Ansys建模裝配的案例
基于全多面體網格的無人機復雜裝配體流場建模——Fluent Meshing精細劃分技術實踐 ￥19.89
摘要：
本案例利用Fluent Meshing對固定翼無人機進行網格劃分，采用全多面體網格方案減少30%單元量仍保持湍流粘性底層解析能力，不僅為無人機巡航/爬升等多工況氣動仿真提供了高精度網格基礎，還通過標準化流程支持氣動-結構耦合、控制仿真等跨學科研究，兼顧工程效率與計算經濟性。
特別適合無人機設計工程師快速掌握復雜氣動外形的工業級網格生成策略、CFD工程師學習多物理場仿真的網格適應性優化方法，以及航空航天領域研究人員構建高升力構型數值模擬的技術框架。
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1 導入幾何模型
在固定翼無人機流場仿真中，Fluent Meshing的網格劃分流程始于幾何模型的預處理階段。首先通過File-Import-CAD導入無人機三維模型，該模型通常包含機翼、機身、尾翼等部件。
針對無人機特有的薄壁結構（如厚度僅1.5mm的碳纖維機翼蒙皮），需在Geometry標簽下使用Surface Repair工具修補缺失面片，特別是機翼與機身連接處常出現的0.2-0.5mm微小間隙。通過Merge Edges功能將相鄰曲面邊界的容差設置為0.01mm，消除拓撲結構中的自由邊，這一過程需特別注意機翼前緣曲率突變區域（曲率半徑小于3mm）的幾何特征保留。
完成幾何修復后，進入計算域定義階段。采用Enclosure功能構建長方體外流場域，其邊界距離無人機表面需保持一定長度以消除邊界效應。對于包含發動機進氣道的內流場，需封閉進排氣口形成獨立流體域。此時通過在機身內部指定流體域標記點，結合Wrap功能生成包裹網格，該過程需調整包裹增長率至1.3以避免機翼尖端（厚度僅0.8mm處）的網格穿透現象。
特別在機翼-襟翼交接面等運動機構區域，需通過Face Zone建立交界面，設置1:1的網格過渡比例確保后續計算的連續性
展開 UG NX齒輪齒條建模裝配仿真綜合講解
在UG軟件里面，我們可以利用GC工具箱直接生成齒輪，但是如果要手動建模繪制的話，首先需要明白齒輪參數的含義，因為齒輪的參數都是能互相推導的，這里整理了一個圖片，給大家參考了解一下齒輪的參數。
如果我們要建模一個齒輪，那么需要繪制齒輪的花鍵，這時候需要用到齒輪漸開線表達式，這里我們在UG軟件里面可以按CTRL+e打開表達式，然后輸入圖片中的表達式參數，這里我們按GC工具箱的默認的齒輪參數來生成（m=20,z=20）。
輸入完成后插入規律曲線，即可生成漸開線。
接下來插入草圖，繪制齒輪的齒頂圓，分度圓，齒根圓，基圓
然后在原點坐標用直線連接漸開線與分度圓的交點，并做一根輔助直線與它形成一個角度，角度值為90度除以齒數
然后將漸開線以輔助線進行鏡像
在原點坐標創建一個小圓，做漸開線與基圓交點到小圓的相切線
這樣線都完成后，我們再來利用這些有用的區域拉伸成齒輪
給花鍵與圓柱面倒圓角0.38*m的大小后，使用陣列面進行陣列
這樣一個圓柱齒輪就完成了，
UG齒輪參數化建模小視頻
接下來我們再來完成齒條，齒條可以用插件生成，當然它的建模方法更簡單，就是一個矩形上面創建一個等腰梯形，案例利用齒條參數約束大小即可
然后進行陣列拉伸即可完成。
展開 裝配體熱應力仿真分析建模的技巧與竅門
針對這些連接的建模假設會對局部應力產生重大影響。在對這類組件進行建模之前，仿真工程師必須回答的第一個問題是：是什么使部件保持在一起？是通過膠粘劑、焊接等形成的實際粘結，還是螺栓或彈簧提供的機械支撐？連接是否可以被假定為粘結，或者這是一個組件的裝配，其中各個部件可以自由滑動或分離？
從有限元分析（FEA）的角度來看，建模設置可以是貫穿式網格、粘結、無分離或摩擦接觸。這些不同的建模過程中的每一種在應力報告的準確性和數值收斂性方面都會帶來數值方面的挑戰。膠粘劑或焊接材料的建模可能會被包含在模擬中，當這些連接件被忽略時，簡化的假設可能會產生數值誘導的應力奇異。
為了更好地理解這些假設，本文提供了一系列對比連接模擬的結果，以幫助量化它們對界面材料應力的相對影響。圖1展示了一個由多種具有不同熱膨脹系數的材料組成的螺栓法蘭連接的1/2對稱截面。該幾何形狀包括一層薄薄的軟材料和一層熱膨脹系數是與之配合的鋁制蓋板的2.5倍的熱不匹配材料。對于需要機械抵抗分離的特定情況，加載條件包括260攝氏度的均勻溫度和500磅的螺栓預緊力。
圖1不同熱膨脹系數的法蘭連接裝配體
貫穿式網格被用于定義與軟層的頂部和底部界面。這種軟界面層的熱不匹配會引起機械應變，但由于該材料的低剛度，不會產生顯著的應力。螺栓頭和螺母與兩個鋁制部件粘結在一起，這也會引起局部應力集中，但在本研究中被忽略。這些模擬中的研究區域是熱不匹配材料與下部鋁制蓋板之間的界面，如圖1所示。
表1總結了九種不同的模擬，比較了作為該界面建模函數的名義應力和峰值應力。粘結和 MPC（案例 1 和 2）不允許任何相對的法向或滑動界面位移。這將是一種在不建模螺栓的情況下連接組件的快速方法，但可能會在界面處產生不切實際的應力結果。無分離（案例 3 至 5）允許相對滑動但不允許法向分離。
展開 Proe/Creo骨架建模，拆件裝配
基于ProE軟件的虛擬齒輪的精確建模與裝配
中國農業大學學報-2004年 01期-基于ProE軟件的虛擬齒輪的精確建模與裝配
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中國農業大學學報-2004年 01期-基于ProE軟件的虛擬齒輪的精確建模與裝配.pdf
solidworks裝配體導入到ansys后，如何把裝配體的各種材料賦予各自的材料屬性？
solidworks裝配體導入到ansys后，在ansys界面里這個裝配體成為一個整體了，如何把這個裝配體分割并賦予各自的材料屬性？
面向微小型齒輪_軸過盈裝配的仿真建模與驗證
機械-2004年 09期-面向微小型齒輪_軸過盈裝配的仿真建模與驗證
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機械-2004年 09期-面向微小型齒輪_軸過盈裝配的仿真建模與驗證.pdf
斯姆勒ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術講座： 01- 裝配體剛體動力學分析
●主要內容
裝配體剛體動力學分析
裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-超單元動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-靜力學工況分析技術
共四節，平臺將免費更新2節
●技術背景
工程中存在大量運動機械；
基于傳統的靜力學工況計算沒有考慮結構的動態效應，譬如沖擊，將造成較大的計算誤差；
運動機械存在不同的姿態，計算所有的靜力學工況是不可能的，也很難確定其最不利工況；
ANSYS提供完整的動力學求解方案，能夠高效準確的計算運動機械的結構響應。
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技術專題：ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術
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展開 設計仿真 | MSC Nastran Modules助力大規模裝配結構提高建模效率
01
傳統有限元建模工作流程及局限性
傳統有限元分析建模，對于包含多個零部件和子結構的大規模裝配結構，例如：航空、航天器或者汽車，都不是由一個工程師甚至是一個部門來完成有限元模型的創建。不同的FE部段由不同團隊的工程師進行創建，最后再將這些FE部段模型進行組裝。
傳統的有限分析建模方法，不允許使用重復的ID編號，而大規模的裝配結構需要通過組裝多個不同的部段模型來實現，隨著計算資源越來越廉價，精細化建模的需求越來越高，模型的單元、節點數量變得非常龐大，這就需要對大規模模型進行更加嚴格的模型管理，隨之而來的就是傳統有限元建模方法的局限性越來越明顯：
■ 傳統的有限元建模方法，需要遵循嚴格、復雜的編號規則，避免出現ID號沖突；
■ 部段模型不能進行平移、旋轉、鏡像等操作，很難實現其模型的重復使用；
■ 部段模型之間需要通過手動方式進行連接；
■ 分析結果不能按照部段模型進行輸出。
02
全新的模型組裝管理工具
Modules作為MSC Nastran的一個獨立的數據塊，用來表示獨立的模型部件或者子結構，其數據結構類似于MSC Nastran的部件超單元，但是其模型不會發生縮減，所以不會損失計算的精度。Modules實例化的功能還可以將初始模型分解成多個實例，簡單來講，可以把實例看作是一個標準件，這個標準件可以進行多次的引用，還可以對已有的Module模型進行替換，用來進行多種設計方案的嘗試。
展開 基于SolidWorks的鐵路粉狀貨物罐車裝配模型建模方法
本文作者根據企業本身主導產品的技術特點，利用SolidWorks軟件探索了從零件設計、部件設計到最終產品裝配設計的實現方法及設計技巧，以供讀者參考。
一、SolidWorks功能綜述
SolidWorks軟件功能強大并且易學易用，因而近年來在機械設計行業得到了廣泛的應用。其功能特點主要包括如下幾點:
(1) 參數化設計、特征建模技術及設計過程的全相關性使其具有很好的設計柔性，即設計過程靈活，修改方便；
(2) 全Windows特性的特征管理器使設計過程的操作及管理條理清晰，操作簡單，完整的動態界面和鼠標動態控制對設計復雜零件是非常實用而且特別重要的技術手段；
(3) 功能強大的CAD模塊包括了草圖設計、曲面建模、實體建模和鈑金零件設計等，可以完成基于特征的CAD模型建立，滿足機械設計要求；
(4) 面向裝配的零件設計為大型裝配體的建模提供了重要的技術方法，其IPA動畫制作可以實現動態模擬裝配，同時可以進行運動分析，從而在計算機里完成零件設計正確與否的校驗；
(5) SolidWorks是包含了CAD/CAM/CAE功能的集成化軟件，全面滿足設計、分析、制造、產品數據管理的一體化要求。
綜上所述，SolidWorks軟件的基本設計思路為“實體造型→虛擬裝配→二維圖紙”，三維實體建模使設計過程形象而且直觀，虛擬裝配可以實現設計過程的隨時校驗，從而避免可能造成的直接經濟損失。二維圖紙的自動繪制也滿足了實際生產的需求，從而完全滿足機械設計企業的設計生產要求，因而得到廣泛的應用。
展開 在SOLIDWORKS中自底向上與自頂向下裝配體建模有什么不同？
SOLIDWORKS自頂向下建模入門指南
創建SOLIDWORKS裝配體文件有兩種方法：自底向上的裝配體建模和自頂向下的裝配體建模。在這個入門指南中，我們將解釋兩者之間的區別，并演示如何創建自頂向下的裝配體。
自底向上與自頂向下裝配體建模
在SOLIDWORKS中自底向上與自頂向下裝配體建模有什么不同？
自底向上建模
自底向上的裝配體建模，就是將已經完成的SOLIDWORKS零件添加到裝配體文件中的過程。通過使用配合特征定位添加到裝配體中的零件文件。配合將零部件的面和邊與裝配體中的平面和其他面/邊相關聯。此方法類似于真實世界中產品的組裝。
自頂向下建模
在自頂向下裝配體建模中，零件的一個或多個特征由裝配體中的某個元素定義，例如布局草圖或其他零件的幾何圖元素。
正如下面的步驟所展示，我們將從一個SOLIDWORKS裝配體開始，該裝配體已經有一個焊接件零件文件。使用自頂向下的裝配建模方法，我們將在裝配體文件中新建立一個鈑金零件。
使用使用自頂向下的裝配建模方法，從一個已經有焊接件零件的SOLIDWORKS裝配體開始，在裝配體中新建立一個鈑金零件。
一 、創建一個新的裝配體
下面的示例步驟將展示，使用自頂向下的裝配建模方法，從一個已經有焊接件零件的SOLIDWORKS裝配體開始，在裝配體中新建立一個鈑金零件。
2 、在裝配體選項卡中，點擊“插入零部件”下拉箭頭，選擇“新零件”
3、選擇方管的側面為草圖基準面，一個新的零件裝被插入到裝配體中，該零件特征樹顯示為藍色表示零件處于編輯狀態，同時進入草圖編輯狀態。
展開 
斯姆勒ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術講座：02-裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
●主要內容
裝配體剛體動力學分析
裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-超單元動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-靜力學工況分析技術
共四節，平臺將免費更新2節
●技術背景
工程中存在大量運動機械；
基于傳統的靜力學工況計算沒有考慮結構的動態效應，譬如沖擊，將造成較大的計算誤差；
運動機械存在不同的姿態，計算所有的靜力學工況是不可能的，也很難確定其最不利工況；
ANSYS提供完整的動力學求解方案，能夠高效準確的計算運動機械的結構響應。
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密碼：02981713589
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展開 hypermesh-ansys聯合仿真模型裝配1
劃分好網格和賦予合適的單元后需要進行模型裝配，模型裝配的目的是將組成分析對象的若干部件在CAE層面建立連接，以實現力和位移的傳遞。模型建立裝配的實質是在部件之間的連接位置實現節點的自由度耦合，根據不同耦合程度也就對應著實際部件之間的裝配方式，下面逐一介紹。
首先是螺栓連接。
1.直接耦合
在螺栓孔周圍建立兩層單元（1層washer），如圖1.1，然后將上下螺栓孔的兩層單元的節點耦合到同一個節點上，這樣這些單元的自由度將全部相同，將有相同的位移。
圖1.1建立washer
圖1.2
圖1.3
左側紅色框里選擇自動計算，右側紅色框選中所有自由度，節點選擇螺栓孔周圍的兩層所有單元的節點。
圖1.4連接效果
需要說明，建立好連接后需要在新建的耦合節點上再建立一個質量非常小的質量單元，在《hypermesh-ansys聯合仿真之質量單元》中已經進行過說明。
2.建立螺栓梁單元
圖2.1
首先按照1中的方式分別在兩個孔建立耦合節點，如圖2.1和圖2.2.
圖2.2
然后以兩個新建的耦合節點為端點建立梁單元，如圖2.3紅色的梁單元。
圖2.3
3.建立實體單元
建立實體單元更接近實際結構，但是計算量也會增加不少。采用實體單元有兩中方式，一種是螺栓與被連接件采用綁定約束，這種可以應用于靜力學和線性動力學分析；另一種是螺栓與被連接件采用非線性接觸，此時不能應用與線性動力學，但是可以應用與非線性靜力學和動力學分析，當應用于線性動力學時要么報錯要么自動將非線性接觸自動轉化為綁定接觸。
4.總結
上面3中建模方式采用策略如何？
展開 hypermesh-ansys聯合仿真模型裝配2
接著上一篇《hypermesh-ANSYS聯合仿真模型裝配1》繼續，這一篇介紹鉸鏈接的模型裝配。
圖1
在機械設備中經常有百葉的安裝，比如門窗等，一般這些結構在6自由度的某一個方向上的剛度是非常小的甚至接近為0，但在其他5個自由度上剛度是非常大的，如圖1是一對通過鉸鏈銷連接的門，其中一面固定，另一面可以繞藍色的銷旋轉，建模時可以將銷簡化為截面是圓形的梁單元，然后分別與兩側門建立連接關系。
圖2
銷與兩側門建立連接關系時，與紫色門建立6自由度耦合關系，紫色門為固定側加固定約束，與綠色門建立連接關系時建立5自由度耦合關系，釋放繞銷軸的旋轉自由度。連接效果圖如圖3所示。
圖3
圖4釋放旋轉自由度
圖5第一階模態振型
圖5是建立裝配模型后進行模態分析得到的第一階模態振型，振型為活動門繞銷旋轉。
展開 如何在ANSYS WORKBENCH中查看裝配體內零件之間的合作用
如何在ANSYS WORKBENCH中查看裝配體內零件之間的作用力？
例如：如圖所示的兩個物體并排放置在地面上，左邊物體的左端面固定，現在右邊物體的右端面上施加集中力。現在想知道左邊物體的接觸面上所受到的作用力的合力是多少。
顯然，答案是一目了然的，該合力的大小就等于右邊所施加的集中力。但是在ANSYS中如何得到接觸面上的合力呢？
這個問題很有代表性，以前也有研究生問到筆者這個問題，當時筆者并未深究，只是讓他通過編程的方式提取接觸單元的壓力，然后求和得到合力。今天筆者仔細看了看幫助部分，發現ANSYS16已經提供了對于整個接觸面上給出合力和合力矩的功能，不忍獨享，公布如下。
本篇博文就使用上面這個例子，求出接觸面所受到的作用力。
（1）創建一個靜力學分析系統。
（2）創建幾何模型。
使用任意的尺寸，在DESIGN MODELER中創建兩個長方體，使得這兩個長方體肩并肩挨在一起，如下圖。
（3）設置接觸。
進入mechanical時，設置接觸如下圖。
接觸的細節視圖如下
即設置為綁定接觸，且是非對稱接觸。
（4）劃分網格。
使用默的網格尺寸和網格劃分方式，劃分單元結果如下圖。
（5）固定左邊物體的左端面。
（6）在右邊物體的右端面上加力。
這里垂直于表面施加，是1000N，給定的是壓力。
（7）設置分析輸出。關鍵的一步。
進行分析設置，設置輸出控制中，節點力要輸出，而接觸的一些雜項也要輸出。
（8）添加探針，查看接觸面的總反力。
在求解對象中添加一個probe---force reaction.
設置其細節視圖如上。注意，在該視圖中對于各項，是從上往下設置的，其意義是提取接觸單元的力，求和后得到總力。
（9）計算，并查看結果
計算完畢后，查看結果如下圖。有一個力指向接觸面。
展開 