ansys中面
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys中面的實例教程
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為什么要進行中面抽取？
熟悉經(jīng)典ANSYS的工程師應(yīng)該都知道，ANSYS里面Shell殼單元和Solid實體單元是經(jīng)常使用的單元類型。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(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)承受彎矩的時候，在厚度方向的單元層數(shù)太少會導致計算結(jié)果誤差比較大，不如殼單元計算準確。對于這類結(jié)構(gòu)，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(chuàng)建中間面功能。
2
Midsurface創(chuàng)建中間面
此工具可在兩個偏移面中間創(chuàng)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(shè)計窗口而非結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)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(chuàng)建。
若Midsurface（中間面）工具發(fā)現(xiàn)由于雙側(cè)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(chuàng)建中間面零件，問題面或邊將高亮顯示。
展開 ANSYS Help中對Mid-surface有如下描述：中面特征可用來創(chuàng)建兩個已有實體表面的中間面體。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(jù)你事先設(shè)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(xiàn)脫離、間隙情況。當然強大的Ansys也會有相應(yīng)對策，如上圖中已經(jīng)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(tǒng)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(jié)點和單元數(shù)量，提高仿真效率。但你是否懷疑過仿真結(jié)果會出現(xiàn)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(jié)果誤差。
案例描述：一薄壁圓筒（內(nèi)徑90，外徑100，軸線方向長度200），左邊圓環(huán)面固定約束，右邊圓環(huán)截面加載-Y方向2000N載荷。
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為什么要進行中面抽取？
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ANSYS Help中對Mid-surface有如下描述：中面特征可用來創(chuàng)建兩個已有實體表面的中間面體。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(jù)你事先設(shè)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
