這個模型有點意思-建模和網格劃分需要靈活運用各種功能!



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ANSYS Workbench發布以來,可以說是給工程界的從業人員帶來了福音,AWB以其符合用戶操作習慣、簡便直接的操作界面以及入門相對容易的優點獲得工程界的青睞,且隨著AWB版本的持續更新,其功能也日漸完善和豐富。建模模塊從剛開始的DM界面已經升級為更專業的三維Space Claim界面了,而模型的建立恰恰是最基本也是最重要的環節,如果模型建的有問題,則直接會影響到后續網格劃分的可能性和質量,那么必然也會影響到計算結果的準確度,前提條件錯了那么后續的一切都是白搭。雖說DM或是Space Claim上手容易且快,但筆者一直認為要想準確合理且快速的建立一個模型,必須建立在操作者對軟件中各種功能非常了解和熟悉的前提下,才能在模型構建之初就在腦海中事先判斷出其實現的可能性,并構建好模型建立的先后順序和思路、每一步模型的建立可通過哪幾種功能來實現、用哪種功能建立不容易出現錯誤、用哪種功能建立起來更方便且更易于后續模型的建立、優先用哪種功能可以簡化操作步驟提升建模效率等等。筆者還是那個觀點,上手容易不代表會,會用軟件不代表水平,一個真正合格的分析設計人必須同時具備以下四點:

1.扎實的專業理論知識和基礎,這是根本中的根本,決定著未來水平的高低,根基有多穩,樓就能蓋多高屹立不倒;

2.軟件中各種功能的深入了解和靈活熟練運用,雖然軟件僅僅是輔助的工具,但好馬也要有懂得駕馭的主,才能一馬當先,覺馳千里,否則千里馬也只能被埋沒;

3.專業標準的深入理解以及其背后制訂原理的深入剖析,如果僅僅只會表面的執行和應用標準,其背后知之甚少或一知半解,知其然而不知其所以然,那么也絕不可能有多高的水平;

4.專業領域新興事物的拓展研究,這是錦上添花的事情,當然研究的基礎必須建立在上述三個硬實力的前提下,否則一切都是空談。

筆者以為上述四點是成為一個合格的分析設計人必須具備的條件,缺一不可,缺少一個都不可能稱為一名合格的分析設計人員,更無論優秀了。但是上述四點中任何一點都需要花費大量的時間和精力去自己琢磨研究,可能沒有多少人敢拍著胸脯說都具備了上述四點能力了,所以在筆者看來,真正合格的分析設計人仍是少數的,優秀的那就更是少數中的少數了,只能說大部分的人僅僅是會應用軟件和按標準將活干出來而已,且不論質量如何,只能算是公司里面的一名合格員工而已,可能對于公司而言這就夠了,但對于自己的成長而言根本達不到合格分析設計人的要求,所以學習分析設計并成為一名合格的分析設計人非一朝一夕之事,需要持之以恒的耐心、毅力和自學研究能力,筆者建議初學者一定要擺正心態,做好堅持學習的準備,切莫急功近利,需要明白的一點是我們是為自己的成長而學,并不是僅僅為了滿足公司里面干活的需求而學。“ANSYS析設計人”公眾號愿與您一起學習,共同成長!歡迎更多的小伙伴加入我們,與感興趣樂于學習的朋友們一起分享自己的學習心得和經驗。

上文扯得有點遠了,現在開始講好馬的故事,其實不管DM模塊還是Space Claim模塊都是一匹好馬,只要駕馭它的主人能知之善用,靈活運用,那么用在我們壓力容器行業建模都是綽綽有余的,甚至是大材小用,畢竟壓力容器行業的瓶瓶罐罐都是比較規則的結構,建起模型來相對要容易的很多,當然如果用在其它領域的復雜結構,那么DM肯定就變得雞肋甚至有時候無能為力了,比那些專業的三維軟件如Solid WorksPro EUG相差甚遠。當然現在AWB發展越來越好了,引入了DM強的Space Claim建模模塊,而且與其它專業三維軟件的接口和融合也越來越好了,所以對于初學者的話肯定要學習Space Claim模塊了,可以直接放棄DM模塊了。雖說DM模塊在建模方面完全能夠滿足壓力容器行業的模型,但如果模型稍微復雜和特殊一點,用DM建模也會顯得不那么方便和靈活,比如下面的模型:有漸變的變徑段、有非徑向的大接管、有非規則的體、有特殊的加強環板,最重要的還不是這些模型如何建立,而是那些相交的體之間的處理,處理好了有利于后續網格的劃分和計算,處理不好模型可能就報廢,所以對模塊中各個功能的了解和靈活運用是建好模型的前提,好的操作者可能需要50就能建好和處理好模型,而有的人可能需要用到100步才能做到,可見對軟件功能熟悉的重要性,更重要的是好的操作者在建模之初就已經理清了建模的思路和后續劃分網格的可行性和可操作性。

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本模型存在特殊的連接和相交結構,建好模型以后的另一個問題就是該如何劃分出高質量的共節點六面體網格?在哪些地方需要劃分較細較好的網格?哪些地方比較難控制網格?體究竟該如何切分?該如何設置網格大小?如何設置網格劃分順序?如何進行局部網格控制?哪些地方網格有可能對計算結果造成很大影響?等等一系列問題都需要在劃分網格之前先進行一定的思考,同樣軟件操作者需要對網格劃分的各個功能都了如指掌,才能更好更快更順利的劃分出漂亮高質量的網格。可能一個簡單的模型只需進行簡單的一步兩步操作便可劃分出漂亮的網格,但是對于稍微復雜和不規則一點的且具有較多體的模型,劃分網格真的需要實踐經驗的積累和一定的技巧,即使前期做好了思路,但很多時候事情并非會都按照我們的思路很順利的進行下去,有些問題紙上談兵可能會永遠發現不了問題,只有在真正操作的過程中才會遇到并需想辦法解決掉。筆者在前期文章中提到過一個問題,本文中重申一下:需特別注意的一個技巧是要學會隨時用“Show Sweepable bodies”功能查看哪些體已經可以掃略了,哪些體仍不可掃略,針對不可掃略的體才需進行切分操作以切成可掃略的體。另外筆者在用AWB 14.5和19.0的時候發現,當在14.5版本中所有的體都已顯示為可掃略體的時候,在19.0版本中則為部分體仍不可掃略,關于這一點筆者認為可能是19.0和14.5的判定和劃分準則是存在一定不同的。

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像這種稍微特殊和復雜一點的模型,前期的建模思路和后續網格劃分思路顯得尤為重要,因為一不小心就可能產生一步錯步步錯的后果,造成整個模型報廢,需要推倒重來。如果有感興趣的朋友不妨基于自己對各建模功能的了解自己在腦海中演示一下本模型的建模思路,另附上公眾號早期的文章鏈接供初學者參考:【軟件操作】AWB十問十答系列之網格劃分技巧

本文筆者通過一個模型來說明建模的重要性以及對軟件中各種建模功能深入了解和靈活運用的重要性,也給初學者提供一點建議,一定要腳踏實地、持之以恒的深入學習,切勿浮于表面,三天打魚兩天曬網,學習是自己的事情與他人無關。文中僅代表筆者個人觀點,限于專業水平有限,文中如有不當之處,歡迎不吝批評指正。

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