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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:

8 B2 B/ k! S3 L1 ]! e3 n1 I! s8 T2 U' X+ }& a

  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。

% O' ?* N' Y# a U2 |; }! H, B% ~; {+ f% c L# G: w& f0 [

  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。

7 B# B( P- b: c4 u 3 W' p9 O/ C6 Z5 v0 R1 d1 h0 a

  Ansys模型生成有以下方法:

& h7 l9 ]7 f* k9 H* O2 O. M ; Z$ i1 M4 K. B6 f2 ]; b" U2 u

  1,在Ansys创建一个实体模型。

# p0 i! S* s$ j) G$ ^2 m& O3 k% s9 E& Y7 D

  2,直接生成。

6 A+ m$ E4 v/ e/ N ( ?0 `" }! y3 K4 K

  3,输入一个在CAD创建的模型。

/ b8 @0 z. c) {5 S* W: f) ^$ K 8 W% f1 x( o0 {- w6 [2 |; f4 C

  Ansys模型生成的典型步骤:

0 |1 Y& o% s+ ]/ ^: |* _' k& h- v' M/ \. c4 a7 f

  1,计划方案

1 t! R# x7 Q' r! [# c: F; K 9 V' h1 ?1 \- F

  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:

) |6 }" T* P6 c A- e H - H1 Y5 [6 Y% ?) o( ~6 C9 @+ H

  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。

3 U% W) P" ^- d7 k* E- {6 e 0 i; {1 ]) ]" S. x

  2,确定分析目地,它依赖于教育程度,经验,专业判断。

3 A' d8 V b5 q% j/ A3 |- K: q$ g ; O2 q! Y( i9 G, _+ A+ N

  3,选择模型类型,

, S$ v9 w9 E% d8 o3 Y9 g : Z1 @, k* E. e) V* [

  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。

' K1 Q( h. o! r & {; q. T% ~% L$ z9 c: o

  通常用直接生成法产生模型。

) p; E* A9 I P" H/ D ) V4 j. C& @; e( m

  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。

! |, e8 |! M* x, _; L7 W 6 [$ z# M" T. m- h/ ]. }+ o! O

  3维壳模型用于3维薄壳结构。

) m( f, F3 ]! s9 [+ h1 L5 t+ s3 A! `6 K2 `

  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

- m! t/ |3 d, L4 b5 b6 K: s- h$ A" U0 O3 ^2 k% ]

  4,选择单元类型

' n+ G) b& E) Z/ O% V( _" c2 s" \6 Y9 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

/ K$ r3 J) X6 s, ]4 P 9 \( d8 {. S4 ` M: N

  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。

, h+ [% C% C+ s/ }; K* N / g6 I m/ K- n

  5,对结合不同单元的限制。

2 [$ V$ I2 k% H) A; i! N $ ]3 Y- L8 V3 @) L6 u6 m

  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。

4 S& l' Q0 |) w9 f" m' l$ H9 ~. t* N# A! E % v l5 {5 n, ~+ l2 Z6 b, |$ z

  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。

% E- @4 y2 [& L- V; F# X 6 p4 x) l z! s5 w9 v$ M% n* o

  6,充分利用对称性。

% g/ A- e" s& M7 {( o0 a. Q. T; j1 |1 z* y$ U

  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。

% w6 R. Q6 Q1 \ 0 |* f3 Z8 ^: p' r2 F( {$ @

  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。

r$ b3 p" H G1 t( j 2 P' M0 v+ R/ q" R4 K3 B

  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。。

5 \$ W& @" |6 Y6 m % |( x, ^- M& V2 J3 P3 N0 N

  7,决定包含多少细节

) X4 w/ N4 c$ m2 _4 `: E- ?6 u! ^, I6 g, u

  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。

3 i5 O$ ]6 z, t. [) Q8 B. P ( Y# @, T# m) d- F. O% }) k" y8 P

  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。

" b2 w$ G" i; k, H6 d4 E1 [, u: Q M9 H! z9 ]1 c. B% z- B
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