結(jié)構(gòu)仿真 優(yōu)化 復(fù)雜網(wǎng)格劃分
關(guān)注創(chuàng)建者：智創(chuàng)仿真 創(chuàng)建時(shí)間：2016-02-23
結(jié)構(gòu)仿真 優(yōu)化 復(fù)雜網(wǎng)格劃分的視頻教程
基于ICEM的旋翼仿真三維 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分
所有視頻課程都是基于ICEM軟件，進(jìn)行的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分。 1、 旋翼區(qū)域計(jì)算域結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分 2、 背景靜止計(jì)算域結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分 3、 背景旋轉(zhuǎn)計(jì)算域結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分 4、 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的旋轉(zhuǎn)等操作 5、 平面對(duì)稱或者軸對(duì)稱幾何的網(wǎng)格處理。 5、 多區(qū)域結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的裝配
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Hyperworks控制臂網(wǎng)格劃分和縱向/側(cè)向靜剛度、縱向和側(cè)向雙軸臺(tái)架疲勞、靜剛度+臺(tái)架疲勞多目標(biāo)拓?fù)?em>優(yōu)化、非線性Buckling Force仿真分析實(shí)例視頻教程
本課程基于瑪莎拉蒂前懸架控制臂，詳細(xì)介紹了控制的網(wǎng)格劃分方法以及縱向和側(cè)向靜剛度的仿真分析方法、縱向和側(cè)向雙軸組合疲勞的仿真分析方法、縱向側(cè)向剛度和臺(tái)架疲勞的多目標(biāo)拓?fù)?em>優(yōu)化的仿真方法、縱向和側(cè)向非線性Buckling_Force的求解方法。
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結(jié)構(gòu)仿真 優(yōu)化 復(fù)雜網(wǎng)格劃分的實(shí)例教程
文章來(lái)源：CAE仿真學(xué)社
ICEM CFD結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分處理復(fù)雜幾何(含操作視頻：包括劃分及調(diào)整質(zhì)量、ICEM網(wǎng)格文件可供練習(xí))
摘 要：當(dāng)前航天裝備承制周期較短，概念設(shè)計(jì)能力需求增強(qiáng)，仿真迭代設(shè)計(jì)工作增多，故需要提高結(jié)構(gòu)的快速有限元建模能力，傳統(tǒng)型號(hào)研制中較多采用六面體實(shí)體單元建模，建模水平要求高，效率較低。本文首先利用MSC.Apex軟件對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行二階四面體單元網(wǎng)格自動(dòng)劃分，并驗(yàn)證其建模有效性，可替代人工六面體建模；再介紹單元拼接建模，對(duì)某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行二階四面體和六面體網(wǎng)格拼接，通過(guò)模態(tài)頻率和模態(tài)振型兩個(gè)方面驗(yàn)證建模的工程實(shí)用性，該方式兼顧了四面體建模的快速性和六面體網(wǎng)格易于編輯的優(yōu)點(diǎn)，具備較高的工程創(chuàng)新性，可推廣使用。
關(guān)鍵詞：有限元建模;復(fù)雜結(jié)構(gòu);二階四面體;模態(tài);
1 引言
大型航天裝備結(jié)構(gòu)由多個(gè)艙段連接組成，艙段包含主體結(jié)構(gòu)、蒙皮、各類安裝支架和單機(jī)，當(dāng)前隨著型號(hào)飛行樣式越來(lái)越新、飛行速度越來(lái)越高，艙段集成度也越高，結(jié)構(gòu)也愈加復(fù)雜[1]。此外由于裝備研制周期要求縮短[2]，概念設(shè)計(jì)能力需求增強(qiáng)，仿真迭代設(shè)計(jì)工作增多，因此復(fù)雜艙段結(jié)構(gòu)的快速有限元網(wǎng)格劃分技術(shù)有著廣泛的航天應(yīng)用背景。當(dāng)前各研究單位仍然是采用有限元法建立裝備動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)該模型完成相關(guān)動(dòng)力學(xué)特性預(yù)示和優(yōu)化工作，作為顫振計(jì)算、穩(wěn)定控制等計(jì)算輸入[3]，為提升相關(guān)工作計(jì)算精度，需建立較為準(zhǔn)確的有限元網(wǎng)格模型。目前已被行業(yè)廣泛接納的是六面體網(wǎng)格建模，該方式具備單元規(guī)模相對(duì)少、變形特性好、收斂速度快、求解精度高和計(jì)算資源需求低等優(yōu)點(diǎn)，是網(wǎng)格建模的首選方式[4]。但六面體網(wǎng)格具有復(fù)雜的拓?fù)潢P(guān)系且模型適應(yīng)能力差，對(duì)于不規(guī)則外形結(jié)構(gòu)，連續(xù)完整的六面體有限元模型網(wǎng)格生成比較困難。因此，研究復(fù)雜體的快速有效建模具有重要的工程價(jià)值。
展開 該方法的另外好處是：可以在小模型的基礎(chǔ)上優(yōu)化（或任意改變）所關(guān)心的細(xì)小特征，如改變圓角半徑、縫的寬度等；總體模型和局部模型可以采用不同的單元類型，比如，總體模型采用板殼單元，局部模型采用實(shí)體單元等。
巧妙地利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性對(duì)實(shí)際工作大有好處，一是可以大大減少計(jì)算規(guī)模，二是可以便于施加準(zhǔn)確的邊界條件，航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤的計(jì)算就是典型的例子。對(duì)于常規(guī)的結(jié)構(gòu)和載荷都是軸對(duì)稱、循環(huán)對(duì)稱、平面對(duì)稱的問(wèn)題，首先應(yīng)利用其對(duì)稱性。
總之，對(duì)于復(fù)雜幾何模型，綜合運(yùn)用多種手段建立起高質(zhì)量、高計(jì)算效率的有限元模型就進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的最開始最關(guān)鍵的步驟，本文僅僅涉及到一些大的方向，實(shí)際問(wèn)題涉及面廣，如網(wǎng)格過(guò)度與拓?fù)?em>結(jié)構(gòu)等相關(guān)處理都是網(wǎng)格劃分技術(shù)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，用戶只有在實(shí)際工作中不斷摸索、總結(jié)和驗(yàn)證才能最終對(duì)復(fù)雜模型網(wǎng)格劃分計(jì)算掌握透徹，靈活運(yùn)用。
來(lái)源：工程事
來(lái)源：模擬在線
展開 隨著CAE軟件的不斷發(fā)展，各軟件的網(wǎng)格劃分功能都在不斷增強(qiáng)，Abaqus、Ansys等軟件利用合理的切分設(shè)置，對(duì)于復(fù)雜程度一般的幾何體都能得到質(zhì)量不錯(cuò)的六面體網(wǎng)格，但是相對(duì)于專業(yè)網(wǎng)格劃分軟件（比如Hypermesh），這些有限元軟件的網(wǎng)格劃分能力還是稍弱。另外，工藝仿真軟件（比如Simufact）網(wǎng)格劃分能力就相對(duì)較弱了，因此為了保證仿真分析的精度，提高自己的仿真分析能力，很有必要掌握Hypermesh網(wǎng)格劃分技巧。
Hypermesh軟件的 solid map工具專門針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，首先對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)幾何體進(jìn)行清理并切分，得到一系列滿足map條件的solid，然后分別進(jìn)行3d網(wǎng)格劃分。
solid map工具位置
以錐齒輪為例，第一步，先對(duì)幾何模型進(jìn)行清理，運(yùn)用toggle工具（快捷鍵F11）對(duì)一些不需要的特征線進(jìn)行清理。
toggle面板
幾何清理
幾何清理完畢之后，進(jìn)行切割。首先，運(yùn)用Geom/solid edit工具將齒輪的齒與基體切割，然后依次完成基體切割操作，切割之后的形狀如下圖所示。
幾何體切割
切割之后，根據(jù)齒輪嚙合受力特點(diǎn)，判斷齒為關(guān)鍵部位，因此首先對(duì)齒進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分，然后依次完成基體部分網(wǎng)格劃分。劃分過(guò)程中，為保證較高質(zhì)量的六面體網(wǎng)格，首先生成面網(wǎng)格，然后通過(guò)map得到六面體網(wǎng)格。
畫分過(guò)程中，特別需要注意的是要保證各個(gè)幾何體之間的網(wǎng)格連續(xù)，掃略過(guò)程中要注意與相鄰幾何體的節(jié)點(diǎn)路徑重合，畫分過(guò)程中不斷通過(guò) Shift+F3工具檢查網(wǎng)格是否連續(xù)，避免后續(xù)有限元計(jì)算結(jié)果失真。
最后的網(wǎng)格劃分效果如下圖所示。
網(wǎng)格最終效果
需要注意的是，體網(wǎng)格生成之后，需要?jiǎng)h除掉中間生成的2D網(wǎng)格，僅保留3D網(wǎng)格，避免后續(xù)計(jì)算設(shè)置出錯(cuò)。
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結(jié)構(gòu)仿真 優(yōu)化 復(fù)雜網(wǎng)格劃分的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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結(jié)構(gòu)仿真 優(yōu)化 復(fù)雜網(wǎng)格劃分的最新內(nèi)容
現(xiàn)代塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)為了追求功能集成與美觀，模具結(jié)構(gòu)變得日益復(fù)雜。對(duì)嵌入件（Part Insert）而言，前處理—特別是網(wǎng)格制作—面臨巨大挑戰(zhàn)。多材質(zhì)射出成型（Multi-Component Molding，MCM）模擬最困難的地方在于不同材質(zhì)（如雙色模、金屬嵌件）之間的接觸面處理，其模擬的準(zhǔn)確度往往取決于組件交界面的處理。
以往工程師常面臨兩難：選擇非匹配網(wǎng)格（Non-matching Mesh
01 什么是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)？
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) (optimumstructural design)在給定約束條件下（如結(jié)構(gòu)體積、固有頻率），按某種目標(biāo)函數(shù)(如結(jié)構(gòu)剛度最大、質(zhì)量最低)求出最好的設(shè)計(jì)方案，如以結(jié)構(gòu)的重量最小為目標(biāo)，則稱為最小重量設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化按照改變結(jié)構(gòu)原始狀態(tài)的程度分為：結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化、結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化。
1.結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
摘 要：當(dāng)前航天裝備承制周期較短，概念設(shè)計(jì)能力需求增強(qiáng)，仿真迭代設(shè)計(jì)工作增多，故需要提高結(jié)構(gòu)的快速有限元建模能力，傳統(tǒng)型號(hào)研制中較多采用六面體實(shí)體單元建模，建模水平要求高，效率較低。本文首先利用MSC.Apex軟件對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行二階四面體單元網(wǎng)格自動(dòng)劃分，并驗(yàn)證其建模有效性，可替代人工六面體建模；再介紹單元拼接建模，對(duì)某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行二階四面體和六面體網(wǎng)格拼接，通過(guò)模態(tài)頻率和模態(tài)振型兩個(gè)方面驗(yàn)證建模的工程實(shí)用性
PART
01
本部分將平臺(tái)考慮成藍(lán)色的虛線
1. 畫左邊的第一部分，有多種方案。
方法一：最簡(jiǎn)單的一種就是不用布置任何初始的2dmesh
Altair SimSolid是一款專為快速設(shè)計(jì)流程而開發(fā)的虛擬測(cè)試與結(jié)構(gòu)仿真軟件。
不同于傳統(tǒng)有限元仿真，SimSolid 省去了幾何結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和網(wǎng)格劃分這兩項(xiàng)最耗時(shí)和專業(yè)要求較高的工作，可以在幾分鐘內(nèi)完成原始、未簡(jiǎn)化CAD裝配體的結(jié)構(gòu)分析。
借助 SimSolid 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以輕松對(duì)其最復(fù)雜的零件進(jìn)行多次迭代，并以驚人的速度探索大型裝配體的多種替代方案。
SimSolid
ICEM結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分復(fù)雜幾何視頻教程，附幾何模型文件可供自己練習(xí)
ICEM CFD結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分處理復(fù)雜幾何(含操作視頻：包括劃分及調(diào)整質(zhì)量、ICEM網(wǎng)格文件可供練習(xí))
用ICEM CFD的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分方法處理了復(fù)雜幾何模型，并全程錄制了操作視頻（無(wú)聲但是視頻內(nèi)含詳細(xì)字幕詳解），初始幾何模型及劃分完成后的網(wǎng)格如下所示，適合需要用icem處理復(fù)雜幾何的同學(xué)下載學(xué)習(xí)。
網(wǎng)格劃分是進(jìn)行有限元分析和計(jì)算的前提，也是最費(fèi)時(shí)間最費(fèi)精力的一項(xiàng)前處理技術(shù)，網(wǎng)格劃分的質(zhì)量對(duì)有限元計(jì)算的精度和計(jì)算效率都有著最為直接的影響，對(duì)于大變形的情況甚至影響到解的收斂性。目前比較通用的分網(wǎng)軟件主要有Hypermesh、ANSA、ANSYS、MARC等，本文就復(fù)雜模型的分網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)明的闡述。
自由網(wǎng)格劃分
自由網(wǎng)格劃分是自動(dòng)化程度最高的網(wǎng)格劃分技術(shù)之一，它在面上
隨著CAE軟件的不斷發(fā)展，各軟件的網(wǎng)格劃分功能都在不斷增強(qiáng)，Abaqus、Ansys等軟件利用合理的切分設(shè)置，對(duì)于復(fù)雜程度一般的幾何體都能得到質(zhì)量不錯(cuò)的六面體網(wǎng)格，但是相對(duì)于專業(yè)網(wǎng)格劃分軟件（比如Hypermesh），這些有限元軟件的網(wǎng)格劃分能力還是稍弱。另外，工藝仿真軟件（比如Simufact）網(wǎng)格劃分能力就相對(duì)較弱了，因此為了保證仿真分析的精度，提高自己的仿真分析能力，很有必要掌握Hypermesh
