殼體模型的案例
殼體-3D-Voronoi模型構建 ￥3.99
<h2>前言</h2><p> 殼體-3D-Voronoi模型（如圖1）的構建過程，網上已經有很多教程，但是，在一些細節的處理上，不是很好。尤其是對一些電腦技術欠缺的人來說，并不友好。結合自身的一些經驗，總結了一些常見的問題并給出了解答，同時分享了一些技巧。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202202/2ba442598f27468aa628517666d08211.png" alt="2020-07-25_153037.png" height="272" width="298"></p><p class="ql-align-center">圖1 殼體-3D-Voronoi模型</p><p> Windows操作系統下的構建流程大致為：a）安裝虛擬機VMware；b）在VMware中安裝Ubuntu；c）在Ubuntu安裝Neper；e）Neper中得到數據文件；d）處理數據文件，并導入<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Ansys</a>中，得到模型；e）導出<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Ansys</a>的幾何文件，并導入<a href="https://jishulink.com/service/abaqus" rel="noopener noreferrer" target="_blank">Abaqus</a>（非必須）。
展開 案例分享 | 如何提升飛機發動機-轉子動力學分析效率？
轉子通過B1*，B2*和B3*處的軸承連接到發動機殼體上，還包括兩組位于T1和T2處的渦輪。在此次模型中，給定了上述三個軸承的線性剛度和粘性阻尼系數。模型中并未對渦輪葉片進行詳細建模，而是將其按照質量點進行處理。雖然轉子模型本身是對稱的，但發動機殼體的接地位置C1和C2卻不是對稱的。采用MSC Nastran的模態法頻率響應分析對發動機裝配體的動力學特性進行了求解。項目的最終目標是在保證高精度計算結果的前提下，縮短仿真分析實際消耗的時間并提高效率。轉子和定子組件均進行了減縮，減縮表達的誤差通過在CMS方法中指定模態階數進行控制。
圖4. PT-6 發動機在MSC Nastran中產生彎曲運動
在該項目中，轉子和轉子支撐既分別作為單獨組件進行了建模和分析，還作為整個發動機系統進行建模和分析，以進行結果驗證。確保轉子模型和轉子支撐模型中的軸承節點對B1R-B1C，B2R-B2C和B3R-B3C重合。通過實特征值分析將完整發動機模型縮減為若干階實模態。然后將這些模態用于后續的轉子動力學分析，包括阻尼和偏斜對稱的轉子速度相關項。分別對轉子和殼體模型的外部超單元進行了分析，并將其減縮到其物理邊界點上，簡化為若干階模態。進而對轉子和殼體模型的外部超單元進行了組裝和分析。在所有的分析工況條件下下，誤差均小于預期（外部超單元分析的基準誤差約為0.1％）。這種方法既可以更好地了解各個組件的特性，也可以了解整個轉子動力學系統的耦合效應。
圖5. PT-6 發動機在MSC Nastran中產生彎曲運動
整個發動機的MSC Nastran模型包含一個具有91,979自由度的3D轉子。在具有4 GB內存的Linux機器上使用MSC Nastran2017時，生成包含100階模態的轉子模型的外部超單元的時間降低了三到五個數量級，僅需要1.5分鐘。
展開 某空濾上、下殼體模態仿真計算
某空濾上、下殼體模態仿真計算
空濾原始模型、網格、參數
CAD model
FEM model
PPT20材料參數：
彎曲模量E=2400MPa
密度:1.05g/cm3
自由模態分析結果前六階模態接近0表示零件的六個自由度方向的剛體運動模態，去除即可。真實模態應從第7階開始。
上殼體模態計算結果
下殼體模態計算結果
自由模態分析前六階模態頻率接近0，表示零件六個自由度方向剛體運動模態，去除即可。
上殼體模型非剛體最低頻率（第七階）為196.98 HZ，較接近275HZ，稍加改進即可滿足要求。
下殼體模型非剛體最低頻率（第七階）為77.66 HZ，與設計要求275HZ差距較大，需做較大修改方可滿足要求。
綜上:上、下殼體均需改進結構，如增加加強筋等。
某空濾上、下殼體模態仿真計算 .ppt
展開 UG NX10.0編程實例，按壓泵殼體的3D模型建立【轉】
圖形分析：整個造型分為兩個殼體來完成，主要是兩個殼體相交位置需要預留一個空隙，這個空隙要和另一個殼體大小相同，這個位置的設置就是巧妙利用求差運算中的一個設置即可，另外中間殼體的建模，需要使用優化完成。
球體，根據主殼體形態為rc半徑，可知這個是一個球體，所以依據此特點，設置偏置點，該點為球心
確定后，中心點一定記住添加關聯，也就是點是絕對坐標方式，
圓柱體，根據主體位置，在原點設置圓柱即可，直徑要準確，但是高度任意即可，想學UG編程加QQ群192963572免費領取學習資料和課程，它的高度依據球體來截斷，所以要添加求交來完成整個主體。
展開 
【2017 ATC 優秀論文賞析】OptiStruct在變速器殼體優化設計中的應用
主要對其質量、強度、剛度進行分析確認，確保殼體優化前后性能不變，同時為優化提供目標值與約束值。
通過仿真分析得到，殼體的等效應力為180MPa，大于殼體材料的屈服強度，一階模態為680Hz小1000Hz，故原模型在性能上不滿足設計要求。
優化模型的建立
1.可設計空間的提取
首先對變速器殼體的可設計空間進行提取，盡量使殼體在進行優化前的模型最大程度的充滿設計空間，并且保證殼體與內外零部件的動靜態連接關系，避免發生干涉，影響到內外零部件的安裝與工作，除此之外拓撲優化使用的模型應滿足結構的制造工藝性，避免后期無法加工制造的問題。對原模型進行可設計空間提取，給出優化前最大材料可利用空間，具體如圖所示。
2.優化模型加載及優化設置
與優化前殼體模型相同，對優化模型進行加載，并在加載后完成變量、優化響應、約束和目標值得建立。本次優化將殼體優化模型根據加工制造工藝可行性問題的要求分為多個子優化空間進行變量的設置，使優化結果更便于加工制造。
展開 dem離散顆粒平板堆積研究
2，幾何模型
首先利用workbench的dm模塊建立顆粒及平板的幾何模型，其中顆粒先建立實體模型，然后取實體的外測殼體，只保留殼體模型，然后在lspp中通過實體的6個外殼面生成DEM顆粒，平板為殼體模型。模型如下圖所示。
基于聲固耦合的水下復雜目標聲散射研究
設置典型聲速剖面, 如圖7所示, 橫坐標為深度, 縱坐標為水中聲速, 與簡單模型背景聲場相同, 采用一系列特定頻率平面波以0°入射, 計算模型受激勵后的響應。
圖6 水體環境建模
圖7 聲速剖面
通過仿真計算, 得出距離艦橋上方50 m處的單殼體模型與艙室結構模型的散射聲壓級曲線, 分別如圖8和圖9所示。
圖8 單殼體模型散射聲壓級曲線
圖9 結構模型散射聲壓級曲線
由圖8和圖9可以發現, 2種模型在數值上大致接近, 但是精細化的艙室結構散射曲線明顯比單殼體模型要平滑很多, 這說明橫梁以及支撐板組成的結構對于潛艇表面振動產生了明顯的抑制作用。由于計算結果代表了模型在一組特定頻率下的散射聲壓級, 結果表明兩者均在低頻處產生了比較高的峰值, 且考慮艙室結構后其對于低頻信號激勵后的響應更加劇烈, 結構之間的相互影響加大。下面考慮聲波在不同垂直方向角度的入射情況, 仿真在0°和45°入射平面波時, 其距離艇艏前10 m處的散射聲壓級曲線如圖10和圖11所示。由圖可知, 仿真后的不同垂直方向角的改變對于模型聲散射的影響在于低頻響應的微弱改變, 對于散射聲壓級曲線的大體趨勢影響不大。
圖10 45°入射散射曲線
圖11 0°入射散射曲線
接下來考慮正橫方向入射時目標的散射聲場情況, 建立潛艇縱切面模型, 如圖12所示。
圖12 潛艇橫切面模型
所建立模型直徑8 m, 外殼以及支撐桿為不銹鋼耐壓殼, 厚度為1 m, 內殼為鈦合金材料, 材料屬性同上文。對比水平方向角0°與90°的聲散射仿真結果如圖13所示。
展開 Process Manager在汽車制動器設計優化中的應用
首先計算殼體最大設計模型的系統壓力容積值，并提取出接觸壓力結果作為優化時的載荷邊界條件；并將計算模型導入到HyperMesh中，對模型進行清理。因為只需對殼體進行優化，所以要刪除其余所有零件、載荷、分析步等信息，并且施加新的載荷和分析步。如果不用自動化程序，手工進行這些操作，需要15-25分鐘左右的時間。但使用了Altair Process Manager編制的自動化程序，分析人員只需要輸入所需參數，這一步的工作2-3分鐘即可完成。
分析運行結束后在HyperMesh中查看約束反力。不需要進入后處理操作界面，可以查看約束反力值。這個約束反力值將作為下一步優化載荷邊界。拓撲優化的前處理過程同樣只需在用戶界面上輸入相應參數，程序即可自動建立拓撲優化模型。
在優化模型定義界面，可以定義模型的軸向，上一步所獲得的約束反力值、拔模方向、以及優化質量目標、最小單元尺寸和離散度。其他優化參數采用默認值。遞交Altair OptiStruct優化分析后，Process Manager最后一步讓用戶很方便地對結果進行后處理。程序自動將邊界條件隱藏，以便觀察優化形狀。另外，由于不同格式的單元集文件的命名規則也不一樣，程序也會自動將entity sets重命名，并輸出相應格式的單元集文件。
結論
Altair提供的Process Studio平臺，使得用戶編制Process Manager非常方便。程序核心是用TCL (Tool Command Language)編寫的。TCL是一種通用的計算機腳本語言，簡單實用。
使用Process Manager將整個工作流程自動化、標準化；即節省時間，又避免了失誤。減輕了分析人員前后處理的工作量。
展開 Process Manager在汽車制動器 設計優化中的應用
首先計算殼體最大設計模型的系統壓力容積值，并提取出接觸壓力結果作為優化時的載荷邊界條件；并將計算模型導入到HyperMesh中，對模型進行清理。因為只需對殼體進行優化，所以要刪除其余所有零件、載荷、分析步等信息，并且施加新的載荷和分析步。如果不用自動化程序，手工進行這些操作，需要15-25分鐘左右的時間。但使用了Altair Process Manager編制的自動化程序，分析人員只需要輸入所需參數，這一步的工作2-3分鐘即可完成。
分析運行結束后在HyperMesh中查看約束反力。不需要進入后處理操作界面，可以查看約束反力值。這個約束反力值將作為下一步優化載荷邊界。拓撲優化的前處理過程同樣只需在用戶界面上輸入相應參數，程序即可自動建立拓撲優化模型。
在優化模型定義界面，可以定義模型的軸向，上一步所獲得的約束反力值、拔模方向、以及優化質量目標、最小單元尺寸和離散度。其他優化參數采用默認值。遞交Altair OptiStruct優化分析后，Process Manager最后一步讓用戶很方便地對結果進行后處理。程序自動將邊界條件隱藏，以便觀察優化形狀。另外，由于不同格式的單元集文件的命名規則也不一樣，程序也會自動將entity sets重命名，并輸出相應格式的單元集文件。
結論
Altair提供的Process Studio平臺，使得用戶編制Process Manager非常方便。程序核心是用TCL (Tool Command Language)編寫的。TCL是一種通用的計算機腳本語言，簡單實用。
使用Process Manager將整個工作流程自動化、標準化；即節省時間，又避免了失誤。減輕了分析人員前后處理的工作量。
展開 二維實體Voronoi模型構建教程 ￥2.99
前言
二維實體Voronoi模型，如圖1所示，其實為帶有一定厚度的三維模型。圖2為二維實體Voronoi模型局部放大示意圖，圖3為二維殼體Voronoi模型局部放大示意圖。對比圖2與圖3，便可明白二者的區別。
圖1 二維實體Voronoi模型
圖2 二維實體Voronoi模型局部放大示意圖
圖3 二維殼體Voronoi模型局部放大示意圖
模型的構建，需要以下的準備工作：1）Windows系統下安裝虛擬機軟件VMware；2）在VMware中安裝Ubuntu；3）在Ubuntu安裝Neper；4）Neper中得到數據文件；5）處理數據文件，并導入Ansys中，得到模型；6）導出Ansys的幾何文件，并導入Abaqus（非必須）。
目錄
Neper內二維Voronoi數據文件格式的生成及文件數據解析
Ansys內模型的生成（APDL）及步驟詳解
Ansys幾何文件導入到Abaqus的注意事項
示例文件（geo文件及mac文件）
展開 射出模具數字化設計與智能制造技術分析
所以，本文將結合射出模具中手表殼體模型進行數字化的設計與智能制造為例，切實實現射出模具設計與制造呈現出數字化與智能化，為中國模具制造行業發展提供保障。
型腔布局設計
圖1為結合CAD技術系統所設計出的手表殼體塑件模型，其尺寸為39mm×33.9mm×7.6mm。由于在進行手表塑件模型設計過程中，其自身尺寸并不大，為保證生產效率的提升，往往所采用的使用一出四分中布局，防止因為穩產過大等問題導致模具出現變形、飛邊等情況。除此之外，在模型的兩側設置了兩個裝配表鏈的裝配旋孔，因此，在設計時應充分思考側向抽芯機構，以及思考模具的整體布局設計。
圖1：結合CAD技術系統所設計出的手表殼體塑件模型
在模具整體情況分析過后，可以結合CAD技術將塑件放置在坐標軸中，創建包容框來確定模具的整體大小，并在后續的操作過程中用其來切割分模面的輪廓，并依照線架來修改模具的排位。在模具排位修改過程中，不光要充分思考型腔的整體強度，還應該考慮到封膠的問題。若是型腔之間的距離過于小，那么將會造成飛邊；若是太大，那么將會使得模具的整體結構過大而浪費鋼材。因此，當型腔深度小于等于30mm時，那么型腔間的距離通常取15～20mm，在本文設計中，型腔的取值為17mm，如圖2。
圖2：型腔布局示意圖
成型零件設計
分模設計
在手表成型零件設計過程中，分模面的設計通常與塑件的尺寸、質量、飛邊大小、脫模以及成本等方面息息相關。
展開 
金屬燃油箱形貌優化設計方法研究
經過23輪迭代計算后該下殼體的形貌優化分析結果如圖4所示，此時一階模態達到了90.5HZ，而原始去掉加強筋的模型一階模態僅為22HZ,可見存在巨大的優化空間。
圖4 優化結果
3根據形貌優化結果布置加強筋
根據形貌優化的分析結果結合零件功能及工藝可行性，布置燃油箱殼體加強筋，最后設計完成的燃油箱下殼體模型如圖5所示。
圖5 最終設計模型
最后對完成設計的燃油箱進行模態分析，得到整個燃油箱總成的一階固有頻率為82.8Hz（見圖5），其一階模態出現在燃油箱上殼體中間部位，說明下殼體模態應該更高，其分析結果與形貌優化分析結果匹配良好，與最初的設計方案相比，第一階固有頻率提高了42%，達到了設計要求。
圖6 最終模型的一階模態振型圖
4 總結
1) 對于薄壁鈑金件加強筋的設計，在加強筋最大高度確定的前提下，關鍵是找到加強筋對應設計目標（如結構強度、某階固有頻率等）的最佳起筋區域布置方案，只有這樣才能獲得滿足成本及設計要求的最佳結果。
2) 通過形貌優化方法布置燃油箱殼體的加強筋，不但可以有效提高燃油箱的結構強度，而且可以優化設計開發的流程，大幅縮短了產品開發的周期。本文對基于形貌優化方法對燃油箱殼體加強筋進行布局的研究為該方法在鈑金零件設計領域的應用起到了很好的指導作用。
參考文獻：
[1] 呂兆平等 基于有限元技術的發動機懸置支架拓撲優化設計研究 汽車工程，2009（4）
[2]賈維新等，基于形貌優化的低噪聲油底殼設計研究【J]浙江大學學報（工學版）2007,41（5）；770-773.
[3]舒歌群等，基于HYPERWORKS的柴油機油底殼有限元建模和結構優化【J].小型內燃機與摩托車，2008（2）：25-27
[4]袁登木，龍海強. 燃油箱形貌優化設計方法研究.
展開 2002年廣州UG培訓試題
打開tq-5.prt，完成以下內容：（1）使用藍色曲線，作一連接黃色和綠色曲面的光順過渡曲面；（2）利用存在的曲線和所有曲面生成如圖層10所示的具有均勻厚度為2的殼體模型。分別簡述各操作步驟。（20分）
二、Drafting部分，共3題。
6. 打開tq-6.prt，完成以下內容：（1）分別在視圖中作出孔的中心線；（2）標注零件的安裝尺寸；（3）編輯剖面視圖的剖面線符號，使其傾斜角不同以明顯區分開兩個零件。分別簡述各操作步驟。（15分）
7. 打開tq-7.prt，請在FRONT視圖上作出如文檔tq-7.jpg所示的局部剖面視圖。簡述其操作步驟。（15分）
8. 打開tq-8.prt，請作出此零件的展開剖面視圖。簡述其操作步驟。（10分）
展開 基于OptiStruct的活塞式壓縮機殼體VTF仿真分析及形貌優化
如圖2所示為激勵力對殼體產生振動傳遞過程圖，殼體表面法向振速響應V(ω)與激勵源F(ω)和殼體振動傳遞函數H(ω)的關系為：
圖2 激勵力對殼體產生振動傳遞過程圖
2.1 模態分析
使用HyperMesh對封閉式往復壓縮機殼體結構進行幾何前處理及網格劃分[10]。圖3 a)為壓縮機殼體模型圖，壓縮機殼體分為上殼體與下殼體，上殼體與下殼體通過焊縫連接；圖3 b)為單元網格圖，殼體厚度均勻，故采用抽取中面的方法，進行殼單元網格劃分，網格尺寸設定為2 mm，上下殼體通過Seam單元焊縫連接。
圖3 壓縮機殼體模型及殼單元網格圖
使用Hyperworks軟件的OptiStruct求解器進行求解，算法使用蘭索士模態分析方法，自由狀態下，如圖4所示為前四階模態振型圖，通過振型云圖發現變形區主要集中上下殼體端面，該區域相對薄弱，特別是一階下殼體呼吸模態，下殼體中心區變形最大。
展開 Abaqus熱應力分析和膨脹節應用
該分析將含有圓柱形殼體的耦合熱應力問題（例如工廠中使用的承裝高溫流體的管道）。該管道將與一個金屬伸縮接頭連接，這種接頭將用于承受管道的熱延伸。耦合分析的目的是通過預先設置的場來論證結果值的對應關系。
熱和結構域間的耦合計算
Abaqus為分析中的熱和結構域間的耦合計算提供了許多建模方法。
通常會使用兩種方法：
1） 使用耦合溫度-位移元件（SAX2T，S8RT，C3D20RT等），在一次分析中結合熱負荷和位移。
2） 在第一次分析中對結構的熱負荷建模，然后在隨后的應力分析中映射該熱負荷（通過節點溫度，即NT）。
本文將演示第二種方法，在很多情況下，若考慮不同類型負載的所有影響（軸向壓力，環向壓力，熱負荷等），第一種方法可能更可行。
建模假定條件
1） 模型將包含一個圓柱形殼體結構，一個承裝高溫流體的管道。對于這種分析，由于管道內外兩側的溫度差異，所以只考慮熱負荷。管道將被認為具有足夠的剛性，在流體壓力下不會周向變形（在靜態分析只有軸向平移允許的）。
2） 為了經行分析時清晰，使用了圓柱形殼體模型（完整圓柱體）。然而，建議盡可能經常使用軸對稱模型（或者具有適當邊界條件的單個元件）以減少運行時間。
3） 將考慮穩態熱傳導分析。
4） 將考慮靜力通用分析。
5） 膨脹節和流體管的材料是線性彈性的。在現實生活中，材料不一定相同。每種的應用都有所不同，但每當非金屬膨脹節用于低壓應用時，通常比其連接部件更加靈活（橡膠類材料）。
6） 壓力結果以兆帕（Mpa）為單位給出；位移結果以毫米（mm）為單位給出。
本研究中，將進行兩項分析。首先是內部溫度為200攝氏度，外部（環境）溫度為10攝氏度的管道上的熱傳導分析。這種溫差會導致管道沿周向和軸向膨脹。
展開 