厚度屬性的案例
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HyperWorks-Abaqus二次開發之自動抽中面+自動分組+識別厚度+賦予厚度屬性
[圖片]
hypermesh-ansys聯合仿真-《基本步驟1》
在有限元計算時需要給模型（Components下屬的part集）指定一些屬性，CAD模型只是一個容器，在有限元計算時CAD模型并不參與計算，參與計算的是CAD容器里面被賦予的各類屬性值，這些屬性包括：材料屬性、單元屬性、截面屬性、厚度屬性等，上述屬性是根據模型的類型來設定的，材料是必需屬性，無論做任何分析材料屬性是必不可少的，單元屬性也必不可少但是需要根據網格類型確定采用那種單元類型，截面屬性和厚度屬性是針對線體梁和面殼結構。如下圖，需要為每個屬性建立一個卡片，設置好屬性（卡片）后分別賦給Components下對應的每個part，本例Components下只有一個part，且為實體模型，所以需要分別建立材料、單元屬性即可，建立屬性時可以在空白處右擊鼠標Create>然后選擇要建立的屬性類別即可，如下圖:
建立屬性卡片
上圖所示新增了Materials和Sensors兩個文件夾，分別是放置材料卡片集和單元卡片集下，這里新建名稱為steel的材料，右擊steel可以更改材料名稱。左鍵選中steel時，下方顯示材料相關的設置項，在空格點擊出現對號方可輸入參數，這里分別設置材料密度為7.85e-9t/mm^3；材料各向同性彈性模量為200000MPa；各向同性泊松比為0.3.
材料參數設置
同樣將新建的單元屬性名更改為solid185（這里的名字不會影響屬性，只是一個易于區分的名字），然后左鍵選中solid185，在下方出現單元相關的屬性設置，選擇Element Type下拉表中的solid185，其他是單元對應的關鍵字，一般默認即可。
展開 
基于OptiStruct的電機機座尺寸優化
首先，定義設計變量，并關聯其厚度屬性，如圖7所示：
圖7 設計變量，并關聯其厚度屬性
優化后的模態、剛度、強度如圖11所示：
圖11 優化后的模態、剛度、強度云圖
由圖11可知，優化的結果滿足目標要求。
優化的料厚分布如圖12所示：
圖12 優化后的料厚分布
迭代目標圖，如圖13所示：
圖13 迭代目標圖
由圖13可知，總質量由1.279t減至0.668t，重量降低47.8%。
采用尺寸優化可最大限度的得到產品料厚分布最優化，重量最輕。
尺寸優化還可以定義相關部件料厚一致等，本文分析沒有考慮厚度尺寸的離散化，因此得到的料厚保留了3為小數，這在實際加工過程中是不允許的，因此，后續優化須考慮厚度尺寸的離散化，增量為0.1mm，保證產品的可制造性。
展開 ANSYS SpaceClaim 中面抽取功能
殼單元適合模擬在一個方向的尺度（例如厚度）遠小于其他方向尺度的結構，這種結構如果使用實體單元，其計算量會比使用殼單元大大增加。而且，如果選實體單元，這類結構承受彎矩的時候，在厚度方向的單元層數太少會導致計算結果誤差比較大，不如殼單元計算準確。對于這類結構，我們宜通過抽取中面，使用殼單元進行模擬。所以在幾何前處理工作中，中面抽取是工程師需要了解和掌握的功能。下面將介紹SpaceClaim中的創建中間面功能。
2
Midsurface創建中間面
此工具可在兩個偏移面中間創建一個曲面。中間面將自動延伸或修剪至相鄰面，且兩面之間的距離將作為厚度屬性保存。可使用這些曲面進行有限元分析。
用高亮顯示顏色顯示選定的面對，如下圖所示。中間面將從藍色面偏移。綠色用于表示藍色面的配對面。未選定面及無偏移面顯示為原始顏色。
原始模型面偏移的厚度將作為Properties（屬性）面板Midsurface（中間面）部分中的
Thickness（厚度）屬性保存。此為面屬性，故必須在設計窗口而非結構樹中選擇面（即使其為單個面）。可更改此屬性，且通過 幾何建模
插件傳送至ANSYS后，該屬性即包含于ANSYS數據中。
Midsurface（中間面）工具可檢查并移除中間面中的小面，這些面在邊相當于零件厚度的一半時創建。
若Midsurface（中間面）工具發現由于雙側均不可偏移而造成的缺失面，將收到一條錯誤信息，并在錯誤框中列出缺失面。若工具無法創建中間面零件，問題面或邊將高亮顯示。
中間面繼承其父元件的材料屬性，但可對中間面對象的材料屬性進行更改。
創建中間面流程
(1) 在Prepare（準備）選項卡的Analysis（分析）功能組中單擊Midsurface（中間面）。
展開 意大利Riba Composites 選用 MSC Apex 和 MSC Nastran Nonlinear 進行復合材料分析
“中間面”工具可幫助用戶提取并補縫中間面，并且只需要很少的鼠標點擊操作就可完成厚度屬性以及偏置的分配。此外，MSC Apex 的再生成行為使用戶在對模型進行修正時無需重建新網格。
由于具備了這些新的仿真功能，因此 Riba Composites 能夠研究、設計各種零部件，甚至可以管理針對“最先進”的復合材料設計所進行的最具創新性的分析。
關于 Riba Composites
Riba Composites 是意大利高級復合材料（石墨、玻璃、芳綸纖維）結構零件及部件設計及制造的領先廠商之一。Riba 成立于 1988 年，為追求高性能、既要顧及重量又不能犧牲質量的產品提供解決方案。自從加入 Bucci 工業集團以來，Riba 將自身重新定位為針對汽車、航空航天、工業及船舶市場開發創新解決方案的理想合作伙伴。如需更多信息請訪問： http://www.ribacomposites.it/en
展開 尺寸-形狀優化案
3創建厚度變量
analysis-optimization-size，創建厚度變量，2mm-5mm
切換左側至第二項，做如下關聯：prop選擇對應的厚度屬性。可以通過review查看已關聯的狀態。
4創建響應：體積和應力
analysis-optimization-response，分別創建體積和應力響應，應力響應時，為了計算快捷，在elems處直接指定最大應力的編號（通過前期的靜強度分析可得）。
5創建應力約束
analysis-optimization-dconstraint，該分析中，應力上限為120Mpa，響應選擇上一步創建的應力響應，loadstep選擇對應的工況。
6創建目標函數
analysis-optimization-objective，選擇體積最小
7設置完成，提交計算optistruct
8結果文件說明
結果文件很多，重要的有幾個：
waijia_1_opti.hgdata：迭代過程曲線，包括設計變量，目標函數的迭代曲線。
waijia_1_opti_des.h3d：迭代過程的云圖，包括形狀變量，厚度變量。
waijia_1_opti_s1.h3d：初始狀態和優化終了狀態的靜強度結果，可以查看應力和位移狀態。
厚度迭代曲線圖
體積迭代曲線
展開 ANSYS Workbench 抽中面
抽中面操作后的面體自動的定義了厚度屬性。配對面可以手動選取，也可以根據你事先設定的厚度范圍自動檢測配對面然后自動抽取中面。
抽中面Mid-surface功能在ANSYS WB DM模塊Tools菜單下。屬性對話框如下。
圖1 自動模式
圖2 手動模式
如上圖1、2所示，WB提供有手動和自動兩種模式。對簡單的模型可選擇手動選取配對面，復雜模型需要生成很多中面時選擇自動模式。自動選取有三個必填選項：Face Pairs（配對面），Minimum Threshold(最小極限值)，Maximum Threshold(最大極限值)。這里的最小和最大的極限值是指你要識別并采取抽中面操作的一個厚度范圍。而手動模式就簡單些，只需要你選取配對面即可。
有時在對多個連接面進行抽中面操作時會遇到出現脫離、間隙情況。當然強大的Ansys也會有相應對策，如上圖中已經為用戶默認選擇了修剪功能。當然還可以使用面延伸surface-extension功能來處理這種情況。
同時選取多個面進行抽中面，系統會自動進行修剪延伸。效果如圖3,4所示。注意這里僅僅是一次抽中面選取兩個配對面操作（共4個面）。
圖3 待操作體模型
圖4 多個面同時抽中面
驗證抽中面的可行性
大家都知道抽中面后會大大的減少節點和單元數量，提高仿真效率。但你是否懷疑過仿真結果會出現較大偏差？ 下面用一個簡單的例子來驗證抽中面是否會引起結果誤差。
案例描述：一薄壁圓筒（內徑90，外徑100，軸線方向長度200），左邊圓環面固定約束，右邊圓環截面加載-Y方向2000N載荷。
Case1：采用DM實體建模。
Case2：對上面的實體模型進行抽中面模型轉換為面體，邊界條件同上。
展開 利用nCode計算ACM體單元焊點疲勞案例
在hm中建立兩個平板組，分別命名為shell-1，shell-2，任意劃分網格，賦予材料屬性和厚度屬性。
創建ACM體單元。使用spot功能創建ACM體單元，具體步驟為：1D-connector-spot：
1）location處，根據需要選擇ACM體單元焊點位置，一般用node
2）connect what 處，comp選擇焊點連接的兩個組件，本例為shell-1和shell-2；tolerance為連接容差，需設置為大于等于上下平板的間隙，但是不能大太多，以免誤連接。本例板間距1mm，容差設置1mm即可。
3）type處選擇ACM體單元的創建形式，推薦選用ACM（equivalence-（T1+T2）/2）；
4）diameter為ACM體單元直徑，焊核六面體單元大小，可根據實際焊點大小或者企業數據設置。
如圖所示，創建4個ACM體單元。
軟件會自動生成兩個comp，分別放置ACM單元的六面體實體單元和rbe3單元。其中rbe3組不用賦予任何屬性，solid組按照常規方式賦予材料和psolid屬性即可。
創建載荷步，常規創建，本例載荷工況如下：
定義卡片，按照需要定義所需卡片，SOL設置為靜力分析
PARAM定義結果文件格式為op2
Output request中需要特別注意，額外定義節點力(GPFORCE)的輸出。
提交Nastran進行計算，生成op2文件。
3、nCode中焊點疲勞計算過程
打開ncode，創建圖示的工作流程FEinput+SpotweldAnalysis+FEdisplay。
展開 基于XFEM的裂紋擴展仿真過程詳解和仿真經驗交流（一） ￥5
Plate采用的是三維可變形solid特征，200為草圖的尺寸（不重要），模型厚度為10（模型整的有點不開心啊，正如仿真的我此時的心情），這里重點注意一下紅色圈圈部分，后面解釋（非常重要，非常重要，非常重要）。crack采用的是三維可變形shell特征，10為草圖的尺寸（不重要），裂紋模型厚度為10，與plate模型相同。 #####################################################重點1
(2)定義材料屬性
根據線彈性斷裂力學理論，靜態裂紋參數如應力強度因子K和J積分只需要計算裂紋尖端的應力場即可求得，因此只需要輸入最簡單的彈性模量E = 2e5和泊松比μ = 0.33.然后設置截面屬性和賦予截面屬性即可（這里的平面應力/應變厚度可以不用設置，這里我們要求的參數不需要厚度屬性。賦予截面只需要給plate實體，裂紋不需要）
(3)幾何裝配
導入兩個實體（注意，導入實體后實體會按坐標系位置擺放，可能導致很難選到crack實體，因此可以在導入時勾選Auto-offset自動偏置模型或者點擊顯示管理分別查看模型并操作）。通過平移和旋轉等方式將crack放置在plate的合適位置（注意：由于CAE網格邊界都是直線，劃分曲線邊界是一個以直代曲的過程，下圖右邊（圖先欠著）的方式就可能會使得裂紋的下端在單元的內部而不是模型的邊界上，而我們這里只想考慮的是裂紋上端點的參數。實際裂紋長度為6。）
（4）劃分實體
（在part模塊。
展開 
nCode焊點疲勞計算實例拆解
在hm中建立兩個平板組，分別命名為shell-1，shell-2，任意劃分網格，賦予材料屬性和厚度屬性。
創建ACM體單元。使用spot功能創建ACM體單元，具體步驟為：1D-connector-spot：
n location處，根據需要選擇ACM體單元焊點位置，一般用node
n connect what 處，comp選擇焊點連接的兩個組件，本例為shell-1和shell-2；tolerance為連接容差，需設置為大于等于上下平板的間隙，但是不能大太多，以免誤連接。本例板間距1mm，容差設置1mm即可。
n type處選擇ACM體單元的創建形式，推薦選用ACM（equivalence-（T1+T2）/2）；
n diameter為ACM體單元直徑，焊核六面體單元大小，可根據實際焊點大小或者企業數據設置。
如圖所示，創建4個ACM體單元。
軟件會自動生成兩個comp，分別放置ACM單元的六面體實體單元和rbe3單元。其中rbe3組不用賦予任何屬性，solid組按照常規方式賦予材料和psolid屬性即可。
創建載荷步，常規創建，本例載荷工況如下：
定義卡片，按照需要定義所需卡片，SOL設置為靜力分析
PARAM定義結果文件格式為op2
Output request中需要特別注意，額外定義節點力(GPFORCE)的輸出。
提交Nastran進行計算，生成op2文件。
展開 天方地圓結構-梁殼單元建模實例！再次驗證應力奇異的可怕性！
采用面體的時候，需要給面體賦予厚度屬性；
3. 線體和面體都具有一定的方向，一定要注意方向賦予的正確性；
4. 可通過“view cross section solids”顯示梁的模型，而面的模型只有在網格劃分之后才會顯示，在網格劃分之前無法顯示厚度，所以最終檢查模型的時候，需要劃分一下網格之后再檢查。
網格劃分注意事項
▲▲▲
相較于實體單元，采用殼單元建模的時候網格劃分就變得簡單很多，不需要對體進行過多的切分操作成全部可掃掠的體，只需要對不同的體通過“body sizing”進行體的網格尺寸控制就可以了，網格劃分后的模型如下圖：
網格劃分注意事項：
1. 最重要的一點是實現網格節點的共享，實體建模的時候只需通過“form new part”操作便可實現網格節點的共享，而采用梁殼單元僅僅通過“form new part”操作是不能實現網格節點共享的；
2. 實現梁殼單元網格節點的共享最重要的一點是在建模過程中就需要考慮和實現的，在建模的時候切記要使得線體與面體的輪廓在同一平面上（即共面），才能在后續過程中實現節點的共享；
3. 建模的時候線體和面體共面之后，還必須進行“jiont”接合操作，然后再通過“form new part”操作才能實現節點共享，僅“form new part”操作則不能實現節點的共享；
4. 如果發現在進行“jiont”接合操作之后也進行了“form new part”仍未實現節點的共享，那么就是建模的時候出現問題了，可能就需要從源頭對模型修改，以面體輪廓為基準進行線體的建立，實現線體與面體共面的建模方式；
5. 如若修改模型比較麻煩，還有一種方法在不共享節點的情況下也可完成求解，就是自己進行綁定接觸的設置，將各個線體與面體、面體與面體通過“bonded”進行綁定接觸。
展開 LS-DYNA車架模態分析
知識點:
2.1 MAT1號材料建立
2.2 殼網格屬性建立
2.3 材料屬性與部件的關聯
2.4 單元的連接
2.5 隱士分析設置
2.6 模態分析設置
2.7 求解及后處理
3. 網格劃分模型如下:
其中藍顏色為2mmspcc結構，紅顏色為5mmspcc結構。
4. 建立為MAT1的spcc材料。
建立材料屬性，依次為密度、彈性模量、泊松比。
5. 建立單元屬性。
建立殼單元屬性厚度為2mm。
按照上述步驟建立單元屬性厚度為5mm。
6. 材料屬性與部件的關聯。
下圖所示結構為5mm。
其余結構為2mm。
7. 建立連接。
各零部件之間為焊縫連接，此案例采用剛性單元進行焊縫的模擬。
進入剛性連接面板。
分別在兩個部件上選擇兩個節點進行連接。
連接后總體效果。
8. 設置控制卡片。
卡片位置。
模態卡片，提取前15階：
設置隱士分析卡片：
9. 導出K文件（用以dyna求解器計算）。
10. 打開dyna求解器，加載上述K文件進行計算。
11. 打開hyperview，加載d3eigv結果文件。
12. 結果后處理。
13. 考慮到dyna做模態分析比較小眾，特此應用optistruct模態分析進行對比。其頻率大小與振形基本一致。左圖為dyna求解，右圖為optistruct求解。
展開 一個摩擦生熱的模型
最近，做了一個ansys中一個摩擦生熱的例子，試著用abaqus做了下，順便傳上來，供大家學習（也感謝論壇給我們的學習帶來的方便），模型尺寸用的是8*8、30*8，模型建立很簡單，發現一個問題就是所用的平面應變、溫度耦合單元，盡管在前面選取截面屬性的厚度時候沒有定義，可以通過摩擦力可以計算出其寬度，計算出來其寬度為100mm（是不是沒有設置截面屬性的厚度是不是默認的就是為100mm）
QQ截圖未命名.png
EXAM_2_ALLWK.png
EXAM_2_NT1.gif
exam_2.rar
