變厚度
關(guān)注創(chuàng)建者：Cruise 創(chuàng)建時(shí)間：2019-02-18
變厚度的視頻教程
ABAQUS二維變厚度熱力耦合切削仿真
ABAQUS二維鋁合金變厚度熱力耦合切削仿真教程（變厚度切削是三維銑削仿真過程向二維仿真的一種簡(jiǎn)化過程，進(jìn)給量由0.1mm逐漸降低到0），包括從零建模、模型優(yōu)化調(diào)試、仿真輸出結(jié)果及后處理的完整過程，一步步詳細(xì)操作，整個(gè)課程總共1小時(shí)左右，絕對(duì)適合高校學(xué)生、企業(yè)工程師零基礎(chǔ)快速掌握熱力耦合切削仿真分析方法。
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MeshWorks中面網(wǎng)格劃分教程
4.MW提供多種厚度賦予方法，尤其對(duì)于變厚度的肋筋，全自動(dòng)的厚度賦予方法大大節(jié)省了厚度賦予的時(shí)間。 5.MW提供了全自動(dòng)的網(wǎng)格質(zhì)量修復(fù)工具，點(diǎn)擊一次按鈕即可修復(fù)一半以上的不合格單元。
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CAE建?；A(chǔ)教程之網(wǎng)格模型建立
本次課程主要分為3個(gè)章節(jié)： 第1章：2D模型理想化，該章節(jié)主要介紹什么情況下使用2D面網(wǎng)格，怎樣正確建立2D模型，并正確賦以厚度，包括等厚度及其變厚度截面。 第2章：1D模型理想化，該章節(jié)主要介紹怎么建立1D梁?jiǎn)卧⒄_放置梁的方向以及偏置。 第3章：3D模型理想化，該章節(jié)主要介紹怎么樣劃分3D網(wǎng)格，主要是六面體網(wǎng)格劃分，怎樣查看實(shí)體網(wǎng)格內(nèi)部力量傳遞。
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變厚度的實(shí)例教程
利用有限元分析解決工程實(shí)際問題的過程中，經(jīng)常遇到需要把變厚度薄板簡(jiǎn)化為殼單元的問題，本文就針對(duì)這一問題，詳細(xì)闡述了如何在MSC APEX中實(shí)現(xiàn)變厚度殼單元。
首先我們來觀察下圖所示的模型：模型中存在變厚度的錐形薄板以及板料厚度的突變。
1、 導(dǎo)入幾何模型
2、 抽中面
為了獲得高質(zhì)量的中面，使用APEX的中間面增量功能漸進(jìn)的抽取中面，抽取中面后使用縫合面功能縫合面之間的小間隙，抽取后的中面如下圖：
3、 劃分網(wǎng)格
設(shè)置網(wǎng)格尺寸大小為0.5mm，對(duì)中面劃分網(wǎng)格，劃分的網(wǎng)格如下圖所示：
4、 賦予殼單元厚度
使用APEX中的自動(dòng)厚度計(jì)算功能自動(dòng)給殼單元賦予相應(yīng)的厚度：
界面參數(shù)設(shè)置如下：
1、選擇自動(dòng)檢測(cè)面以提取厚度
2、選擇基于分組容差自動(dòng)確定等厚度或者錐形厚度
3、厚度限制：10mm
4、容差組：0.02mm
（PS:此模型厚度變化范圍為0.2mm~1.2mm，為了讓軟件能夠更精確的識(shí)別模型的厚度特征，設(shè)置一個(gè)較小的容差值0.02mm）
首先選擇抽取的中面，鼠標(biāo)中鍵確定，然后選擇幾何模型，鼠標(biāo)中鍵確定，賦予完厚度的殼單元如下圖所示：
賦予完厚度的殼單元與幾何模型完全匹配。如上所述，我們可以利用APEX軟件簡(jiǎn)單輕松地實(shí)現(xiàn)變厚度的殼單元。
本文操作視頻鏈接：https://url.cn/5hEIPK3?sf=uri
展開 針對(duì)傳統(tǒng)商業(yè)有限元在處理變剛度復(fù)合材料（VSCL）與變厚度幾何時(shí)存在的網(wǎng)格畸變、計(jì)算耗時(shí)長(zhǎng)、非線性極易發(fā)散等痛點(diǎn)，本人開發(fā)了一套基于 MATLAB 的高階半解析氣動(dòng)彈性求解器。
本求解器直接基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方程進(jìn)行離散，可實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料板殼/懸臂翼面的極速參數(shù)掃描與深區(qū)非線性分岔追蹤。現(xiàn)分享部分計(jì)算結(jié)果，并承接相關(guān)復(fù)雜工況的定制計(jì)算與數(shù)據(jù)圖表輸出。
一、 核心理論框架
結(jié)構(gòu)本構(gòu)： 采用三階剪切變形理論（TSDT），精準(zhǔn)計(jì)及蜂窩軟芯等夾層結(jié)構(gòu)的橫向剪切效應(yīng)，避免一階理論（FSDT）的非保守性誤差。
氣動(dòng)模型： 基于超聲速一階活塞理論。
數(shù)值離散： 采用梯形/任意四邊形域等參映射，結(jié)合算子化微分求積法（DQM），以極少的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高精度全局離散，徹底消除有限元長(zhǎng)寬比災(zāi)難。
二、 求解器核心功能邊界
復(fù)雜特征兼容： 支持曲線纖維變剛度路徑空間分布、支持展向厚度漸縮/雙楔形截面、支持各種經(jīng)典邊界條件（懸臂、簡(jiǎn)支等）。
線性頻域分析： 極速提取復(fù)特征值，繪制高分辨率 V-g / V-f 根軌跡圖。支持多約束下的全參數(shù)空間顫振邊界尋優(yōu)。
非線性時(shí)域分析（核心優(yōu)勢(shì)）： 基于 von Kármán 大變形假設(shè)，采用時(shí)域雙軌分岔追蹤法?？煞€(wěn)定提取極限環(huán)振蕩（LCO）幅值分岔拓?fù)洹? 深區(qū)高維相空間分析： 支持深度超臨界區(qū)的高次諧波 FFT 分析、繪制龐加萊截面、捕捉吸引盆分裂與模態(tài)躍遷。
三、 業(yè)務(wù)對(duì)接
本求解器運(yùn)行效率極高，單工況特征值提取僅需數(shù)秒。
如果您課題組遇到商業(yè)軟件不收斂、或者急需底層數(shù)據(jù)支撐機(jī)理分析，歡迎私信聯(lián)系。
展開 圖 6 面延伸設(shè)置
5.使用“加工~殼~放樣”工具生成變厚度部分的中面，依次選擇變厚度部分兩邊的邊線即可。生成過渡部分的方法很多，大家可以根據(jù)需要靈活采用。具體設(shè)置如圖 7 。預(yù)覽無誤后點(diǎn)擊確認(rèn)即可。完成后可以在裝配中查看最終效果，最終效果如圖 8 所示。
圖 7 放樣設(shè)置
圖 8 完成抽殼后的結(jié)果
6. 非變厚度部分直接賦截面后的即可，變厚度部分需要建立厚度隨幾何變化的截面。下半部分厚度為 5mm，上半部分厚度為 10mm。經(jīng)過簡(jiǎn)單計(jì)算可知，過渡段截面厚度 S 與其 Y 坐標(biāo)值的關(guān)系為：
其設(shè)置方法見圖 9。
圖 9 變厚度殼截面的設(shè)置
下載地址：使用ABAQUS抽殼
展開 Ansys ACP中LookUp_Table的用法
通過三個(gè)簡(jiǎn)單小案例，掌握Ansys ACP中的LookUp_Table1D及LookUp_Table3D的用法，實(shí)現(xiàn)壓力容器圓頂及桶身處的任意變角度、變厚度纖維鋪設(shè)目的。
圖1 Look_UP_Table1D的變厚度變角度用法
圖2 Cylinder 處的Look_UP_Table3D變厚度變角度用法
圖3 Dome 處的Look_UP_Table3D變厚度變角度用法
對(duì)于厚度尺寸相對(duì)于其他幾何尺寸較小的結(jié)構(gòu)，我們常常采用殼單元來代替三維實(shí)體單元進(jìn)行分析。殼單元模型雖然不像三維實(shí)體模型那樣更接近真實(shí)模型，但其單元及節(jié)點(diǎn)數(shù)量少，計(jì)算量小，在工程中對(duì)復(fù)雜模型進(jìn)行簡(jiǎn)化時(shí)，采用殼單元能大大降低工作量和計(jì)算難度。
在建立殼單元模型時(shí)，我們需要輸入殼的厚度值，該厚度值可以在DM中設(shè)置，也可以在Mechanical中設(shè)置。DM中僅允許輸入常量厚度值（即等厚度），在Mechanical中可以設(shè)置隨某一坐標(biāo)變量變化的厚度值。
等厚度模型
厚度隨坐標(biāo)變化的模型
大多數(shù)情況下，以上厚度設(shè)置是能夠滿足工程分析需要的。但是，有一天突發(fā)奇想，我想建一個(gè)厚度值隨多個(gè)坐標(biāo)值變化的模型，現(xiàn)有的方法以函數(shù)進(jìn)行輸入厚度隨坐標(biāo)變化時(shí)，只允許輸入一個(gè)變量，怎么辦？
workbench提供了一個(gè)很好的工具—External Data。用它，可以將任意位置的厚度值進(jìn)行任意編輯，然后導(dǎo)入到Mechanical中。
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變厚度的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
變厚度的最新內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)商業(yè)有限元在處理變剛度復(fù)合材料（VSCL）與變厚度幾何時(shí)存在的網(wǎng)格畸變、計(jì)算耗時(shí)長(zhǎng)、非線性極易發(fā)散等痛點(diǎn)，本人開發(fā)了一套基于 MATLAB 的高階半解析氣動(dòng)彈性求解器。
本求解器直接基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方程進(jìn)行離散，可實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料板殼/懸臂翼面的極速參數(shù)掃描與深區(qū)非線性分岔追蹤。現(xiàn)分享部分計(jì)算結(jié)果，并承接相關(guān)復(fù)雜工況的定制計(jì)算與數(shù)據(jù)圖表輸出。
變厚度法，在結(jié)構(gòu)的每一部分上施加不同的厚度，通過優(yōu)化厚度分布來達(dá)到性能目標(biāo)。水平集法，使用水平集函數(shù)來描述材料和空洞的界面，通過演化水平集函數(shù)來優(yōu)化材料分布。進(jìn)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過逐步移除不必要或低效的材料，逐步優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
拓?fù)鋬?yōu)化的傳統(tǒng)方法是基于靈敏度分析，這對(duì)于線性靜態(tài)問題來說是很容易獲得的。當(dāng)必須考慮碰撞載荷情況時(shí)，必須考慮高度非線性動(dòng)態(tài)碰撞問題的特殊性。
變厚度法，在結(jié)構(gòu)的每一部分上施加不同的厚度，通過優(yōu)化厚度分布來達(dá)到性能目標(biāo)。水平集法，使用水平集函數(shù)來描述材料和空洞的界面，通過演化水平集函數(shù)來優(yōu)化材料分布。進(jìn)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過逐步移除不必要或低效的材料，逐步優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
拓?fù)鋬?yōu)化的傳統(tǒng)方法是基于靈敏度分析，這對(duì)于線性靜態(tài)問題來說是很容易獲得的。當(dāng)必須考慮碰撞載荷情況時(shí)，必須考慮高度非線性動(dòng)態(tài)碰撞問題的特殊性。
變厚度法，在結(jié)構(gòu)的每一部分上施加不同的厚度，通過優(yōu)化厚度分布來達(dá)到性能目標(biāo)。水平集法，使用水平集函數(shù)來描述材料和空洞的界面，通過演化水平集函數(shù)來優(yōu)化材料分布。進(jìn)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過逐步移除不必要或低效的材料，逐步優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
拓?fù)鋬?yōu)化的傳統(tǒng)方法是基于靈敏度分析，這對(duì)于線性靜態(tài)問題來說是很容易獲得的。當(dāng)必須考慮碰撞載荷情況時(shí)，必須考慮高度非線性動(dòng)態(tài)碰撞問題的特殊性。
上述研究模型中，泡沫層的厚度可變范圍為0.002m-0.01m，重層的變化范圍為0.001m-0.006m，泡沫層孔隙率可變范圍為0.9-0.98。上述3個(gè)變量為隔聲量機(jī)器學(xué)習(xí)模型的輸入?yún)?shù)，采用Hammersley方法在ODYSSEE中生成40個(gè)DOE樣本點(diǎn)，其中隨機(jī)選擇4個(gè)DOE點(diǎn)作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)集，剩余36個(gè)DOE點(diǎn)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。
上述研究模型中，泡沫層的厚度可變范圍為0.002m-0.01m，重層的變化范圍為0.001m-0.006m，泡沫層孔隙率可變范圍為0.9-0.98。上述3個(gè)變量為隔聲量機(jī)器學(xué)習(xí)模型的輸入?yún)?shù)，采用Hammersley方法在ODYSSEE中生成40個(gè)DOE樣本點(diǎn)，其中隨機(jī)選擇4個(gè)DOE點(diǎn)作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)集，剩余36個(gè)DOE點(diǎn)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。
這一特性使其在復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)（如異形薄殼、變厚度構(gòu)件）的分析中具有顯著優(yōu)勢(shì)。
三維應(yīng)力場(chǎng)的準(zhǔn)確表征
擬協(xié)調(diào)固體殼單元保留全部六個(gè)應(yīng)力分量，可直接通過三維本構(gòu)關(guān)系求解，無需簡(jiǎn)化假設(shè)，因此能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)復(fù)合材料層合板的層間應(yīng)力，為層間破壞分析提供可靠依據(jù)。
MeshWorks發(fā)布的23.3版本對(duì)2D中面網(wǎng)格的建模進(jìn)行了大幅度的增強(qiáng)：
自動(dòng)生成中面網(wǎng)格質(zhì)量大幅提高
高精度捕捉幾何特征
極佳的網(wǎng)格流向
高效的變厚度賦予能力
強(qiáng)大的自動(dòng)網(wǎng)格質(zhì)量修復(fù)功能
經(jīng)過大量的模型測(cè)試，
MeshWorks的中面網(wǎng)格建模時(shí)間可比市場(chǎng)上同類產(chǎn)品減少30%-40%！
img.jishulink.com/msimage/202503/2c246bc3d53e9c48326dc0fbdd94c47c.png"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202503/e6388255a4f7639dcc7000c0341b8e97.png"></p><p>受益于LS-DYNA求解器，相對(duì)于競(jìng)品的單一板材，支持更多類型：拼焊、變厚度板材
由圖像看到，隨著芯子厚度的變大，位移極值和板內(nèi)應(yīng)力在減小。
