x0 {8 z4 @

  2维实体模型用于薄的面结构(面应力),有恒定剖面的“无限长”结构(面应变),或轴对称实体结构。

6 f4 I- _. F3 d% O+ }* M, g- Q% F: O( u- z

  3维壳模型用于3维薄壳结构。

/ q9 z7 s6 N1 H: j S ) k- z6 I4 ^/ f0 k$ h. B5 s

  3维实体模型用于既无恒定剖面又不是轴对称的实体结构

5 N- t3 r6 B# f& e0 _ ; c. W. d# a: C h: m1 b' ]2 M; g

  4,选择单元类型

# ~7 @1 { o) w7 W2 s: m# x2 t* X' I/ ~' x* c/ H

  线性单元(无中间节点),应用时要避免蜕变单元形状出现在关键区域。尽量避免用过度变形的线性单元

8 i5 Z. [' e, o! S 9 ]5 \3 p1 p7 d6 O! Q4 \

  高级单元(有中间节点),对有蜕变单元形状(2维三角形单元,3维四面体单元)的结构分析,它会比线性单元产生更好的结果。

# C* t6 V" ?+ O8 F# X1 y, a - ~4 h5 v8 s# v2 [. z

  5,对结合不同单元的限制。

S6 t. Q+ \! v$ | ) h6 I7 J$ X) f

  在直接结合不同单元时,若它们有不同的自由度,则分析运算时将不能在不同单元之间传递正确的力和力矩,因为它们在相交处不相容。

# G/ p- P! f8 p/ n; p6 J& ]( D2 n5 `$ R% @/ O v

  两个单元相兼容,它们必须有相同的自由度,相同数量和类型的位移自由度,旋转自由度,而且,这些自由度必须沿相交处单元边界上连续地相互叠合在一起。

( J& J- T" X: D) P1 _! X" V4 a ; E& \+ C8 g' w, B9 I' X

  6,充分利用对称性。

3 c$ k% ]* V5 P/ r 4 Q! N( R0 k$ l' X

  许多物体具有对称性,如重复对称,镜像对称,轴对称。利用对称性可以大大地减小模型的尺寸减少运算时间。

4 L) B- f' m" ^4 k7 I8 s$ C2 W2 H `

  三维轴对称结构可以用等同的二维型式来代表。而二维轴对称分析比等同的三维分析更准确。

( `; G6 C) v, e8 ]6 v/ s# p5 z0 G4 Z

  理论上一个完全轴对称模型只能承受轴对称载荷,然而在许多场合轴对称结构将承受非轴对称载荷,这时就要用一种特殊单元,轴对称谐单元如PLANE25, SHELL61, PLANE75, PLANE78, FLUID81,和PLANE83。。

7 q- g/ n& O2 c3 X( F( e 7 |; y' l* B, M% z2 B+ U

  7,决定包含多少细节

' V, y8 d! K9 s! Q 3 Z" D; ^" B" p0 J* E

  在实体模型中不必要包含一些不重要的小细节,因为它们只会使模型更复杂。但是在一些结构中,象导角或孔等的小细节可能是最大应力集中的地方,这时它们就很重要,这取决于分析目地,必须对结构的预期行为有足够的理解以做出决定。

% T5 b0 U" l$ `. P! g- Z- I; l+ S( x1 [5 f* C4 N( b$ @

  通常,只有很少的小细节会破坏结构的对称性,常常可以忽略这些小细节或视它们为对称以获得较小的对称性模型。这时必须在模型简化和降底准确性之间权衡。

0 c8 ?2 E. C6 | m. w 2 G) |0 G2 k% D, Z# a
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