CAE模型模板的案例
基于Python語言的用于Abaqus的隨機振動分析的CAE模型的模板 ￥9
<p>對于公司產品開發過程中，基本每個項目都會重復進行某類CAE分析，如隨機振動分析，頻率響應分析，或機械沖擊分析，基于這類重復性的工作，可以制作分析模板來提高工作效率，下面就以隨機振動為例，使用Python程序語言來創建用于Abaqus隨機振動分析的CAE模型的模板，該模板適合6.12以上的版本，對于舊的Abaqus版本，隨機振動分析需要利用添加關鍵字來創建PSD表和隨機振動載荷邊界（低版本Abaqus有一定的局限性，建議使用高版本）。</p><p>該分析模板的模型導入也很簡單</p><p>方法一：File>Run Script，選擇模型的文件 .py，點擊OK即可</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202003/6ab9aca7e6e04404a83595d0665a335d.jpg" height="486" width="335"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202003/d3afaa214b2b4a46833946fd30b97723.gif"></p><p><br></p><p>方法二：用文本打開模型 .py文件，復制里面的所有內容，在軟件界面下端粘貼運行即可（如下圖所示）。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202003/2a047dc5e49e404c8b9db51021838d44.jpg" height="259" width="414"></p><p><br></p><p>下面為該模板模型的部分代碼示意圖，代碼中有中文注釋，方便讀者閱讀，這些代碼對于Python創建Abaqus模型的初學者也有一定的幫助。
展開 ANSA方便快捷的CAE求解器設置 ——ANSYS求解器模板
ANSA方便快捷的CAE求解器設置——ANSYS求解器模板
ANSA是最快捷的前處理軟件，擁有廣泛而完善的多種CAE求解器模板，其方便快捷的單級菜單操作，極大的縮短了前處理的工作時間，提高了CAE工程師的工作效率。ANSA中可以快捷的建立不同特征的面、單元、節點等SET集合，有效解決求解器中建立接觸對、約束、載荷等選擇對象的困難。
鄙人在使用ANSYS建立接觸對中，對選擇接觸面和目標面非常頭疼，不僅是選擇面困難復雜，而且擔心沒有選全，一般都是用mac文件建立的。本文介紹在ANSA中使用ANSYS求解器模板，設置ANSYS的求解過程。
問題描述：如下圖所示是實例模型，主要特征如下描述。
1.
包括頂蓋、墊圈、螺栓及底板。
2.
頂蓋與墊圈、墊圈與底板、螺栓與頂蓋、底板與螺栓設置接觸；
3.
模型整體施加重力載荷，螺栓施加預緊力，頂蓋內表面施加均勻的壓力載荷，螺栓為本例的關注點；
4.
約束底板下表面的平動自由度。
詳情在見附件：
ANSA方便快捷的CAE求解器設置.pdf
展開 模型校準：利用HyperStudy校準CAE模型參數，實現CAE仿真和實驗的擬合 ￥15
CAE計算的力學曲線與實驗測得的力學曲線擬合存在偏差，利用Hyperstudy校準CAE模型參數，校準后的參數輸入CAE模型，最終實現計算的力學曲線與實驗測得的力學曲線擬合
丨模型丨電氣控制箱模板
模型
電氣控制箱模板
編輯丨鉆石海
出品丨電氣CAD論壇
今天給大家分享的是一套750mmx600mmx250mm的電氣控制箱模板，內含百葉窗、線槽、導軌等基礎附件，上進側出型，也可以將百葉窗反裝，改成側進下出型。本套模型僅提供STEP格式文件，方便各版本軟件打開，有需要模型的小伙伴們可以從PC端登陸電氣CAD論壇后下載。如有未安裝三維軟件的小伙伴也可以使用丨軟件丨3D格式轉換工具 進行轉換成其它格式。
模型下載地址：http://www.cad-bbs.cn/control-box
有需要的小伙伴可以從PC端登陸電氣CAD論壇后下載。
展開 
支持從內置模板創建幾何模型！ Simright 2017.12.22更新
www.simright.com
更新語錄
收到一位高校的老師的建議，高校進行拓撲優化分析時很多時候需要一個長方體就可以分析，這個模型如果用其它工具來建模再導入Toptimizer分析會比較麻煩。本周Toptimizer就可以直接支持創建幾何模型啦！本周總計有7項新功能和改進上線，歡迎大家體驗！希望大家支持云端CAE，支持Simright！
2017.12.16-12.22
Simulator (在線仿真計算工具)
1. 新功能：荷載類型支持力矩。
2. 新功能: 支持顯示長度標尺和單位。
3. 修復: 上傳文件名為*.prt.N (N=1,2,3,...)的模型失敗的問題。
Toptimizer(在線拓撲優化工具）
1. 新功能：支持從內置模板創建幾何模型。
2. 新功能：荷載類型支持力矩。3新功能: 支持顯示長度標尺和單位。
Viewer(在線CAD/CAE模型查看工具）
1. 新功能: 支持顯示長度標尺和單位
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3分鐘用仿真為機械鍵盤降低成本 無需安裝軟件
重磅！Simright與Onshape合作提供基于Web的CAD/CAE集成解決方案
Simright
CAE云仿真在線平臺，無需安裝軟件，可在線進行CAE格式轉換，模型預覽，仿真計算及拓撲優化等功能。
展開 CAE工程師必備轉換神器—Simright Converter CAE模型格式轉換工具（網頁版/單機版）
軟件當中，Abaqus與Pamcrash(VPS) 兩大求解器使用非常普遍，因此這兩種CAE數據模型的轉換需求就非常頻繁，CAE工程師在進行文件格式轉換的過程中，往往因為關鍵字、節點、材料等問題導致轉換后格式文件不可用，解決這些問題占用了仿真工程師大量的工作時間。
基于機器學習和代理模型的CAE參數優化模型建立
通過訓練集進行支持向量機模型的訓練，并通過測試集進行對模型精度的測試。通常CAE分析優化代理模型精度是使用R2值進行評價的，一般要求大于95%。
這里定義一個計算R2值的函數。
綠色曲線為真實CAE計算值，紅色曲線點為支持向量機機器學習模型預測值。
綠色曲線為真實CAE計算值，紅色曲線點為貝葉斯嶺回歸機器學習模型預測值。
以上數據中第一列為真實CAE計算結果，第二列為AI模型預測結果，第三列為差異百分比。可以看出精度很高。
本例中實質是在進行回歸分析，因此回歸機器學習模型都可以用于本例中數據的處理。如多項式回歸、嶺回歸、決策樹回歸和神經網絡回歸等。
三.代理模型（元模型）
傳統的代理模型包括徑向基函數、多項式、Kriging等等模型。本例中介紹Kriging代理模型生成。
定義Kriging代理模型生成函數，并通過訓練集進行代理模型生成。然后通過訓練集進行模型精度測試。
可以發現，在小數據集時傳統的代理模型要比機器學習模型精度高的多，而隨著數據集的增大時，機器學習模型的精度會隨著數據集的增大而提高。
為了進行對比，使用優化軟件進行相關分析。本例中使用modefrontier進行。通過將數據集按8:2分為訓練集和測試集數據。
為了進行對比，選擇Kriging模型。Modefrontier同樣有機器學習模型，如支持向量機回歸，K近鄰、多層感知機等等。這方面modefrontier較其他優化軟件要先進的多。包括數據處理等內容也較其他優化軟件更加豐富。
在測試集中進行分析后，代理模型計算結果和真實結果偏差曲線。
展開 多種螺栓連接模型的有限元分析與研究（含算例CAE模型） ￥9.9
一、螺栓（螺釘）預緊力計算
螺栓帽或螺母的預緊力矩為 T=Kd* F0 （ N?mm）
式中，d——螺紋公稱直徑（mm）
F0——預緊力（N）
K——擰緊力矩系數（無量綱）
擰緊力矩系數K值表
摩擦表面狀態
K 值
有潤滑
無潤滑
精加工表面
0.10
0.12
一般加工表面
0.13~0.15
0.18~0.21
表面氧化
0.20
0.24
鍍鋅
0.18
0.22
干燥加工表面
——
0.26~0.30
螺栓的預緊力為
碳素鋼螺栓 F0 =（0.6~0.7）σs As (N)
合金鋼螺栓 F0 =（0.5~0.6）σs As (N)
式中，σs ——螺栓材料的屈服強度 （MPa）
As ——螺栓公稱應力截面積 （mm2）
而，As=（π/4）*（（d2+d3）/2）2
式中，d2 ——外螺紋中徑（mm）
d3 ——螺紋的計算直徑，d3=d1-H/6 ，其中H為螺紋原始三角形高度（mm）
d1 ——外螺紋小徑（mm）
二、有限元分析
（1）建立有限元模型
模型采用M2螺栓，M2螺栓的應力截面積為2.07 mm2，對于普通碳素結構鋼材料，如SWRCH10，性能等級按3.6，則其公稱屈服強度σs =180Mpa，預緊力為F0 =0.6*180*2.07=224N，而預緊力矩則為 T=0.22*（2/1000）*224=0.1 N?m
本算例利用Abaqus CAE創建有限元分析模型，模型中的6個螺栓連接點，分別采用5種類型的連接方式，支架下端約束6向自由度，由于動力性分析項目居多，這里以模態分析的結果作為目標進行對比分析
展開 CAE前處理 | 框架模型 | 流程
本系列文章主要就裝配體中框架模型的處理進行說明，使用前處理軟件為Hypermesh和Spaceclaim，求解器為Optistruct。
框架模型
如圖所示賽車車架，各結構件通過焊接連接，如果想要通過有限元分析車架的剛度特性會發現：截面的最小尺寸只有2.3mm，而整體尺寸達到了2300mm，使用實體單元劃分網格貌似遇到了一定的困難。
但是仔細觀察會發現，每一根結構件都具有典型的梁特征，因此可以使用經典的梁模型對其進行簡化，這樣整體結構只需要使用骨架及各部分截面類型和尺寸即可表述：
本文將這類由桿、梁等1D單元組成的骨架系統統稱為“框架模型”。需要注意的是，與一些行業里的分類不一樣，這里對“框架模型”的稱呼只是個人對于1D系統的習慣性叫法，希望大家不要誤解。
處理流程
對于框架模型的處理大體上可分為以下3步：
①獲取骨架是指以任何方式得到框架的線體模型，一般情況下是結構的中線。當然獲取骨架并不是一帆風順，比如經常會遇到這些問題：
②劃分網格字面上僅僅指對得到的骨架進行1D網格的劃分，但是實際上還包含網格之間連接關系的檢查和確定，很多時候直接劃分導入的線框會發現一些部分并未連接完善：
③屬性賦予相對就比較好理解了，即給有限元網格賦予對應的屬性，而對于框架模型，其屬性就是各部分線體的截面以及材料，但是梁截面涉及到朝向的問題，因此很多時候需要對梁截面的朝向以及非對稱截面的偏置進行調整：
來源于：仿真求知之路 作者：聰聰
展開 CAE前處理 | 框架模型 | 獲取骨架
顯然這種操作需要軟件對外部幾何模型的特征識別得非常完善才行，這一方面，個人比較推薦spaceclaim（后面簡稱SCDM），也就是下面這款軟件：
當然，有了好的工具還需要操作者能夠熟練運用才行，因此這里個人簡單總結下在SCDM中得到完整骨架需要進行的三步：
STEP1 幾何修復
這里的幾何修復不是指CAE中常說的修復破面，填補細小特征，而是指對構件的表面進行修復，使其更容易被軟件識別為標準截面，比如：
很多人可能會疑惑為什么這么標準的管件都抽取失敗，其實仔細觀察這根關鍵的表面會發現，內外表面都被一些多余的特征線分割開了，我猜SCDM將其識別為了兩個半圓管，但是又是一個結構件所以抽梁出現問題，這種時候我們稍微清理下表面即可：
這種特征一根根清理比較費勁兒，可以使用修復功能中的額外邊快速檢查所有的無用特征線，然后批量進行清理即可：
實際上導致抽梁出問題的原因也不止這一個，但是按照個人經驗多半是軟件對于梁截面的識別不清楚，所以按照這個角度去找到具體是幾何什么問題導致即可。
展開 面向CAE分析的CAD模型轉換研究
1 CAD/CAE模型轉換的特點及意義
考察面向CAE分析的CAD模型轉換的特點和過程, 可以看出, 模型轉換在產品全數字化開發過程中具有以下特點:
(1)避免了重復建模。對于設計時所獲得的產品CAD模型, 直接在此基礎上略做適于有限元分析的模型修正就可進行CAE分析, 尤其對結構復雜的產品零件, 可節省大量建模時間(不希望重新建模,且一般CAE軟件的建模方法和功能不及CAD軟件)。
(2)保證了CAE分析的可靠性。CAD模型中通常含有的產品結構、功能和制造信息等, 這些信息不一定與CAE分析有關, 為保證CAE過程中的分析精度及計算效率, 模型轉換中對于這些信息的處理也是必要的。
(3)滿足CAD/CAE/CAM集成的需要。如圖1,CAD的作用是形成數字化產品;CAE是對數字化產品的性能進行分析或仿真,其目的是在產品樣機實現以前, 對設計產品的性能進行全面預測和優化, 以減少物理樣機的制作和試驗次數, 并提高產品性能;CAM則是對產品制造進行設計, 形成產品加工的工藝過程和數控代碼, 并利用數控設備進行制造。CAD、CAE、CAM 3種方法和手段的集成, 能夠大大提高產品的研發速度和質量。
2 CAD/CAE模型轉換中的處理手段
考慮到有限元分析中有模型計算的特點, 在CAD/CAE模型轉換的過程中, 主要需要進行以下幾個方面的工作。
2.1 CAD三維實體模型的簡化
盡管目前大型有限元分析軟件都提供了與CAD軟件的接口, 但在多數情況下, CAD的模型往往不適合直接用于有限元分析, 需要對CAD三維實體降維、對稱化以進行模型簡化及修改。
2.1.1 模型的降維
降維就是要用具有高維實體屬性的低維實體表示高維實體。降維處理的目的是在滿足分析要求的情況下, 減少求解方程的個數, 縮短計算時間。
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 SUV整車CAE模型K文件 ￥10
附件提供整車SUV網格，材料設置，連接關系等整車K文件
FEMTransfer_仿真分析有限元CAE模型轉換工具軟件
FEMTransfer軟件在航空航天、船舶與海洋工程、海上風電等專業有著重要作用，這些行業進行CAE仿真分析時對梁單元具有非常苛刻的要求，要求梁單元必須具有精準的朝向和偏移量。市面上的全部有限元模型轉換軟件都無法做到準確地保證梁單元的朝向和偏移量，只有本軟件專注于該方向，而且我公司技術人員自己也常年使用，通過該軟件可以同時將多款CAE仿真分析軟件的優勢都融合到一起，極大地提高工作效率。另外，FEMTransfer軟件是一款不依賴任何外部插件、完全國產自主知識產權的純底層算法類軟件，可以針對性地根據用戶反饋意見改進和定制開發新功能，打破國外CAE仿真技術壟斷。
舉以下幾個案例，闡明FEMTransfer軟件能帶來的CAE仿真分析工作的革命性效率提高：1）Ansys軟件前處理人機交互界面并不太友好和高效率，可以通過Patran建立復雜的結構模型，然后通過本軟件直接導入Ansys軟件進行計算；2）先通過Sesam軟件的Genie模塊，可以非常便捷地一鍵實現梁單元的朝向和偏移，建模效率特別高，然后通過本軟件直接導入Patran/Ansys/Abaqus軟件，能夠使得建模效率提高至少2-3倍；3）在Ansys中通過命令流可以極其迅速地自動建立海上風機的模型，然后通過本軟件可以順利導入Abaqus軟件中，進行樁基-巖土這類非線性極強的樁土分析，這樣即可以利用Ansys的命令流極高的工作效率又可以利用Abaqus軟件擅長的樁土非線性分析。
展開 【CAE案例】應用水動力仿真建立海洋氣象區域模型
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