圖形分析:整個(gè)造型分為兩個(gè)殼體來(lái)完成,主要是兩個(gè)殼體相交位置需要預(yù)留一個(gè)空隙,這個(gè)空隙要和另一個(gè)殼體大小相同,這個(gè)位置的設(shè)置就是巧妙利用求差運(yùn)算中的一個(gè)設(shè)置即可,另外中間殼體的建模,需要使用優(yōu)化完成。
球體,根據(jù)主殼體形態(tài)為rc半徑,可知這個(gè)是一個(gè)球體,所以依據(jù)此特點(diǎn),設(shè)置偏置點(diǎn),該點(diǎn)為球心
確定后,中心點(diǎn)一定記住添加關(guān)聯(lián),也就是點(diǎn)是絕對(duì)坐標(biāo)方式,
圓柱體,根據(jù)主體位置,在原點(diǎn)設(shè)置圓柱即可,直徑要準(zhǔn)確,但是高度任意即可,想學(xué)UG編程加QQ群192963572免費(fèi)領(lǐng)取學(xué)習(xí)資料和課程,它的高度依據(jù)球體來(lái)截?cái)啵砸砑忧蠼粊?lái)完成整個(gè)主體。
展開(kāi) (添加V:fwz0703)
在ANSYS Workbench中經(jīng)常遇到法蘭或者箱體等產(chǎn)品,在其邊緣位置有很多的螺栓連接,如圖所示。
我們需要在對(duì)應(yīng)的螺栓孔位置添加螺栓,但是螺栓孔太多,一個(gè)一個(gè)添加累死人,有沒(méi)有一種簡(jiǎn)單有效的方法呢?ansys的開(kāi)發(fā)者想到了大家的困難,設(shè)置了一種方法。
在Ansys workbench中提供一種工具,叫做對(duì)象生成器Object Generator,這個(gè)工具就是做重復(fù)繁瑣的操作步驟而設(shè)立的,如圖所示。
對(duì)于很多螺栓的創(chuàng)建方法過(guò)程如下
1. 建立選擇命名集合
在 Design Modeler 或 Mechanical 中,通過(guò) “Select By” 功能,選擇相同尺寸的螺栓孔面,或者框選一側(cè)的圓弧面,命令如 “hole_upper”,另一側(cè)命令 “hole_lower”。
選擇過(guò)程中可以隱藏其他部分零件,僅僅保留該零件,通過(guò)size篩選相同尺寸的圓孔,這樣就可以全部選中圓孔了,命名即可
2. 創(chuàng)建一對(duì)梁連接
選擇一對(duì)對(duì)應(yīng)的螺栓孔(分別選擇其表面的圓弧面),在 “Connections” 中,建立 “Beam” 連接。設(shè)置螺栓半徑即可。
3. 打開(kāi)對(duì)象生成器面板:
在菜單欄中,選擇 “Automation->Object Generation”,進(jìn)入對(duì)象生成器面板。
4. 設(shè)置生成參數(shù)
選中創(chuàng)建的beam梁,之后右側(cè)面板設(shè)置參數(shù),分別選擇之前創(chuàng)建的命名,設(shè)置好兩個(gè)螺栓孔之間的距離范圍,只有在這個(gè)范圍內(nèi)的孔,才會(huì)被選擇到。如下圖所示。
5.
展開(kāi) ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析最初用于汽車行業(yè)薄板結(jié)構(gòu)(1-3 mm) 的焊接分析模擬,采用薄殼搭建有限元模型,相關(guān)工業(yè)應(yīng)用也都針對(duì)于此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行。ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法進(jìn)行計(jì)算,具有好的網(wǎng)格不敏感性,目前該方法也適用于以實(shí)體建模的焊縫疲勞分析。
限于篇幅本文僅針對(duì)角焊縫(殼體)焊縫單元?jiǎng)?chuàng)建和計(jì)算的準(zhǔn)則基于ANSYS nCode Theory手冊(cè)進(jìn)行編寫,關(guān)于搭接焊縫、激光焊等請(qǐng)參考相關(guān)文獻(xiàn)資料。
兩名筆者水平極為有限,錯(cuò)誤必然較多,另原稿成稿較早且截取原稿部分并非完整,某種程度未能緊跟相關(guān)技術(shù)發(fā)展,因此嚴(yán)禁直接應(yīng)用于企業(yè)項(xiàng)目的產(chǎn)品分析以免造成重大事故和傷害。另外本文建立的焊縫有限元模型不能作為評(píng)估焊縫極限強(qiáng)度的方法進(jìn)行使用。
一、殼體焊縫有限元建模通用原則
不同類型的焊縫形式具有不同的分析方式,需要根據(jù)焊縫種類進(jìn)行分組,每一個(gè)有限元輸入分組應(yīng)對(duì)應(yīng)疲勞引擎中對(duì)應(yīng)的有限元焊縫類型,并設(shè)置一個(gè)合理的參數(shù)數(shù)值。
對(duì)于以薄殼單元建立焊縫有限元建模具有一定的通用準(zhǔn)則:
① 網(wǎng)格應(yīng)以4節(jié)點(diǎn)四邊形單元為主,表達(dá)金屬薄板的中面。
② 以單排或雙排殼單元進(jìn)行焊縫建模表達(dá)。
③ 焊縫網(wǎng)格規(guī)整,尺寸以5mm為最好,規(guī)避三角形網(wǎng)格出現(xiàn)。
④ 疲勞分析焊縫單元需設(shè)置特殊焊接屬性。
⑤ 焊縫單元法向保證設(shè)置法向朝外。
⑥ 毗鄰焊縫的單元的非平均化節(jié)點(diǎn)應(yīng)力被提取作為焊趾和焊根疲勞計(jì)算評(píng)估使用,該應(yīng)力也可以是平均化的或在單元邊長(zhǎng)的中點(diǎn)處進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)在“ANSYS Group Properties”中設(shè)置“WeldLocation = MidElementEdge”進(jìn)行考慮。
展開(kāi) 摘要:在LS-DYNA分析中經(jīng)常會(huì)使用實(shí)體單元與殼體單元以滿足不同部位的分析要求,這就存在殼與實(shí)體單元連接時(shí)自由度不匹配的問(wèn)題。本文詳述三種不同的連接方法案例。如果不需要傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)可以使用合并節(jié)點(diǎn)法和約束法,合并節(jié)點(diǎn)法要求節(jié)點(diǎn)重合,計(jì)算效率最高,約束法不要求節(jié)點(diǎn)重合。接觸法可以傳遞轉(zhuǎn)動(dòng),接觸法使用最為靈活,消耗的計(jì)算資源較多。
殼體單元的每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有3個(gè)沿著x、y和z方向的平動(dòng)自由度UX、UY、UZ;在實(shí)體單元中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有六個(gè)自由度:沿x、y 和z方向的平動(dòng)自由度UZ、UY、UZ以及繞X、Y和Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度TOTX、TOTY、ROTZ。當(dāng)實(shí)體單元和殼單元連接在一起共同工作時(shí),即存在自由度不協(xié)調(diào)問(wèn)題。
案例部分分為四步,第一步建立沒(méi)有連接的模型,后三步都是在第一步模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行連接。具體操作視頻請(qǐng)?jiān)诩夹g(shù)鄰搜索“李安民”,關(guān)注我,收看視頻。
1.1 模型建立
1.1.1 幾何模型
Geometry->Solid->Box,在Creat Box對(duì)話框或者圖形視口(Graphics Viewport)輸入實(shí)體單元尺寸,如果所示,點(diǎn)擊Apply關(guān)閉完成長(zhǎng)方體。
Geometry->Surface->Plane,在Create Plane輸入如下圖所示的參數(shù),點(diǎn)擊Appley生成平面。
1.1.2 網(wǎng)格劃分
FEM->Element and Mesh->Solid Mesher對(duì)實(shí)體網(wǎng)格劃分,填入Elem Size為0.5,點(diǎn)擊Try Meshing Automatically,若不滿意可以點(diǎn)擊Reject拒絕,再?gòu)男抡{(diào)整尺寸等參數(shù),確認(rèn)無(wú)誤,點(diǎn)擊Accept。
展開(kāi) 故如果要實(shí)現(xiàn)梁?jiǎn)卧c殼單元的鉸接,必須通過(guò)節(jié)點(diǎn)耦合方法,具體方法為在同一位置處建立兩種單元各自的節(jié)點(diǎn),然后耦合平動(dòng)自由度。
簡(jiǎn)單小案例:
如下所示結(jié)構(gòu)模型,左端平板采用殼單元模擬,右邊部分采用同截面的梁?jiǎn)卧M,材料選用混凝土C30,平板尺寸為1000x1000,厚度200,梁?jiǎn)卧孛娉叽鐬?000x200,長(zhǎng)度5000,平板與梁相交部分采用鉸接處理,兩端固結(jié),平板上承受 1MPa的均布荷載。
打開(kāi)后的單元形狀如下:
命令流如下:
finish
/clear
/prep7
et,1,shell181
et,2,beam188
keyopt,2,3,3 !形函數(shù)設(shè)置
mp,ex,1,3.0e4
mp,prxy,1,0.2
mp,dens,1,2500e-12
sectype,1,shell
secdata,200
sectype,2,beam,rect
secdata,1000,200
blc4,,,1000,1000
wpoffs,,500
wprota,,90
asbw,all
!=============
!在相交部位同位置處創(chuàng)建一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),以用于后續(xù)耦合
k,10,5000,500
k,11,1000,500
l,11,10
!============
esize,50
lsel,s,,,2
latt,1,,2,,,,2
lmesh,all
allsel,all
amesh,all
!=================
!相交部位耦合,其中1號(hào)節(jié)點(diǎn)是梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn),103號(hào)節(jié)點(diǎn)是殼單元節(jié)點(diǎn)
cp,next,ux,1,103
cp,next,uy,1,103
cp,next,uz,1,103
!
展開(kāi)