截面特性生成的案例
ansys模塊化仿真系列文章（一）梁單元截面特性標準生成
手動操作
介紹一下標準化生產梁單元截面特性，便于后續的梁單元建模和仿真。
1，CAD做成sat文件：首先生成面域
2，file導入ACIS
3，定義單元，劃分網格
ET,1,plane82 !添加單元類型plane82
LSEL,all !選擇所有線段
LESIZE,all,10 !設定網格尺寸，根據具體圖形尺寸進行調整
MSHAPE,0,2D !采用四邊形網格單元
MSHKEY,0 !采用自由網格
AMESH,ALL !劃分網格
4，截面寫出-界面操作
section->beam->write
5，截面寫入-界面操作
section->beam->read->plot
模塊化命令流
! 模塊化寫出截面命令流
finish
/clear
/prep7
str1 = 'name'
~SATIN,'name','sat',,SURFACES,0
*get,a_count,area,,count ! 獲得面號
/facet,normal ! 面顯示正常
allsel
ET,1,plane82 !添加單元類型plane82
LSEL,all !選擇所有線段
LESIZE,all,12 !設定網格尺寸，根據具體圖形尺寸進行調整
MSHAPE,0,2D !采用四邊形網格單元
MSHKEY,0 !采用自由網格
AMESH,ALL !劃分網格
allsel
secwrite,str1,sect,,
!
展開 Abaqus技巧之變截面梁單元 附使用ABAQUS 生成纖維梁截面下載
變截面梁單元在工程設計中經常使用，例如建筑結構中的懸挑梁就經常采用根部截面大而端部截面小的梁，在一些高聳結構如煙囪，旗桿等，變截面梁也極為常見。
在通用有限元abaqus中，實際上是存在變截面梁單元的，只是其定義方式較為隱蔽而不易被發現，本文給出在abaqus中定義采用變截面梁單元的定義方法。
（1）分別定義變截面梁兩端的profile
（2）建立梁section，選擇截面積分為before analysi，然后選擇截面沿長度變化為Tapered，接著指定start 端和 end 端的profile，并輸入相應的材料屬性。（如果是B31和B32單元需要定義橫向剪切剛度，一般在1e10左右數量級，也可參考幫助文檔的公式進行具體計算，如果需要輸出梁截面的應力，則還需要定義output points坐標作為應力輸出的位置）
其他按照普通梁單元的方式進行定義即可，以上就是定義變截面梁單元的具體步驟，使用變截面梁單元需要注意以下幾點：
（a）即使是變截面梁單元首端和末端截面不能相差太大，如果兩端面積或者慣性矩之比大于10.0，則軟件會報錯表明截面相差太大。
（b）變截面梁單元截面剛度積分只能基于變形前積分。
（c）對于一個幾何梁被劃分為多個梁單元的情況下，需要對每個梁單元分別指定不同的section，如果只定義整個幾何梁的首端和末端，可能會使得實際的梁截面是“鋸齒形”，如下圖所示：
下載地址：使用ABAQUS 生成纖維梁截面
展開 ANSYS APDL截面特性批量讀取方法 ￥199
本單元的定義通常是以下這些輸入參數確定的：橫截面積變量A，兩個軸慣性矩（IZZ和IYY）變量，兩個厚度變量（TKZ，TKY），繞X軸（單元座標系下）扭轉慣性矩（IXX）,定義格式如此下：
R,編號,A,IZZ,IYY,TKZ,TKY $RMORE,,IXX
我們通常輔助使用CAD計算截面特性，步驟如下：
1、首先在CAD中建立截面，利用REG命令形成面域
2、輸入"EXPORT"，導出成"SAT"格式文件
3、在ANSYS APDL中運行如下命令流。即可計算得到截面特性
/prep7
~satin,1,sat,,surface
et,1,plane82
smrtsize,1
allsel,all
amesh,all
secwrite,1,sect,,1
sectype,1,beam,mesh
secoffset,cent,,,
secread,'1','sect','',mesh
secplot,1,1 !1號截面
可以得到該截面實常數應為：
R,1,0.859305,16.801,2.4843, , $RMORE,,2.87252
上述方法比較常規，具體操作可以訪問我在B站的建模教程：ANSYS建模經驗分享、ANSYS截面特性計算方法
可以發現，利用上述命令流并不會得到”TKZ、TKY“兩個變量，需要手動輸入，雖然這兩個變量不會對模型分析產生影響，但它們是檢查模型建立正確與否的兩個關鍵變量，即所謂的”大小小大，小大大小“關系。另外一個不方便之處在于當截面非常多時（大多數情況下一個結構具有幾十個截面），使用上述命令流比較耗時。
展開 關于截面特性計算器的視頻
截面特性計算器的視頻
包括視頻文件，PDF說明及midas模型
其他視頻因為較大，以后再上傳。
截面特性計算器.part01.rar
截面特性計算器.part02.rar
截面特性計算器.part03.rar
截面特性計算器.part04.rar
截面特性計算器.part05.rar
截面特性計算器.part06.rar
截面特性計算器.part07.rar
變截面彈簧自振特性分析
1.rar
simsolid結果.mp4
simsolid結果.mp
由 cad軟件中導入結構模型，設定分析的各種單位尺度關系
按照彈簧的實際材質給模型賦予材料屬性
選擇結構模態分析進行下一步設定，選擇按照剛度調整計算參數
通過邊界條件命令給彈簧添加簡支邊界條件。
點擊運行按鈕即可開始計算。
計算完成后點擊查看結構結果按鈕，就可以找到位移查看選項。圖例及相關描述見下圖。
1.rar
使用感受，
Simsolid是我用的最容易上手的力學分析軟件，沒有之一，可以和cad軟件無縫對接，不需要進行格式轉換，由于沒有網格，計算的速度很快，前處理過程中只需要按照分析要求輸入或者設定合理的材料屬性和邊界條件即可，分析完成后查看操作和結果輸出功能也很強大，能夠滿足工程和科研的要求。
展開 基于ABAQUS平臺的截面特性計算PYTHON腳本 ￥20
在構件計算過程中，不可避免需要計算截面特性，常見的特性值計算可采用CAD/MIDAS/ANSYS等軟件計算。但有時我們需計算一些不常見的截面特性值，如截面不對稱系數，這就帶來一些困難，因為常見方法的計算結果中并未給出這些值。對于常見的形狀規則的截面，我們可以根據公式進行手算積分計算，但對于形狀較為復雜的截面，我們難以手算。此時，采用數值計算方法顯得非常重要。常見的方法為：將截面離散為若干單元，將理論積分公式離散為各單元數值之和，如碩士階段學過的條帶法。
帖子內容是基于ABAQUS平臺編寫PYTHON腳本，以計算所需的截面特性值。
具體思路如下：
（1）將繪制的截面形狀以IGS格式（也可以是其他能導入ABAQUS的格式）導入ABAQUS中；
（2）以導入的截面形狀為草圖，在PART中建立殼部件；
（3）裝配并劃分網格，以離散截面為若干三角形單元（劃分三角形單元的目的是適應復雜截面的網格劃分）；
（4）讀取部件單元節點坐標；
（5）調用截面特性計算函數，以計算形心坐標；
（6）根據所計算的形心坐標移動部件，使得坐標原點位于截面幾何形心；
（6）調用截面特性計算函數，以計算所需截面特性。
程序實現及各步驟解釋如下圖所示。
完整代碼如下：
展開 『分享』midas截面特性值計算器使用說明
SPC 的使用說明
SPC是“截面特性值計算器—Sectional Property Calculator”的縮寫。
? 以往的程序只能以Line或Plane一種形式來模擬截面形狀，在SPC中用戶可以根據需要任意選定Plane形式的截面或Line形式的截面來模擬截面形狀。
? Plane形式的截面
畫完輪廓之后，在 Generate 里選擇 Plane Type，程序會按照輪廓所指定的 Plane范圍自動生成截面。計算截面特性值時，程序會通過網格自動生成功能在截面的Plane范圍內生成網格之后，利用該網格計算各特性值。計算抗扭剛度時，首先利用有限元方法計算 Prandtl的應力函數，通過對應力函數進行積分計算抗扭剛度。
<圖 1-(1)> 生成Plane截面的過程
<圖 1-(2)> 生成Line截面的過程
建立截面的輪廓
生成Plane截面
利用網格進行計算
利用有厚度的線建模
生成/計算Line截面
Line形式的截面
對于薄壁截面，可先指定線的厚度畫出截面形狀之后，在Generate 里選擇Line Type生成截面。
展開 CATIA二次開發，批量生成截面線軟件分享
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png">
</jsk>
</div><p>然后，即可啟動批量生成操作，極為簡便，如下所示。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<jsk id="C_Play40f087fd16cc71f1806a5017f1e90102" videoid="40f087fd16cc71f1806a5017f1e90102" duration="1分27秒">
<img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png?image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png">
</jsk>
</div><p>為保證截面位置與指示箭頭準確匹配，需注意校核子窗口中的對應信息。其實檢查的方式很簡單，箭頭的序號（即為生成順序）與切面的生成順序是一致的，只要保證“切面”和“箭頭”的數字尾綴都保持順序排列即可，最終生成的截面線會精準放置在對應箭頭的末端，無需人為操作匹配。
展開 FLUENT動網格案例之十一：基于動網格算法的二維剛性截面機翼簡諧振動氣動特性分析 ￥99
二維剛性截面機翼扭轉振動流體力仿真分析
氣動彈性問題一直是流固耦合現象研究的重要課題，而二維剛性截面的機翼扭轉振動則是氣動彈性研究最基本的入門案例。如下圖所示，圓形的計算域內，邊界上為壓力遠場，為了減小動網格計算量，靠近機翼的內部區域為彈簧光順和網格重生成區域，外部則為靜止網格。經過兩次放大后可以看出二維非結構的三角形網格也可以有很高的網格質量。
為了對作簡諧振蕩運動的Naca翼型的氣動特性（升力系數，阻力系數和力矩系數）進行數值計算，來流速度為V， 攻角的變化規律為：Alpha（t）=A/2*sin(omega*t)，其中，A=10度，omega=10*pi 弧度/秒。剛體運動UDF實現翼型的俯仰運動，由于在FLUENT的UDF中只能指定速度，角速度；所以，需要將攻角對時間求導，得到轉動角速度的規律：D（alpha）/dt=A*omega/2*cos(omega*t)
動網格實現結果
氣動彈性研究的對象已經從簡單的單翼，拓展到襟翼，前緣縫翼，副翼，翼梢等現代大型客機的機翼結構，感興趣的同學可以留言，希望研究的飛機氣動彈性課題內容。
文件列表
展開 使用HyperWorks生成雷達截面或天線位置電子分析使用的大規模曲面網格
行業：電子/消費品
挑戰：要生成 1 億個單元的曲面網 格需要先將幾何切分為更小 的曲面，每個曲面需要足夠小 以便能夠使用網格劃分算法 高效地劃分網格。
Altair 解決方案：使用HyperWorks生成大量 的小尺寸單元并使用矩方法 （MOM）描述多大及多復雜 的結構可以和電磁場交互。 利用流程自動化工具對全模 型進行細分。
優點：減少前處理時間 ；不受計算資源限制 ； 提高效率 ； 節約成本
背景介紹
雷達截面(RCS)和安裝天線位置是飛機設計的重要參數。RCS是目標可檢測性的衡 量指標，例如飛機對于雷達的可檢測性。較大的RCS表示目標（例如噴氣式飛機）容易 被檢測到。SELEX GRLILED公司使用HyperWorks生成任意大的曲面網格并在單元上 定義電子屬性。生成的網格用于在電磁（EM）求解器中計算飛機的RCS或確定如何放 置天線以獲得最佳性能。本案例使用一個1億單元的快速噴氣式飛機網格模型用于雷達 追蹤和隱身性。
SELEX GRLILED是防務電子市場的領導者，在空中任務關鍵系統和戰場及國土安 全領域具有顯著優勢。SELEX GRLILED是一家真正的全球化公司，在五大洲擁有大約 7000名員工。
挑戰
要生成 1 億個單元的曲面網格需要先將幾何切分為更小的曲面，每個曲面需要足夠 小以便能夠使用網格劃分算法高效地劃分網格。這就要求將結構模型和微波仿真工具相 結合，使用EM求解器生成電子分析層面認為足夠小的高質量曲面網格。所有單元必須 達到電子分析層面的足夠小，一個指導性的原則是 三角形邊的長度介于λ/8 和λ/12 之 間，這樣可以在求解的穩定性和模型規模之間很好地折中。
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