基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副

最近重點學習了一下這方面的內容,談談我的感想:

1.使用hypermesh去建立運動副相比于workbench來說操作上的繁瑣程度高了不止一點,所以其實不是很懂學這個的意義在哪里;

2.唯一覺得可能有用的在于后續去在dyna聯合仿真中去建立運動副有一定的參考意義,再者就是apdl本身在后處理方面的批量化于實時性的反饋比較好,這是我個人的理解;

3.最后說說瑕疵吧,我用的hypermesh是2021版本的,算是老版本最后一代,但是在接觸建立上也沒有了contact manger這個選項,所以學習這塊的知識還是下了一些功夫,再者hypermesh在定義時定義的參數不夠apdl的要求,這個也是一個難點,需要后續在apdl中去補充這些內容,所以我深刻的感受到了workbench的便捷性,但是也體會到了它自身所忽略的底層邏輯。

下面就介紹運動副與轉動副的建立:

轉動副

這里采用的是一個單獨的齒輪,用了結構化的網格劃分方式,轉動副是對地的轉動,同理繞軸的轉動也是異曲同工

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖1

網格劃分采用的hypermesh的劃分,在劃分過程中體會到容差這個選項的關鍵,真的是解決了很多問題,其次要多多使用共節點,tool-edge可以避免后續眾多的問題,最后要face,edge去檢查自由邊,t型邊,沒有問題再進行之后的操作。

建立機架與mpc單元,這里由于是對地,所以機架很關鍵,最后要對這部分進行固定操作,mpc單元本質就是在同一個位置建立了兩個點所建立的單元,下面是建立過程中的選項

采用轉動的value

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖2

便于選點(重合點)在preference中打開graphics中的coincident picking,效果如下,可以看到,這里實際上是兩個點

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖3

最終結果如下

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖4

最困難的是之后去建立轉動副的過程,用到的是contact的部分,下面是樹狀圖

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖5

在接觸組中需要選擇接觸單元與目標單元,也就是這里的contact surfaces與單獨的一個點集合sets,接觸面為齒輪內表面,目標面也就是前面建立的mpc單元的節點,單元采用的是contact173與targe170單元,相關的參數設置如下:

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖6

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖7

這里的參數使用的都是apdl中很經典的接觸參數設定,感興趣去的可以找本講單元的書去琢磨琢磨。

最后考慮到hypermesh中相關轉動只能繞著x軸或者z軸去轉動,所以建立一個坐標系很重要,如下

在analysis中的systems中

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖8

同理apdl中坐標系的建立需要從11開始,要進行重新的編號tool-renumber

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖9

移動副

到這里就介紹完畢了,下面是移動副的介紹,本質上的一樣的所以講的稍微粗糙些,如下

導入我們在solidworks中建立的裝配體模型,并且進行網格劃分操作

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖10

移動副的區別在于建立兩個接觸組,接觸面與mpc的i節點連接,目標面與mpc的j節點連接,如下

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖11

樹狀圖如下

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖12

對于mpc單元這里的設定改為了移動而不是轉動

基于hypermesh與ansys apdl的聯合仿真——如何建立運動副的圖13

后續操作都是一樣的就不介紹了,也就是建立坐標系,坐標系編號,建立約束。

最后就是導入apdl中補充一些比如說單元的界面屬性等相關的參數來進行計算,無奈這部分確實還沒有理解明白,之后學懂了再分享給大家,或者有懂得也可以講講,不勝感激。

用文字來表述確實有些說不明白,只能簡單的講講,很多地方都講的不是很透徹,所以大家可以留言這塊內容,需要的比較多的話可以考慮出一個視頻的教學,同時需要源文件的也可以留言私信,看到了會發。

公眾號為:仿真學習cae,也就是本人頭像,此外還有其他文章可供學習,歡迎關注交流。


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