復(fù)雜模型
關(guān)注創(chuàng)建者：力學(xué)星空 創(chuàng)建時(shí)間：2019-06-27
復(fù)雜模型的視頻教程
汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)ANSYS仿真高級(jí)實(shí)戰(zhàn)：國(guó)標(biāo)合規(guī)仿真、復(fù)雜模型處理、多物理場(chǎng)耦合分析等核心技能
課程大綱及內(nèi)容安排如下： 第0講：課程概述及安排（上/下） 第1講：復(fù)雜模型處理：差速器復(fù)雜模型分類與精準(zhǔn)簡(jiǎn)化策略 第2講：復(fù)雜模型處理：減速器齒輪組高效模型簡(jiǎn)化方法及實(shí)戰(zhàn) 第3講：復(fù)雜模型處理：減速器齒輪嚙合齒形修正及復(fù)雜結(jié)構(gòu)批量幾何處理 第4講：復(fù)雜模型處理：電機(jī)模型高精度處理及關(guān)鍵簡(jiǎn)化方案 第5講：材料與網(wǎng)格：復(fù)雜電驅(qū)動(dòng)模型材料賦予與高質(zhì)量網(wǎng)格劃分 第6講：剛度分析：多方向軸承座載荷仿真與電機(jī)剛度精確分析
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04-焊接仿真（復(fù)雜模型）
復(fù)雜模型的焊接仿真，采用了三款軟件，spaceclaim，hypermesh和simufact.welding。
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《基于實(shí)際工程超限項(xiàng)目復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)模型及節(jié)點(diǎn)有限元仿真模擬》————Rhino+Hypermesh+ABAQUS配合打團(tuán)手把手教程系列
《基于實(shí)際工程超限項(xiàng)目復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)模型及節(jié)點(diǎn)有限元仿真模擬》————Rhino+Hypermesh+ABAQUS配合打團(tuán)手把手教程系列 該課程同時(shí)采用三大主流軟件配合打團(tuán)爆炸輸出，對(duì)某超限美術(shù)館雙懸挑轉(zhuǎn)換桁架的受力進(jìn)行分析優(yōu)化，極大的提高了仿真的效率及準(zhǔn)確率（在CAE仿真界，一直流傳著二八定律，80%的時(shí)間用來(lái)建模及網(wǎng)格劃分，20%后處理）；讓那些從入門到放棄卡在復(fù)雜建模及網(wǎng)格劃分的科研學(xué)子
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復(fù)雜模型的實(shí)例教程
其過(guò)程是：先建立總體分析模型，并忽略模型中的一系列細(xì)小的特征，如導(dǎo)角、開(kāi)孔、開(kāi)槽等（因?yàn)楦鶕?jù)圣維南原理，模型的局部細(xì)小改動(dòng)并不特別影響模型總的分析結(jié)果），同時(shí)在該大模型上劃分較粗的網(wǎng)格（計(jì)算和建模的工作量都很小），施加載荷并完成分析；其次，（在與總體模型相同的坐標(biāo)系下）建立局部模型，此時(shí)將前面忽略的細(xì)小特征加上，并劃分精細(xì)網(wǎng)格（模型的切割邊界應(yīng)離關(guān)心的區(qū)域盡量遠(yuǎn)），用CBDOF等系列命令自動(dòng)將前面總體模型的計(jì)算結(jié)果插值作為該細(xì)模型的邊界條件，進(jìn)行求解計(jì)算。該方法的另外好處是：可以在小模型的基礎(chǔ)上優(yōu)化（或任意改變）所關(guān)心的細(xì)小特征，如改變圓角半徑、縫的寬度等；總體模型和局部模型可以采用不同的單元類型，比如，總體模型采用板殼單元，局部模型采用實(shí)體單元等。
子結(jié)構(gòu)（也稱超單元）也是一種解決大型問(wèn)題的有效手段，并且在ANSYS中，超單元可以用于諸如各種非線性以及裝配件之間的接觸分析等，有效地降低大型模型的求解規(guī)模。
巧妙地利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性對(duì)實(shí)際工作也大有幫助，對(duì)于常規(guī)的結(jié)構(gòu)和載荷都是軸對(duì)稱或平面對(duì)稱的問(wèn)題，毫無(wú)疑問(wèn)應(yīng)該利用其對(duì)稱性，對(duì)于一些特殊情況，也可以加以利用，比如：如果結(jié)構(gòu)軸對(duì)稱而載荷非軸對(duì)稱，則可用ANSYS專門用于處理此類問(wèn)題的25、83和61號(hào)單元；對(duì)于由多個(gè)部件構(gòu)成裝配件，如果其每個(gè)零件都滿足平面對(duì)稱性，但各對(duì)稱平面又不是同一個(gè)的情況下，則可用多個(gè)對(duì)稱面來(lái)處理模型（或至少可用此方法來(lái)減少建模工作量：各零件只需處理一半的模型然后拷貝或映射即可生成總體模型）。
總之，對(duì)于復(fù)雜幾何模型，綜合運(yùn)用多種手段建立起高質(zhì)量、高計(jì)算效率的有限元模型是極其重要的一個(gè)步驟，這里介紹的注意事項(xiàng)僅僅是很少一部分，用戶自己通過(guò)許多工程問(wèn)題的不斷摸索、總結(jié)和驗(yàn)證才是最能保證有效而高效地處理復(fù)雜模型的手段。
來(lái)源：CAE技術(shù)聯(lián)盟
展開(kāi) 目錄
一、 SolidWorks 多實(shí)體的概念和布爾運(yùn)算工具
1
二、 SolidWorks 的曲面實(shí)體工具 5
三、 SolidWorks 的曲線工具 6
四、 SolidWorks 多實(shí)體建模應(yīng)用場(chǎng)景概述
11
一、SolidWorks多實(shí)體的概念和布爾運(yùn)算工具
歸結(jié)起來(lái)，SolidWorks多實(shí)體建模主要有3種方式，綜合起來(lái)應(yīng)用可適應(yīng)復(fù)雜模型的建模。結(jié)合布爾工具（“相交”、“組合”特征），以及曲面工具和曲線工具的巧妙應(yīng)用，可以使SolidWorks應(yīng)用提高到一個(gè)較高的水平。可以說(shuō)，SolidWorks的多實(shí)體建模技巧和工具集是SolidWorks復(fù)雜建模的一把利器。下面通過(guò)具體的分類實(shí)例來(lái)理解多實(shí)體的概念。
1．SolidWorks多實(shí)體建模的被動(dòng)方式。
有時(shí)，當(dāng)我們創(chuàng)建草圖時(shí)，存在多個(gè)互相獨(dú)立的封閉區(qū)域，創(chuàng)建出來(lái)的特征是相互分離的多個(gè)實(shí)體對(duì)象。這就是多實(shí)體。當(dāng)存在多實(shí)體時(shí)，模型樹(shù)具有“實(shí)體”字樣的標(biāo)簽列表，列表下面顯示了SolidWorks自動(dòng)根據(jù)特征名稱命名的實(shí)體對(duì)象。特征創(chuàng)建時(shí)，出現(xiàn)相互分離的兩個(gè)（及以上）的實(shí)體會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建多實(shí)體。
展開(kāi) 復(fù)雜模型
今天這期我們不談comsol案例了，
來(lái)聊聊構(gòu)建復(fù)雜模型時(shí)，
容易出現(xiàn)哪些問(wèn)題并如何改正呢？
為什么無(wú)法求解線性穩(wěn)態(tài)模型？
（1）約束和邊界條件不足
約束條件和邊界條件的組合必須足以根據(jù)要求解的場(chǎng)變量來(lái)定義問(wèn)題的唯一解。例如，在固體力學(xué) 中（其中軟件求解固體中的位移場(chǎng)），對(duì)零件應(yīng)用兩個(gè)方向相反、大小相等的邊界載荷 條件不足以定義位移。也就是說(shuō)：即使零件上的力方向相反且大小相等，也不足以確定零件的位置，因此，必須添加一些其他條件（例如固定約束）來(lái)約束位移。
（2）未定義的材料屬性
如果未定義物理場(chǎng)接口所需的部分或所有材料屬性，模型將在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。材料分支圖標(biāo)上也會(huì)顯示一個(gè)紅色叉號(hào)。可以查看“材料”分支的設(shè)置窗口，獲取包含未定義材料的所有域的列表，并為這些域添加材料。如果某種特定材料缺少一個(gè)屬性，該材料也會(huì)在“模型開(kāi)發(fā)器”中相應(yīng)的圖標(biāo)上突出顯示一個(gè)紅色叉號(hào)。
（3）材料屬性不正確
如果輸入的材料屬性對(duì)于控制方程來(lái)說(shuō)不正確，模型將在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤，通常是奇異矩陣錯(cuò)誤。例如，在固體力學(xué) 中，如果泊松比設(shè)為 0.5，則模型將無(wú)法求解，原因是該值與線彈性理論不兼容。再舉個(gè)例子，在求解電流時(shí)，不要將理想電絕緣體模擬為電導(dǎo)率為零的材料，而應(yīng)在模型中忽略該域，并使用電絕緣邊界條件。
（4）未定義的變量
如果嘗試輸入一個(gè)未定義的變量，自動(dòng)的語(yǔ)法突出顯示功能將在輸入過(guò)程中識(shí)別這個(gè)變量，最好是立即解決這個(gè)問(wèn)題。
展開(kāi) ANSYS ACP是一款專用的復(fù)合材料前后處理工具，在前處理鋪層信息定義和后處理結(jié)果查看環(huán)節(jié)中都有著簡(jiǎn)潔高效和人性化的設(shè)置操作，但限于儲(chǔ)氫罐的幾何模型復(fù)雜、鋪層角度多變、圓頂處不規(guī)則加厚等特點(diǎn)，其實(shí)體模型的復(fù)材纏繞鋪層設(shè)置較有難度，本文旨在基于ANSYS Workbench平臺(tái)建立等比例、高精度的Ⅳ型儲(chǔ)氫罐復(fù)合材料實(shí)體模型，并將其與Static Structural聯(lián)合使用以分析其在60MPa壓力作用下的變形、應(yīng)力、應(yīng)變等信息。其中詳述了ANSYS ACP在復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)中的操作流程及變角度、變厚度、實(shí)體貼合碳纖維鋪層等內(nèi)容，為Step by Step可復(fù)現(xiàn)教程文檔，借助此過(guò)程可掌握復(fù)雜實(shí)體模型的復(fù)材鋪層設(shè)計(jì)技術(shù)，另外本文所采用的儲(chǔ)氫罐模型來(lái)源于真實(shí)Ⅳ型儲(chǔ)氫罐模型，亦可為儲(chǔ)氫罐設(shè)計(jì)應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
付費(fèi)文件包含完整仿真流程文件一套、所使用的全部幾何文件和軟件逐步操作教程文檔一個(gè)。教程文檔十分詳細(xì)，共計(jì)51頁(yè)、7000余字，用戶可根據(jù)教程文檔進(jìn)行學(xué)習(xí)以及逐步操作實(shí)現(xiàn)對(duì)Ⅳ型儲(chǔ)氫罐碳纖維復(fù)合材料的鋪層設(shè)計(jì)與仿真。
文檔教程收獲：
掌握ACP變角度、變厚度的復(fù)雜形狀實(shí)體復(fù)合材料纏繞鋪層設(shè)計(jì)技術(shù)。
學(xué)會(huì)ACP軟件厚度增強(qiáng)、鋪層修剪、沿指定路徑擠出、鋪層貼合實(shí)體等技能。
熟練掌握IV型儲(chǔ)氫罐的等比例、高精度復(fù)合材料設(shè)計(jì)建模技術(shù)，為儲(chǔ)氫罐設(shè)計(jì)應(yīng)用奠定工程技術(shù)基礎(chǔ)。
展開(kāi) 3 有限元模型的建立
3． 1 基于Hypermesh 的有限元網(wǎng)格劃分
3． 1． 1 毛坯材料和工件尺寸
在整體結(jié)構(gòu)件的加工過(guò)程中，采用的毛坯為矩形截面的板材，毛坯長(zhǎng)、寬、高的尺寸為: 2631mm ×1945mm × 30mm。毛坯的材料選7075 － T351 鋁合金預(yù)拉伸薄板，經(jīng)過(guò)了去應(yīng)力塑性拉伸－ 人工實(shí)效處理。要研究鋁合金初始?xì)堄鄳?yīng)力對(duì)加工變形的影響，首先得知道鋁合金預(yù)拉伸板的初始?xì)堄鄳?yīng)力，通過(guò)剝層法測(cè)得初始?xì)堄鄳?yīng)力分布曲線如圖1所示。加工成型的鋁合金整體結(jié)構(gòu)件如圖2 所示，加工完成的工件尺寸為2631mm × 1945mm × 15mm，其中框架高12mm，寬9mm。
3． 1． 2 Hypermesh 下的網(wǎng)格劃分
此整體結(jié)構(gòu)件模型相對(duì)復(fù)雜，為了提高前處理的速度和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜模型的殘余應(yīng)力仿真，將建好的Pro /E 三維模型導(dǎo)入到Hypermesh 中，運(yùn)用Hypermesh強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分能力實(shí)現(xiàn)了整體結(jié)構(gòu)件的網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格劃分時(shí)，考慮到殘余應(yīng)力的加載，毛坯件沿著厚度方向等長(zhǎng)度劃分單元，每一層單元獨(dú)立建立一個(gè)set。而且毛坯件的銑削加工材料去除部分和整體結(jié)構(gòu)件劃分在兩個(gè)不同的component 中，材料去除部分的三維有限元網(wǎng)格沿著厚度方向每一層劃分到一個(gè)set 中，以模擬材料的層層去除對(duì)整體結(jié)構(gòu)件變形的影響。毛坯和整體結(jié)構(gòu)件的有限元網(wǎng)格模型如圖3、圖4 所示。
毛坯件的有限元模型有312521 個(gè)節(jié)點(diǎn)，281150個(gè)單元，單元質(zhì)量檢查最小雅克比為0． 66，最小角度為43°，滿足有限元計(jì)算要求。
3． 2 初始?xì)堄鄳?yīng)力的施加及邊界條件
將Hypermesh 有限元前處理的結(jié)果輸出為inp文件，導(dǎo)入到ABAQUS 中。
展開(kāi) 
復(fù)雜模型的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
復(fù)雜模型的最新內(nèi)容
實(shí)際示例：使用Peak Finder突出顯示復(fù)雜模型中的應(yīng)力過(guò)載區(qū)域，以便立即將需要進(jìn)一步關(guān)注或設(shè)計(jì)調(diào)整的區(qū)域可視化。
Governing Loads工具
對(duì)于具有大量載荷組合的模型，Governing Loads工具可識(shí)別影響結(jié)構(gòu)行為的關(guān)鍵載荷。該工具通過(guò)將結(jié)果范圍縮小到影響程度最大的工況，簡(jiǎn)化了載荷組分析。
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2025
2024
2023
真正優(yōu)秀的作品，不只是 “會(huì)做仿真”
很多人可能會(huì)認(rèn)為： “模型越復(fù)雜，越容易獲獎(jiǎng)。”但從歷屆作品來(lái)看，真正優(yōu)秀的作品，往往更重視完整的工程邏輯與創(chuàng)新表達(dá)，通常具備以下幾個(gè)共同特點(diǎn)：
有明確的問(wèn)題定義。
該模擬軟件支持復(fù)雜材料模型、接觸算法、復(fù)雜幾何關(guān)系和大規(guī)模并行計(jì)算。OpenRadioss核心代碼采用Fortran作為主要編程語(yǔ)言，部分功能使用C/C++實(shí)現(xiàn)，代碼架構(gòu)整體模塊化，包含前處理模塊（starter）和求解器模塊（engine），最大能夠處理千萬(wàn)網(wǎng)格數(shù)的大規(guī)模模型和輸出大型可視化文件。
然而，工業(yè)仿真從來(lái)不是單兵作戰(zhàn)——復(fù)雜模型的多方協(xié)作、海量數(shù)據(jù)的跨團(tuán)隊(duì)流轉(zhuǎn)，才是研發(fā)場(chǎng)景的常態(tài)。為此，SimForge?平臺(tái)推出「共享空間」功能，打破傳統(tǒng)孤島式研發(fā)模式，為仿真團(tuán)隊(duì)構(gòu)建云端協(xié)同中樞，讓數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與知識(shí)沉淀更安全、更智能。</p><p><br></p><h2>01 什么是「共享空間」？為什么需要「共享空間」？
首先是參數(shù)物理意義明確且極易獲取，相比其他復(fù)雜的力學(xué)模型，JC 模型的參數(shù)可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的高速拉伸或霍普金森壓桿（SHPB）試驗(yàn)輕松測(cè)得，工程實(shí)用性極高。其次是計(jì)算效率與數(shù)值穩(wěn)定性極佳，它的數(shù)學(xué)形式簡(jiǎn)潔高效，非常適合顯式動(dòng)力學(xué)子程序（如 VUMAT）進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算，不易發(fā)生數(shù)值發(fā)散。
同時(shí)“兩級(jí)并行”比單一并行模式在處理這類復(fù)雜多晶模型時(shí)具有壓倒性的時(shí)間優(yōu)勢(shì)。
作者發(fā)現(xiàn)模型可以非常準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)晶粒尺寸效應(yīng)：
我認(rèn)為這篇文章的價(jià)值不只是“提出了一個(gè)更復(fù)雜的模型”，而是提供了一種很清楚的建模思路：晶界強(qiáng)化不一定只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)晶粒尺寸項(xiàng)來(lái)描述，也可以從滑移傳遞、位錯(cuò)通量和局部障礙應(yīng)力出發(fā)，逐步把晶界的物理作用放進(jìn)晶體塑性框架中。
Staroselsky 這篇文章的框架雖然簡(jiǎn)潔，但非常適合作為后續(xù)更復(fù)雜模型的基礎(chǔ)。無(wú)論是進(jìn)一步加入顯式硬化、溫度效應(yīng)，還是發(fā)展到更復(fù)雜的 twin-detwin、parent-child 思路，它都可以作為一個(gè)非常扎實(shí)的起點(diǎn)。
這意味著你不再受限于勻稱的晶粒，而是可以生成具有特定體積分布、更接近真實(shí)金屬組織的復(fù)雜模型。
網(wǎng)站地址：https://david-bourne.shinyapps.io/synthetmic-gui/
【功能亮點(diǎn)：為什么它值得收藏？】
零門檻，全在線操作： 無(wú)需安裝任何環(huán)境，打開(kāi)瀏覽器即可完成從參數(shù)配置到模型生成的全過(guò)程。
這就帶來(lái)了幾個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)：</p><p>首先，模型來(lái)源復(fù)雜。企業(yè)既可能使用自建3D模型，也可能采購(gòu)第三方資源，格式、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、材質(zhì)規(guī)范參差不齊，很難直接用于實(shí)時(shí)仿真。</p><p>其次，物理一致性要求高。車輛的軸距、輪距、質(zhì)量分布、輪胎半徑等參數(shù)，必須與模型幾何嚴(yán)格匹配，否則就會(huì)出現(xiàn)“車輪亂飛”“車輛陷地”等典型問(wèn)題。</p><p>再者，仿真引擎可能有嚴(yán)格約束。
