ansys中面偏移的案例
Ansys Zemax | OpticStudio如何計(jì)算光瞳偏移
自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移
在上一節(jié)中給出的例子只是用來說明光瞳偏移是如何計(jì)算的。在OpticStudio中的“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移”選項(xiàng)將自動(dòng)完成這一計(jì)算，并且系統(tǒng)在開啟近軸或?qū)嶋H光線瞄準(zhǔn)時(shí)會(huì)默認(rèn)勾選該功能。因此，光瞳偏移的XYZ坐標(biāo)輸入欄在勾“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移”時(shí)會(huì)被隱藏。
然而當(dāng)取消勾選“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移”時(shí)，系統(tǒng)將彈出XYZ軸光瞳偏移坐標(biāo)的輸入欄。
小結(jié)
這篇文章簡單介紹了開啟光線瞄準(zhǔn)時(shí)系統(tǒng)是如何計(jì)算光瞳偏移的。光線瞄準(zhǔn)是一個(gè)非常強(qiáng)大的功能，在絕大多數(shù)情況下它可以在沒有用戶干預(yù)的情況下計(jì)算出存在光瞳像差或傾斜/偏移光瞳的光瞳位置。當(dāng)開啟光線瞄準(zhǔn)功能時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)使用“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移”功能。您也可以手動(dòng)輸入光線瞄準(zhǔn)迭代算法的初始參數(shù)。
展開 ANSYS SpaceClaim 中面抽取功能
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為什么要進(jìn)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(shí)體單元是經(jīng)常使用的單元類型。殼單元適合模擬在一個(gè)方向的尺度（例如厚度）遠(yuǎn)小于其他方向尺度的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)如果使用實(shí)體單元，其計(jì)算量會(huì)比使用殼單元大大增加。而且，如果選實(shí)體單元，這類結(jié)構(gòu)承受彎矩的時(shí)候，在厚度方向的單元層數(shù)太少會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果誤差比較大，不如殼單元計(jì)算準(zhǔn)確。對(duì)于這類結(jié)構(gòu)，我們宜通過抽取中面，使用殼單元進(jìn)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。
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Midsurface創(chuàng)建中間面
此工具可在兩個(gè)偏移面中間創(chuàng)建一個(gè)曲面。中間面將自動(dòng)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(jìn)行有限元分析。
用高亮顯示顏色顯示選定的面對(duì)，如下圖所示。中間面將從藍(lán)色面偏移。綠色用于表示藍(lán)色面的配對(duì)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(jì)窗口而非結(jié)構(gòu)樹中選擇面（即使其為單個(gè)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(dāng)于零件厚度的一半時(shí)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(cuò)誤信息，并在錯(cuò)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 Zemax | OpticStudio如何計(jì)算光瞳偏移
在OpticStudio中的“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移”選項(xiàng)將自動(dòng)完成這一計(jì)算，并且系統(tǒng)在開啟近軸或?qū)嶋H光線瞄準(zhǔn)時(shí)會(huì)默認(rèn)勾選該功能。因此，光瞳偏移的XYZ坐標(biāo)輸入欄在勾“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移”時(shí)會(huì)被隱藏。
然而當(dāng)取消勾選“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移”時(shí)，系統(tǒng)將彈出XYZ軸光瞳偏移坐標(biāo)的輸入欄。
小結(jié)
這篇文章簡單介紹了開啟光線瞄準(zhǔn)時(shí)系統(tǒng)是如何計(jì)算光瞳偏移的。光線瞄準(zhǔn)是一個(gè)非常強(qiáng)大的功能，在絕大多數(shù)情況下它可以在沒有用戶干預(yù)的情況下計(jì)算出存在光瞳像差或傾斜/偏移光瞳的光瞳位置。當(dāng)開啟光線瞄準(zhǔn)功能時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)使用“自動(dòng)計(jì)算光瞳偏移”功能。您也可以手動(dòng)輸入光線瞄準(zhǔn)迭代算法的初始參數(shù)。
展開 ANSYS中的AOFFST命令——對(duì)面進(jìn)行偏移，生成另一個(gè)面
1.命令格式
AOFFST, NAREA, DIST, KINC
其中，
NAREA：待偏移面的面號(hào)。如果NAREA=ALL，則偏移所有選擇的面。如果NAREA=P，則激活圖形拾取功能，忽略命令的其它內(nèi)容。
DIST：偏移距離。偏移方向由給定面的正法線方向確定。正法線方向由關(guān)鍵點(diǎn)的排列順序按右手法則確定。
KINC：生成面上關(guān)鍵點(diǎn)的編號(hào)增量。若為0，則使用當(dāng)前的最小可用編號(hào)。
2.操作路徑
Main Menu> Preprocessor>
Modeling> Create> Areas> Arbitrary> By Offset
命令提示框如圖1所示
圖1 命令提示框
3.實(shí)例
輸入命令：
/PREP7
K,1,0,0,0
K,2,1,1,0
K,3,2,0,0
K,4,1,-1,0
A,1,2,3
A,1,4,3
AOFFST,ALL,2
則生成的偏移面如圖2所示，由于兩個(gè)面的正法線方向相反，故偏移的兩個(gè)面方向相反。
圖2 生成的偏移面
4.參考資料
ANSYS HELP 15.0
展開 
ANSYS Workbench 抽中面
ANSYS Help中對(duì)Mid-surface有如下描述：中面特征可用來創(chuàng)建兩個(gè)已有實(shí)體表面的中間面體。抽中面操作后的面體自動(dòng)的定義了厚度屬性。配對(duì)面可以手動(dòng)選取，也可以根據(jù)你事先設(shè)定的厚度范圍自動(dòng)檢測(cè)配對(duì)面然后自動(dòng)抽取中面。
抽中面Mid-surface功能在ANSYS WB DM模塊Tools菜單下。屬性對(duì)話框如下。
圖1 自動(dòng)模式
圖2 手動(dòng)模式
如上圖1、2所示，WB提供有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式。對(duì)簡單的模型可選擇手動(dòng)選取配對(duì)面，復(fù)雜模型需要生成很多中面時(shí)選擇自動(dòng)模式。自動(dòng)選取有三個(gè)必填選項(xiàng)：Face Pairs（配對(duì)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(shí)別并采取抽中面操作的一個(gè)厚度范圍。而手動(dòng)模式就簡單些，只需要你選取配對(duì)面即可。
有時(shí)在對(duì)多個(gè)連接面進(jìn)行抽中面操作時(shí)會(huì)遇到出現(xiàn)脫離、間隙情況。當(dāng)然強(qiáng)大的Ansys也會(huì)有相應(yīng)對(duì)策，如上圖中已經(jīng)為用戶默認(rèn)選擇了修剪功能。當(dāng)然還可以使用面延伸surface-extension功能來處理這種情況。
同時(shí)選取多個(gè)面進(jìn)行抽中面，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)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(gè)配對(duì)面操作（共4個(gè)面）。
圖3 待操作體模型
圖4 多個(gè)面同時(shí)抽中面
驗(yàn)證抽中面的可行性
大家都知道抽中面后會(huì)大大的減少節(jié)點(diǎn)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(huì)出現(xiàn)較大偏差？ 下面用一個(gè)簡單的例子來驗(yàn)證抽中面是否會(huì)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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