有限元分析軟件流程

有限元分析軟件流程第1頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第一步：Pro/E幾何模型依據(jù)實(shí)體幾何尺寸，準(zhǔn)確真實(shí)的劃出Pro/E三維模型。在Pro/E中保存副本,文件格式為*.stp第2頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第二步：HyperMesh網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分有以下幾個(gè)步驟：ImportSurfaceedit2Vmesh3VmeshOrderchangeElemtapesCreateExportBreakupintocollectorsClearupToggleDistributenodetoedgeCreateelementsEditelementsSets、nodes、surface第3頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一：Import將Pro/E模型導(dǎo)入HyperMesh，方法如下圖。第4頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二：Surfaceedit_BreakupintocollectorsBreakupintocollectors：將幾何模型分塊，放在各自的collector里,

注意命名規(guī)則。collector的建立，有利于選中對(duì)象，便于操作。在操作時(shí)注意：每當(dāng)創(chuàng)建新的物體時(shí)，提前修改Global，確定新的物體被放在了當(dāng)前collector。12第5頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

Clearup&Toggle幾何模型包含不規(guī)則交界面以及由特征線組成的尖、小區(qū)域。需要壓縮、合并、重建特征線、點(diǎn)。1212第6頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

Clearup&Toggle_續(xù)

Toggle與否的斷定方法：兩條特征線之間區(qū)域小于一個(gè)網(wǎng)格；對(duì)相鄰面劃分二維網(wǎng)格，檢測(cè)網(wǎng)格質(zhì)量（眼測(cè)），Toggle，再劃網(wǎng)格，確保網(wǎng)格質(zhì)量；注意：特征線能保證網(wǎng)格與實(shí)體的確切對(duì)應(yīng)，切忌隨便Toggle；有時(shí)還要?jiǎng)?chuàng)建特征線。第7頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三：2VMesh二維網(wǎng)格劃分有兩種方法：自動(dòng)劃分：復(fù)雜模型整體劃分手動(dòng)調(diào)整：整體網(wǎng)格存在的前提下，局部調(diào)整；在模型局部修改問(wèn)題上應(yīng)用較廣；第8頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六說(shuō)明：一1處不選中，特征線保留以前的網(wǎng)格密度，選中則重新劃分；2處控制網(wǎng)格大??；3處設(shè)置網(wǎng)格類型；

DistributenodetoedgeDistributenodetoedge1123點(diǎn)擊二右圖詳細(xì)調(diào)節(jié)網(wǎng)格屬性。自動(dòng)劃分第9頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

CreateelementsRuled、Spline這種方法適用于對(duì)已有節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)格的修補(bǔ)情況。CreateelementsRuledSpline手動(dòng)劃分第10頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

Editelements優(yōu)化網(wǎng)格交界處的連貫性，刪除小、差網(wǎng)格，重建。第11頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四：3Vmesh二維網(wǎng)格的好壞，決定三維網(wǎng)格質(zhì)量。利用此項(xiàng)，不會(huì)對(duì)二維網(wǎng)格進(jìn)行調(diào)整，有利于保證一一對(duì)應(yīng)第12頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六五：Orderchange對(duì)于四面體網(wǎng)格，為計(jì)算精確，利用Orderchange將其變成10節(jié)點(diǎn)。中間節(jié)點(diǎn)的增加，將大大增加節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，對(duì)計(jì)算機(jī)要求更高。在保證計(jì)算精度的前提下，應(yīng)盡量增大網(wǎng)格密度第13頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六六：Elementtapes不同的計(jì)算需要不同的網(wǎng)格類型，例如，四面體網(wǎng)格在ABAQUS靜強(qiáng)度計(jì)算中類型為C3D10M。具體判斷方法為：在分析軟件CAE中設(shè)置計(jì)算類型，在MESH模塊查看網(wǎng)格類型。對(duì)于ANASYS,要進(jìn)行二次升級(jí)12第14頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六七：Create在完成以上工作以后，網(wǎng)格工作已經(jīng)完成。下面創(chuàng)建用于計(jì)算的Sets、nodes、surface。確定Hypermesh在ABAQUS等計(jì)算軟件環(huán)境下Sets、nodes依據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建第15頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

Createsurface3214注意命名規(guī)則對(duì)創(chuàng)建的面修改注意第16頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六八：Export為便于寫*.inp文件，應(yīng)將網(wǎng)格分塊輸出；再分別導(dǎo)入，重新編號(hào)；各塊之間編號(hào)留有余量文件后綴隨意，一般為*.mesh第17頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六附：操作技巧第18頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第三步：ABAQUS/ANSYS命令流方便、簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確。計(jì)算設(shè)置主要是對(duì)命令流操作。ABAQUS的命令流放在*.inp文件中ANSYS的命令流放在*.log文件中準(zhǔn)確掌握每行命令的意義scratch="/cylhead_abq_orig_model/temperature_orig"pre_memory=100000000standard_memory=400000000standard_buffer=5000000ask_delete=OFF#run_mode=INTERACTIVEodb_output_by_default=ONcpus=1ABAQUS文件系統(tǒng)設(shè)置文件路徑第19頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一：模型調(diào)入*HEADING*INCLUDE,INPUT=../MESH_M/crankcase.meshABAQUSANSYS文件夾文件名：網(wǎng)格、約束*use,../mesh/cyhead.mesh第20頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二：定義材料－ABAQUS**------------------------------------*SOLIDSECTION,ELSET=SOLID_CRANKCASE,

MATERIAL=SOLID_CRANKCASE*MATERIAL,NAME=SOLID_CRANKCASE**------------------------------------*ELASTIC,TYPE=ISOTROPIC

1.10000E+05,2.70000E-01*EXPANSION,ZERO=20.0,TYPE=ISO

1.1200E-05,0.0*CONDUCTIVITY,TYPE=ISO0.04479,0.0*SPECIFICHEAT480.0,0.0*DENSITY7.3500E-06,0.0指定彈性模量、迫松比熱膨脹系數(shù)熱傳導(dǎo)系數(shù)密度比熱第21頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六定義材料－ANSYS/PREP7

!進(jìn)入前處理MP,EX,1,1.10e5!定義材料1的彈性模量MP,PRXY,1,0.27!定義材料1的泊松比MP,ALPX,1,10.5e-6!定義材料1的熱膨脹系數(shù)MP,DENS,1,7.35e-6!定義材料1的密度MP,C,1,480!定義材料1的比熱MP,KXX,1,0.04479!定義材料1的熱傳導(dǎo)系數(shù)!設(shè)置單元的材料編號(hào)EMODIF,cyhead,MAT,1,!氣缸蓋為材料1第22頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三：接觸*CONTACTPAIR,INTERACTION=BL-BP_31,SMALL,ADJUST=0.1BL31,BP31*SURFACEINTERACTION,NAME=BL-BP_31*FRICTION,ELASTICSLIP=0.0020.15,ABAQUSANSYS從面，主面：固定面、稀網(wǎng)格面作主面第23頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六四：MPCABAQUSANSYS*CONTACTPAIR,INTERACTION=BL-BP_31,TIED,ADJUST=0.1BL31,BP31*SURFACEINTERACTION,NAME=BL-BP_31Tied約束方程*EQUATION

2

122318,2,1.00,1224067,2,-1.00從面，主面兩個(gè)節(jié)點(diǎn)2方向自由度方程系數(shù)節(jié)點(diǎn)編號(hào)CE,1,0,15,UX,1,100208,UX,-1約束方程節(jié)點(diǎn)編號(hào)第24頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六*NODE,NSET=PROTRUSION999999,1000.,1000.,1000.*BOUNDARY,OP=MOD999999,1,,0.10

999999,2,,0.00999999,3,,0.00999999,4,,0.00999999,5,,0.00999999,6,,0.00*EQUATION

3

646966,1,1.00,920795,1,-1.00,999999,1,-1.00五：過(guò)盈ABAQUS*CONTACTPAIR,INTERACTION=SHL2-BP,SMALL,ADJUST=0.1SHL2_BP,BP12*SURFACEINTERACTION,NAME=SHL2-BP*CLEARANCE,MASTER=BP12,SLAVE=SHL2_BP,VALUE=-0.100約束方程接觸建過(guò)盈限定節(jié)點(diǎn)自由度偏移量創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)，坐標(biāo)值隨意三個(gè)節(jié)點(diǎn)第25頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六六：Step*STEP,AMPLITUDE=RAMP

BoltsPre-Loads*STATIC

*HEATTRANSFER,STEADYSTATE

0.2,1.*BOUNDARY..*CLOAD..*NODEPRINT..*ENDSTEP可以設(shè)置多個(gè)Step,各個(gè)Step設(shè)置不同的約束、載荷和輸出，有利于不同工況之間的疊加。Step名稱計(jì)算增量0.2靜強(qiáng)度穩(wěn)態(tài)計(jì)算溫度場(chǎng)第26頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六七：邊界約束ABAQUS*BOUNDARY,OP=MOD102680,1,3,0.00000E+00SPC_Y_BS000001,1,3,0.00000E+00約束加在節(jié)點(diǎn)上，1,3，0表示約束1、2、3方向自由度單個(gè)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)Set節(jié)點(diǎn)編號(hào)節(jié)點(diǎn)Set名字*BOUNDARY

top,11,,32firewall,11,,200熱邊界溫度：32、200第27頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20日，星期六八：載荷_力1

螺栓預(yù)緊力*NODE,NSET=BOLTPRET

999133,1000.,1000.,1000.*PRE-TENSIONSECTION,SURFACE=SURF_B33,NODE=999133*CLOAD,OP=MOD

999133,1,182700.預(yù)緊力施加方向預(yù)緊力大小，單位：N提示：此處SURFAC為螺桿中部任意截面，為保證截面平整，劃分網(wǎng)格時(shí)應(yīng)特別處理。2

壓力*DSLOADside_load,P,0.625壓力大小，單位：MPa第28頁(yè)，共32頁(yè)，2023年，2月20