幾何模型的案例
如何從有限元模型生成幾何模型？
在有限元分析過程中，雖然有限元軟件最終是以有限元模型為計算對象，但是幾何模型也有著獨特的用處。例如在面上施加分布力系，此時使用幾何模型比有限元模型更有優勢。
但是我們在有限元軟件之間轉換時，它們之間通常只能傳遞有限元信息，那么，對于一個從其它來源得到的有限元模型，我們能夠從它生成幾何模型嗎？
可以。ANSYS WORKBENCH的Finite Element Modeler可以根據有限元模型生成幾何模型，然后可以在幾何模型上加載。
本篇博文，就闡明這種技術。筆者首先使用某款三維軟件創建幾何模型，然后導入到HYPERMESH11中生成有限元模型，接著將該有限元模型導入到Finite Element Modeler中生成幾何模型，再次將此模型導入到結構靜力學分析系統中，在面上加載，最后進行分析，查看等效應力。下文將闡述此過程。
（1）創建幾何模型
首先使用任何一款三維軟件創建下圖所示的幾何體。
幾何體是什么形狀，并不重要。
用什么三維軟件，也并不重要。
讀者可以根據自己的需要，使用任意的三維軟件，創建任意的三維模型。
然后導出為*.stp格式的文件。
（2）創建有限元模型
本步驟將在HYPERMESH中劃分網格得到有限元模型
（2.1）導入幾何模型
打開HYPERMESH11，導入上面創建的幾何文件，結果如下圖。
（2.2）劃分網格
使用HYPERMESH中的任意網格劃分技術，創建如下的有限元模型。
（2.3）設置與ANSYS的接口并導出網格
進入工具面板，開始準備導出網格。
在上述工具面板中，依次使用1,2,3步，分別創建單元類型，材料模型，并把上述單元類型，材料模型與網格模型關聯。
展開 如何從有限元模型生成幾何模型？
在有限元分析過程中，雖然有限元軟件最終是以有限元模型為計算對象，但是幾何模型也有著獨特的用處。例如在面上施加分布力系，此時使用幾何模型比有限元模型更有優勢。
但是我們在有限元軟件之間轉換時，它們之間通常只能傳遞有限元信息，那么，對于一個從其它來源得到的有限元模型，我們能夠從它生成幾何模型嗎？
可以。ANSYS WORKBENCH的Finite Element Modeler可以根據有限元模型生成幾何模型，然后可以在幾何模型上加載。
本篇博文，就闡明這種技術。筆者首先使用某款三維軟件創建幾何模型，然后導入到HYPERMESH11中生成有限元模型，接著將該有限元模型導入到Finite Element Modeler中生成幾何模型，再次將此模型導入到結構靜力學分析系統中，在面上加載，最后進行分析，查看等效應力。下文將闡述此過程。
（1）創建幾何模型
首先使用任何一款三維軟件創建下圖所示的幾何體。
幾何體是什么形狀，并不重要。
用什么三維軟件，也并不重要。
讀者可以根據自己的需要，使用任意的三維軟件，創建任意的三維模型。
然后導出為*.stp格式的文件。
（2）創建有限元模型
本步驟將在HYPERMESH中劃分網格得到有限元模型
（2.1）導入幾何模型
打開HYPERMESH11，導入上面創建的幾何文件，結果如下圖。
（2.2）劃分網格
使用HYPERMESH中的任意網格劃分技術，創建如下的有限元模型。
（2.3）設置與ANSYS的接口并導出網格
進入工具面板，開始準備導出網格。
在上述工具面板中，依次使用1,2,3步，分別創建單元類型，材料模型，并把上述單元類型，材料模型與網格模型關聯。
展開 如何在ANSYS WORKBENCH中關聯幾何模型和有限元模型
我們都知道，通過諸如HPERMESH這樣的有限元網格劃分軟件得到的模型，在傳入ANSYS以后，只包含節點和單元信息。但是當我們在WB中使用模型操作時，有時候需要選擇幾何特征，如在圓孔面上施加圓柱支撐，而此時對象只有單元節點信息，并無體面線的幾何信息，該怎么辦呢？
顯然，處理此問題的有效途徑，在于把有限元模型與該有限元模型對應的幾何模型進行關聯，再一起導入到MECHANICAL中進行分析，則既能夠既享受HYPERMESH的網格劃分的樂趣，又能充分享受對于幾何體設置邊界條件的便利了。ANSYS WORKBENCH提供了這種功能，下面舉一個例子，說明如何在ANSYS WORKBENCH中關聯有限元模型和對應的幾何體，從而滿足上述要求。
幾何模型如下圖。該模型在DM中創建，在meshing中劃分網格，再導入到ANSYS 的WORKBENCH中的finite modeler中關聯幾何體，最后進入到MECHANICAL中分析。下面說明其主要過程。
1. 創建幾何模型
使用任何一款三維建模軟件創建下圖的模型，注意單位用mm.然后導出為geom.stp.
2. 創建有限元模型
使用常用的有限元網格劃分軟件導入上述模型，得到有限元模型。
3. 使用finite element modeler打開有限元模型
進入WORKBENCH，使用finite element modeler打開第二步創建的有限元模型如下
4.創建新的工作幾何體
首先創建新的工作幾何體
指明該幾何體的位置，就是第一步所導出的幾何模型文件
右鍵單擊該新的工作幾何體，并選擇“generate”
則樹形大綱結果如下
這是主窗口中得到的工作幾何體。
展開 基于UG的CAE前處理 ｜ 幾何模型簡化方法
0前言
通常情況下，CAE前處理時需要對幾何實體模型進行簡化處理，否則即便是最簡單的物理問題，也很難仿真出滿意的結果。
結合工程實戰經驗，需要進行簡化處理的幾何特征大致有：
（1）對于桿、梁、棒、帶等長度尺寸遠大于截面尺寸的實體零件，經常將它們處理成一維線單元。
（2）對于筋、板、殼、管、套、筒等具有明顯薄壁特征的實體零件，經常將它們處理成二維面單元（片體）。
（3）對于無關緊要的細節特征，如凸臺、凹槽、沉孔、螺孔、退刀槽、越程槽、注膠槽、倒角、圓角等，經常需要做清除處理。
（4）對于無相對運動的幾何單元，進行合并、修剪等。
（5）將不重要的非線性曲線修改成線性直線。
（6）消除零部件之間的縫隙等。
雖然ANSYS、HYPERMESH、PRTRAN、ABAQUS等常用CAE軟件均具有相關的幾何建模和模型編輯功能，但是這些功能大多只適用于處理簡單幾何模型，對于復雜幾何模型卻顯得力不從心，特別是異形結構件、大型裝配體。這就需要運用Solidworks、UG、Pro/E等專業CAD軟件對幾何模型進行簡化處理，然后再將處理好的模型導入到CAE軟件中進行后續操作。
鑒于此，本文以實例操作的形式，介紹一種基于UG的CAE前處理幾何模型簡化方法。
1問題描述
如圖1所示的三維實體零件，具有明顯的薄壁特征，首先清除凸臺、沉孔、圓角等細節特征，然后將其處理成片體。這樣后續采用二維網格劃分方法對其進行網格劃分，不僅可以減少節點和單元數量，而且提高網格質量和計算效率。
圖1
2簡化方法
2.1 將幾何模型轉化為體單元
（1）采用任意一款CAD軟件（本案例采用Solidworks）構建圖1所示的幾何模型，然后將其導出或另存為X_T格式文件，如圖2所示。
展開 
在 COMSOL 中創建高還原度的齒輪幾何模型
高還原度的齒輪幾何模型，對于執行耦合了其他物理現象的多體動力學仿真而言幫助巨大。考慮到這一點，COMSOL 在“零件庫”中提供了很多內置零件，幫助用戶免去手動創建幾何體的麻煩。有了這些高度參數化的齒輪零件，創建多種多樣的平行軸線齒輪和行星齒輪系變得更加得心應手。請閱讀本文了解如何使用不同類型的內置零件創建一個“多體動力學模塊”中高還原度的齒輪模型。
內置齒輪零件的優勢
雖然從理論上講，我們能夠在仿真中通過精確模擬齒輪間的接觸相互作用，對機械裝置進行分析。然而，若將此方法應用于多體動力學分析，計算時間會相當長。一個更好的方法是引入數學公式來模擬齒輪之間的接觸和相互作用。
借助相應的公式，我們能創建出高還原度的齒輪幾何模型，為執行瞬態和頻域研究提供精確的慣性屬性。除此之外，“零件庫”中的齒輪幾何也可用于計算靜態接觸分析中齒輪的嚙合剛度，并且適用于多物理場的耦合模擬。需要注意的是，雖然并未對齒輪的嚙合剛度進行有限元分析，但是這種剛度仍然客觀存在于成對的齒輪齒接觸中。在多體動力學分析中加入真實齒輪幾何的另一個好處是：在建立物理場或執行后處理時，可以展示出更好的視覺效果。
使用“零件庫”創建斜齒輪副幾何模型。
雖然可以手動建立幾何體，但使用內置零件會讓工作變得更加簡單、高效。這些零件本質上是參數化的，這意味著只需簡單地調整幾何參數，就可以改變零件的形狀，包括自由添加軸和圓角等多個特征。這些零件經歷了大量檢驗，驗證輸入數據以及齒輪、軸和接觸邊界等選擇的有效性，這些檢驗步驟確保了零件的性能更加接近物理實體。在“零件庫”的幫助下，指定齒輪的位置和方向、使齒輪嚙合與配對的齒輪對齊等操作變得非常簡單。這些零件還包含魯棒性幾何操作，在創建復雜的齒輪幾何形狀時十分好用；此外，我們還可手動更改零件的幾何操作。
展開 FLOW-3D 鑄造數值模擬技術之幾何模型構建
模擬專案的幾何模型構建完成后, 即可在此基礎上進行網格塊設置及網格剖分。
ANSA在多臺階幾何模型六面體劃分的應用
ANSA在多臺階幾何模型六面體劃分的應用
一. 概述
對多臺階、開孔類幾何模型采用六面體網格劃分前一般都需要進行分塊作業。使用新版的ANSA做前處理進行進行面體網格劃分時不需要簡化處理并切塊，允許用戶對齊Round面層數的前提下一次性拉伸出來六面體網格。
二.多臺階幾何模型劃分六面體流程及要點
待劃分六面體網格多特征幾何模型
?
在關鍵區域的螺孔周圍可以先在Master面幾何上做zone cut出washer，在空內部高度方向上以及其它臺階處高度方向上保持節點數（單元層數）一致。如下圖：
保持節點數一致
選取Master面
?
選取多個連續的小面幾何時可以使用ANSA內嵌的選取工具實現快速的選取。如下圖：
選取Slave面
?
一般情況下，ANSA會自動幫助用戶選擇需要的Round面幾何。但也要注意觀察需要用到的Round面。如果沒有自動選取完全，手動框選當前所有幾何，ANSA會自動過濾掉你已經選取的Master面和Slave面幾何，其余幾何面都會自動歸類到Round面中。
選取Round面
確認選擇，ANSA會將Master面上網格投射并替換掉Slave面的網格
生成六面體網格
網格質量較好
同理，曲面上特征也可以同樣操作實現一次性的拉伸。
三，總結：
這種六面體網格劃分能力極大地減少了網格劃分時的幾何簡化分塊、補面、分塊布置節點、拉伸等等的操作，大大提高了工作效率，進一步體現了ANSA軟件優點。
展開 【年終系列實例EX1】基于ANSYS Design Modeler的旋風分離器幾何模型創建
ANSYS DesignModeler（后簡稱DM）為ANSYS Workbench中的一個模塊，可用于幾何模型的創建，其包含了常規的特征建模功能。本實例演示利用DM創建旋風分離器幾何模型，為后續的流場數值模擬奠定基礎。
問題說明
本實例要創建的幾何模型如圖所示。
圖1幾何尺寸
從幾何模型的構成方式來講，建模方式可以先采用旋轉生成主體結構，其他部位如入口管、溢流管可以采用拉伸的方式。
詳細步驟
Step 1：啟動Workbench，加載DM模塊
啟動workbench 15.0，從Toolbox中選擇Geometry模塊，拖拽至右側的工程面板中，如圖2所示。
圖2 加載DM模塊
Step 2：進入DM模塊，繪制草圖
鼠標雙擊A2單元格，進入DM模塊。如圖3所示。
圖3 DM界面
DM界面可分為四個大的區域：
（1）菜單欄與工具欄
（2）操作樹菜單
（3）屬性欄
（4）圖形顯示欄
Step 3：在XZ平面上繪制草圖
點擊樹形菜單中的XZ平面，切換至Sketching標簽頁，進行草圖繪制。繪制完畢的草圖及相應的尺寸如圖4所示。
圖4草圖及相應尺寸
Step 4：選擇草圖形成幾何主體
進入Modeling標簽頁，點擊工具欄按鈕 ，在屬性欄中設置Geometry為上一步繪制的草圖，選擇Axis為Z軸（選擇與Z軸重合的豎直的線即可）。如圖5所示。
圖5旋轉屬性設置
旋轉后的幾何模型如圖6所示。
圖6形成的幾何主體
Step 5：創建偏置的基準面
如圖7所示，在工具欄中選擇XYPlane，點擊右側的平面創建按鈕。
圖7創建Plane
屬性欄進行如圖8所示設置。設置XYPlane沿Z方向偏移300mm。
展開 ANSYS Workbench16.2 如何將求解后的有限元模型導出幾何模型
本文用2種方法將求解后在荷載的作用下發生變形后的有限元模型 使用FE模塊和MAPDL模塊互相搭配
提取變形后幾何模型（X-T格式）的方法
截圖比較多 就坐成了PDF進行的演示
項目文件和模型.rar
一共60個截圖 共計26頁
另外一個壓縮包是16.2保存的項目文件和本案例所用的模型文件
ANSYS Workbench 16.2 如何將求解后的有限元模型導出幾何模型.pdf
Discovery Live 幾何模型培訓：基本操作與界面介紹&創建幾何A&幾何修復與修改
Discovery Live 幾何模型培訓：ANSYS Discovery Live創建幾何，本視頻主要介紹了Discovery Live的基本建模功能，并以一個實際的模型例子介紹其建模過程。介紹在實際建模過程中各種命令的特點和使用，并對如何使用好Discovery Live的建模提供了方法及過程。查看地址：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NzEzODQ4Mg==&mid=2651802080&idx=2&sn=205c3ad50f61e0aa34698873044075e3&chksm=bd2570bd8a52f9ab2908b121d835094f9ae33683adf56edd883f9bb7b5f4c1c82ae63e94c079&scene=21#wechat_redirect
展開 復雜幾何模型網格劃分技術
5 利用自由度耦合和約束方程
對于某些形式的復雜幾何模型，可以利用ANSYS的約束方程和自由度耦合功能來促成劃分出優良的網格并降低計算規模。比如，利用CEINTF命令可以將相鄰的體在進行獨立的網格劃分（通常是采用映射或掃略方式）后再"粘結"起來，由于各個體之間在幾何上沒有聯系，因此不用費勁地考慮相互之間網格的影響，所以可以自由地采用多種手段劃分出良好的網格，而體之間的網格"粘結"是通過形函數差值來進行自由度耦合的，因此連接位置處的位移連續性可以得到絕對保證，如果非常關注連接處的應力，可以如下面所述再在該局部位置建立子區模型予以分析。再如，對于循環對稱模型（如旋轉機械等），可僅建立一個扇區作為分析模型，利用CPCYC命令可自動對扇區的兩個切面上的所有對應節點建立自由度耦合條件（用MSHCOPY命令可非常方便地在兩個切面上生成對應網格）。
6 利用子區模型等其它手段
子區模型是一種先總體、后局部的分析技術（也稱為切割邊界條件方法），對于只關心局部區域準確結果的復雜幾何模型，可采用此手段，以盡量小的工作量來獲得想要的結果。其過程是：先建立總體分析模型，并忽略模型中的一系列細小的特征，如導角、開孔、開槽等（因為根據圣維南原理，模型的局部細小改動并不特別影響模型總的分析結果），同時在該大模型上劃分較粗的網格（計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系下）建立局部模型，此時將前面忽略的細小特征加上，并劃分精細網格（模型的切割邊界應離關心的區域盡量遠），用CBDOF等系列命令自動將前面總體模型的計算結果插值作為該細模型的邊界條件，進行求解計算。
展開 
abaqus系列技巧16：說一說abaqus的幾何模型與有限元模型
如上面的左圖為幾何模型，右圖為有限元模型。
abaqus真正計算的時候需要的是右面的模型，即有限元模型。關于有限元的定義及實質，就像將幾何模型離散為一個一個的小單元，然后對小單元進行求解。在abaqus這類軟件剛編寫的時候，只針對右面的模型，后面才慢慢發展，功能一步步拓展到現在。不過這么一說，可能還是不太理解。我又整理了一個圖
CAE界面就是我們一打開abaqus就能看到的界面，求解器是黑盒子，看不到的。abaqus的后處理做到CAE界面里面了，有些軟件是單獨的，如hypermesh有hyperviewer，ESI有個viusalviewer。
求解器真正需要的文件是inp格式的有限元文件，這里面只有節點和單元信息，沒有任何幾何信息。inp的來源有兩個，一個是cae界面生成，一個是hypermesh文件生成。abaqus又分為建模和前處理，對于簡單問題，可以直接在abaqus里面建模，對于復雜問題，有三個辦法。
其一。用三維軟件catia等建模，導入abaqusCAE界面，進行網格離散。
其二，用三維軟件catia等建模，導入hypermesh，進行網格離散，然后只將網格以inp格式文件導入abaqus，進行其他邊界條件設定等前處理工作
其三，用三維軟件catia等建模，導入hypermesh，進行網格離散，并同時進行其他邊界條件設定等 前處理工作，最后將編譯好的inp文件直接提交求解器進行計算。
不知道我說明白沒有，先這樣吧。
我的視頻里也有個比較簡單的hypermsh與abaqus互聯的內容，有興趣也可以配合的看下
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13480
想獲得幻想飛翔最新CAE技術文章，請關注幻想飛翔公眾賬號：幻想飛翔CAE。
展開 ANSA相關案例——對稱幾何模型的六面體單元生成
案例模型介紹
如下圖所示，此幾何模型為對稱模型，劃分單元時，為了簡便快捷，對模型進行切割。取其六分之一模型進行網格劃分，劃分完后，通過旋轉對稱生成整個模型的單元。
第一步：通過ANSA TOPO模塊->face->Cut或者Pro.Cut功能對模型進行切割，取其六分之一模型，如下圖所示。
第二步：對六分之一模型幾何清理，并進行分塊，將模型分割成相對比較規則的塊，方便后期體網格劃分。
第三步：面網格劃分。在ANSA MESH模塊，通過Number或者Num+/-功能為模型各個邊分配節點數，并劃分網格。
第四步：體網格劃分。切換到VOLUME MESH模塊，通過Structured Mesh->Map功能，劃分體網格。
第五步：生成整個模型。通過Transform中的旋轉復制功能完成整個模型。在旋轉復制前，需要新建兩個點，模擬模型的對稱軸。
ANSA相關案例——對稱幾何模型的六面體單元生成.pdf
展開 含晶界多晶幾何模型的建立及其在abaqus中的實現
一、介紹
在進行晶體塑性模擬時候，大多數研究中所使用的幾何模型中的晶界并不包含一個單獨的Set，僅僅是一條線（2D）或者一個面（3D），而如果要考慮晶界處不同的變形、損傷或者元素擴散特征，通常建立單獨的晶界Set，能夠改善計算結果的準確性。本文在現有研究基礎上，實現了更加靈活的含晶界多晶幾何模型的建立。
二、建模思路
Neper是目前非常流行的晶體塑性模型前處理軟件，可以實現多種類型組織模型的建立，操作較為簡單，且生成文件格式豐富，是本文的基礎模型來源。而建立晶界模型則采用的思路來源于現有開源python代碼Homtools（http://homtools.lma.cnrs-mrs.fr/spip/）。
借助于Neper所生成的.geo文件包含的點、線、面集合信息，將點、線、面等信息分別存儲于對應的數組內，隨后可以通過python控制ABAQUS的Partition Face功能，繪制初始的Voronoi圖，如圖1（a）所示。隨后借助Homtools的思路，可以生成如圖1（b）（c）所示的含晶界的多晶組織模型。
展開 有獎征集CAD幾何模型、CAE前后處理文件，最高獎勵300元
有獎征集CAD幾何模型、CAE前后處理文件，最高獎勵300元
——FastCAE模型征集活動
一、征集案例模型用途
為給CAE領域相關工作者展示FastCAE更完善的功能，豐富FastCAE平臺的用途，現面向多行業征集仿真計算過程中的前后處理文件，包括幾何文件、網格文件、計算結果可視化文件。征集到的案例模型將根據需求進行篩選，成功入選的案例模型將放在FastCAE開源平臺中，用于演示FastCAE平臺的前后處理與交互功能，方便用戶學習和使用FastCAE。
二、征集案例模型標準
1、網格文件：真實案例的前處理的網格剖分結果，要求常用商軟導出的網格即可，可以有組件，inp（abaqus）、msh(fluent)、bdf（nastran）、cgns等格式均可，除cgns外其他要求文件編碼全部為ASCII，最好每一種格式提供一個單元數量較少的示例文件；
2、后處理可視化文件：要求為真實案例計算結果，格式要求為cgns、tecplot（dat)、vtk格式，要求能夠做矢量圖，或者流線圖，并要求提供相應的商軟渲染截圖，網格單元量要求3000以上；
3、所有文件要求不涉及商業機密，文件完整有效。
三、獎勵標準
將征集到的案例模型進行篩選后確定入選文件，并根據入選文件的不同質量，給予案例模型提供者三個級別的現金獎勵，分別為基礎級案例模型獎勵100元/份文件、中等級案例模型獎勵200元/份文件、高級案例模型獎勵300元/份文件。FastCAE工作人員將會定期篩選發送來的文件，每周篩選一次，篩選成功的文件將及時聯系作者給予獎勵。
三個級別文件案例具體要求如下：
初級：工業應用中的真實零部件幾何模型；以及簡單零部件劃分的低階網格。
中級：工業應用中真實的相對復雜的裝配體幾何模型；經過優化的網格模型，高階單元模型。
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