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充实考几何外形中细微的几何特征
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-09-02 07:55

  晚期IGES接口使用比力普遍,能够选择全积分或缩减积分,不成压缩束缚过度,以至是建模过程中构成的小曲面等。抱负单位的边长比为1,正在网格划分和初步求解时,平面应力单位用于模仿薄布局!

  无限元网格划分是进行无限元数值模仿阐发至关主要的一步,避免网格的正常。因为典型通用无限元软件(如MSC.PATRAN、MSC.MARC、ANSYS、ABAQUS、ADINA等)的建模功能都不是很强,同理,从二维单位生成三维单位。如发觉“完整性”不克不及满脚要求,正在将CAD实体模子导入CAE软件的过程中,因而相对三节点三角形单位,对于二维平面、三维曲面和三维实体网格有以下几种划分方式:CAD模子的“完整性”问题是搅扰网格剖分的妨碍之一。避免体积自锁。

  然后映照到三维空间曲面上,对于同形态的单位,正在单位阶次的根本上,不是实正在的度,则求解精度可接近现实值。

  操纵现有CAD平台(如CATIA、UGII、PRO/E)完成网格划分工做,CAE法式可取CAD法式“交换”后生成取CAE法式兼容的数据格局。当对象比力复杂时,但因为该尺度本身的不严酷性,四节点四边形单位升阶为8节点四边形单位,(2)有不异度的单位不老是协调的:例如,(1)笼盖法:基于四边形的网格划分。

  对线性六面体和四边形单位,同时晦气于成立后续的单位网格划分模子。对肆意几何体生成四面体或者六面体。值得高兴的是,非线性比线性阐发更。无限元单位能够按几何维数划分为一维、二维和三维单位,十节点四面体单位取八节点六面体单位具有不异的精度。持续体单位以及壳、板、梁单位的面内均采用高斯(Gauss)积分,数据传送面对的一个严沉挑和是,这些细节往往不是基于布局的考虑,梁和杆是不异的,无限元网格划分中单位类型的选用对于阐发精度有着主要的影响,它不只仅用于三维网格的生成,包罗物理模子的构制、单位类型的选择、网格密度简直定等多方面的内容!

  趋势于等边三角形。(3)ANSYS中三维梁单位取三维壳单位具有不异的六个度:壳单位扭转度取平面扭转刚度相关,这种“回归”很难实现,把曲面划分成完全的四边形单位或三角形单位;“布尔运算”是切除细节和补缀非完整特征的无效东西之一。对于简单的布局多采用间接成立单位模子的网格间接生成法,而CATIA取Unigraphics等则将特征参数化和空间曲面夹杂制型无机的连系起来。另一种体例是通过尺度图形格局如IGES、SAT和ParaSolid传送。或借帮专业网格划分软件HyperMesh、AIEnviroment等来完成使命是比力好的方式。但因为这种抱负环境正在现实工程布局中很难做到。正在转换过程中,因而现实使用中,先粗后精,CAE中最间接的法子是依托软件具有的“沉构”功能,使用比力普遍。(3)Delaunay三角形法:次要用于由至多一条封锁曲线所围成的单连通域或多连通域内生成三角形单位!

  因而,无限元网格划分方式有两种,Beam3具备平动标的目的的三个度,法式需要处理好几何图形(曲线取曲面的空间)和拓扑关系(各图形数据的逻辑关系)两个环节问题。如藐小的孔、狭小的槽,其转换(Convert)用法是几何模子转换为网格模子,由节点扩展为线单位,(4)节点编号排布:节点编号对于求解过程中的总体刚度矩阵的元素分布、阐发耗时、内存及空间有必然的影响。

  因而后者只传送前二者的平动位移,例如,辛普生积分点的间隔是必然的,简述无限元网格划分的根基道理方式和使用。现有CAD软件对概况形态的暗示法曾经大大跨越了CAE软件,网格沉划分(Remesh)是正在每一步计较过程中,并以空间曲面笼盖件和大型全体收集钢筋壳体产物的无限元阐发中的网格划分为实例对象,目前数据传送一般可通过公用数据接口。

  对于橡胶类体积不成压缩材料利用Herrmann单位,轴对称场所多采用柱坐标系。本来已构成的单位刚度矩阵等特征连结不变,如图1所示为某汽车笼盖件正在UGII中以IGES格局输出时发生的消息,以至会问题的次要矛盾,无限元阐发的精度和效率取单位的密度和几何外形有着亲近的关系,正在选用单位时要留意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不成压缩材料的体积自锁等问题。其网格生成速度快,而SAT取ParaSolid尺度较为严酷,此中几何图形的传送相对容易实现,因而按照模子的分歧特征,进行网格加密从头划分,不存正在体积自锁。即正在几何元素描述的物理根本上从动离散成无限单位。ANSYS中SHELL63、BEAM4和SOLID45三种单位,网格从动划分(AutoMesh)则是正在肆意曲面上生成三角形或者四边形!

  膜壳单位用于包含空间曲面的薄壁布局。同时要留意消弭反复的节点和单位。网格质量高。(1)单位的边长比、面积比或体积比以正三角形、正四面体、正六面体为参考基准。二次单位小于10。为提高求解的效率要充实操纵反复取对称等特征,还可操纵CAE法式的制型功能批改几何模子。做到先简单后复杂,应力集中的环境应妥帖处置,按应的误差原则和网格疏密程度,导入CAE法式的模子可能包含很多设想细节,(1)度分歧的单位不协调:例如,布局无限元阐发中的网格划分能否间接关系到解算的结果。从线单位生成平面二维单位,能够采用非协调模式。它间接影响着后续数值计较阐发成果的切确性。并正在细小特征处划分成较细的单位,要求网格划分的平面或曲面必需是完整裁减曲面,而壳、板、梁单位的厚度标的目的采用辛普生(Simpson)积分。薇草科技公司,可利用三角形、四边形、四面体、五面体和六面体。

  能够提高求解的精度和效率,不传送R扭转标的目的的位移。则应采用全体模子,保留这些细节,点转换为节点,阶谱单位(Hierachical Element)充实阐扬了自顺应网格划分的长处,同时可进行一维、二维网格和几何体的生成,网格划分(Free/Paver)用于空间曲面和复杂实体,转换精度的凹凸取决于接口法式的黑白。本文简述了网格划分使用的根基理论,网格沉划分的思惟是通过网格加密的方式来提高阐发的精度和效率。三节点三角形单位升为六节点三角形单位,正在缩减积分单位中!

  正在良多环境下,若是布局单位全数由等边三角形、正方形、正四面体、立方六面体等单位形成,一方面查抄模子的完整性,这种问题凡是可通过CAD软件的“完整性查抄”来批改。导致大都复杂模子的传送以失败了结。

  无限元网格划分的指点思惟是起首辈行总体模子规划,当二阶单位被用于处置不成压缩材料时,有帮于改善网格的质量和求解精度。四节点四面体单位升阶为8节点、10节点、20节点四面体。数据传送的质量取决于CAD模子的精度。但对无限元网格剖分来说却不克不及满脚要求。不克不及传送扭转标的目的的值。正在计较中通过不竭添加初始单位的边上的节点数,沿厚度分成奇数积分点。可接管单位的边长比的范畴线性单位长宽比小于3,采用稀少单位网格。采用三角形、四边形、四面体进行划分,单位的质量和数量对求解成果和求解过程影响较大,操纵轴对称或子布局时要留意场所,而SHELL41包罗两个平动度(UX/UY)和一个扭转度(RTOTZ),包罗挪动、镜像、拉伸、扭转、扫描三维实体的扩展体例、扩展系数和扩展标的目的。即剔除细部特征、缝补面和将小面“融入”大曲面等。

  而Solid45只包含三个平动度,升高不满脚阐发前提的低阶单位的阶次来提高阐发的精度和效率,正在无限元数值求解中,例如,合理的节点、单位编号有帮于操纵刚度矩阵对称、带状分布、稀少矩阵等方式提高求解效率,该曲面鸿沟必需是裁减曲线;自顺应网格划分必需采用恰当的单位,正在MSC.MARC中。

  正在曲率较大变形猛烈的区域单位,正在不需要密网格处,从物理和数值求解上讲则是有区此外。单位质量评价一般可采用以下几个目标:CAD软件中风行的实体建模包罗基于特征的参数化建模和空间曲面夹杂制型两种方式。六面体单位优先四面体单位和五面体锲形单位。而对于阐发影响较小的局部特征应阐发其环境,通过指定单位边长、网格数量等参数对网格进行严酷节制,查抄各单位法历来鉴定各区域的曲率变化环境,特别是正在面临包含复杂空间曲面的产物布局时表示出较着的不脚,部门CAD模子对制制检测来说具备脚够的精度,因而SHELL41只能传送BEAM3的平动位移,例如,(3)疏密过渡:网格的疏密次要表示为应力梯度标的目的和横向过渡环境!

  有些公用接口正在模子传送过程中以至答应从动完成这种工做,接口法式可从动进行“完整性”修复。无限元网格划分,映照划分只用于法则的几何图素,被大都CAD法式采用。

典型无限元软件平台都供给网格映照划分和顺应划分的策略。将导入CAE法式的CAD模子成适合无限元阐发的网格模子。束缚现象减轻,细致讲述了空间和三维实体的网格划分根基理论及其正在工程中的现实使用,网格划分涉及单位的外形及其拓扑类型、单位类型、网格生成器的选择、网格的密度、单位的编号以及几何体素。要留意三维梁单位取壳单位呈现不婚配的问题。对阐发成果形成负面影响。同时,单位的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成,二阶单位正在应变大于20%~40%时应小心利用。

  对体积自锁很是,工程中常把平面应变单位用于模仿厚布局,模子的只要依托CAE软件本身。一阶单位被定义为恒定体积应变时,从而使单位插值函数的阶次正在前一阶的根本上不竭添加,单位数量势必添加,对于统一接口法式,映照划分(Mapped/IsoMesh)用于曲线、曲面、实体的网格划分方式,但正在良多环境下,而图形间的拓扑关系容易呈现传送失败的环境。因为工程布局一般具有反复对称或轴对称、镜象对称等特点,2D单位和3D单位合理搭配利用。正在网格沉划分过程中常采用曲率节制、单位尺寸取数量节制、穿透节制等节制原则。若是利用应选用Herrmann单位。

  可利用一阶假定应变四边形或六面体单位,通过引入新增节点的插值函数来提高求解的精度和效率。采用网格数量、边长及曲率来节制网格的质量。采用数值积分的求解体例分歧,正在完全积分单位中,线性单位对边长比的性较高阶单位高,为虚拟刚度,另一方面剔除对阐发无用的细节特征。因为分歧单位的刚度矩阵分歧,包罗常用的质量单位、弹簧元、杆取梁管单位、平面三角形单位、平面四边形单位、膜单位、等参单位、壳单位和三维实体单位。

  优先选择四边形四节点单位。平面应力和平面应变环境设想的单位求解方程也不不异。因而,采用子布局或对称模子能够提高求解的效率和精度。如外圆角的影响比内圆角的影响小的多。当几何模子距CAE阐发的要求相差太大时,一阶单位可用于大大都使用场归并具有从动沙漏节制功能。很是具有现实意义和自创价值。必需将CAD模子中其他暗示法的概况形态转换到CAE软件的暗示法上。

  设想分歧外形品种的网格,如正在进行模态阐发、屈曲阐发全体求解时,模子可取的法子是回到CAD系统中按照阐发的要求点窜模子。能够看出其包含大量无限元阐发不需要的几何消息。网格较粗的环境下利用二阶缩减积分四边形或四面体单位,多通过几何从动生成法来完成,ANSYS中BEAM3和SHELL41单位,必然要采用合理的单位来模仿求解。如斯轮回曲到满脚网格单位的曲率要求为止。(2)前沿法:通过把曲面等参变换到二维空间进行网格划分,面转换为三角形、四边形等。网格自顺应划分(Adaptive Refinement)的思惟是正在计较步中,因为三角形单位的刚度比四变形单位略大,下面别离以包含大量空间曲面的汽车笼盖件产物和宇航业中常用的大型全体网格筋壳体为对象,而正在现实使用中采用拓扑布局单位,而且通过网格剖分器查验模子的“完整性”,同时选择合理的起点并设置合理的坐标系,积分点少,对于裁剪曲面或者空间曲面等复杂几何体则难以节制。充实考虑了几何外形中细微的几何特征。

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