UG与ANSYS模型数据转换的方式及实例分析

UG与ANSYS模型数据转换的方式及实例分析发表时间：2007-9-30张尔文孙友松周先辉来源：万方数据关键字：CAD软件UG三维造型有限元信息化应用调查在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本在有限元分析软件ANSYS建立复杂模型比较困难，而CAD软件UG具有强大的三维造型功能。讨论了与ANSYS之间的数据转换问题；介绍了将UG模型导入ANSYS的方法和相关的操作；对比了CATIA和IGES格式在ANSYS中生成的模型的优劣。0引言ANSYS具有结构、流体、热、电磁及其相互耦合分析的功能，是有限元领域的大型通用软件，以其多物理场耦合分析的先进技术和理念，在工业领域和研究方向都有广泛而深入的应用。但与其强大的有限元分析功能相比，ANSYS的建模功能显得较为逊色，在应用ANSYS进行有限元分析中，有限元建模耗费了工程技术人员大量的时间与精力。虽然ANSYS带有自建模功能，但是这个建模功能非常有限，只能处理一些相对简单的模型，而且操作起来并不十分便利。随着ANSYS的应用日益广泛，它需要处理的模型也越来越复杂，ANSYS自带的建模功能就显得非常不足。UG、Pro/E、SolidWorks、SolidEdge等CAD造型软件拥有强大的参数化设汁能力，可以进行复杂的实体造型。因此，如果把这些CAD造型软件与ANSYS结合使用，充分利用CAD造型软件快速准确建模的特长，就可以很好地解决CAD建模能力的不足。许多工程技术人员就利用这些CAD软件建模，利用ANSYS与CAD软件之间的图形接口将模型导人ANSYS。ANSYS提供了与大多数CAD软件进行数据共享和交换的图形接口，ANSYS自带的图形接口能识别IGES、ParaSolid、CATIA、Pro在、UG、SAT等标准的文件。使用却让SYS与CAD造型软件的快速方便的接口，能有效提高建模速度，提高模型品质，简化分析工作。在很多情况下，技术人员已经在擅长的CAD系统中建立了几何模型，这时可以通过ANSYS与CAD系统的接口把它输入到A.NSYS中进行分析。工程师可以利用自己熟悉的工具去建模，而且避免了在ANSYS中重复对现有CAD模型进行建模。UG、Pro\E是最为常用的三维造型软件，它们强大的参数化建模功能使得复杂零件的造型容易实现。ANSYS为UG和Pro/E都提供了直接的接口，使用ANSYS进行有限元分析时可以直接将模型导人。ANSYS为Pro/E提供了连接向导，比较容易实现数据的转换。选择程序→ANSYS8.0→Utilities→ANS_ADMIN，打开ANSYS管理器，按照提示进行与目。在连接即可。与Pro/e不同，且让SYS并没有为UG提供连接向导，一般来说，先安装UG再安装ANSYS，ANSYS会自动与UG连接。虽然ANSYS与UG有直接的接口，但由于版本问题等各种原因导致不能成功直接在ANSYS导人UG的赞.prt模型文件，因此本文主要讨论UG和ANSYS的数据转换。螺栓有一个复杂的螺旋曲面，能够很好地考察模型数据的转换是否成功，下面以UG中建立的一个M8x25螺栓模型(文件名为bolt.prt)为例(图1)，介绍从UG导入数据到ANSYS方法，各种软件版本可能不尽相同，本文使用的是ANSYS8.0和UGNX2.0。1直接导入UG文件ANSYS支持UG的*.prt文件，在ANSYS中选File→Import→UG再指定bolt.prt，一般可以导人数据。但是在某些版本的ANSYS中往往提示缺少bolt.ans文件(图2)，操作失败，模型无法导人ANSYS。总结经验发现，在某些版本的ANSYS中，要使UG文件成功导人ANSYS之前需要在系统中添变量，变量名为PATH，变量值为UG安装文件夹里UGH文件夹的路径，本例的变量值为H:\UnigraphicsNX2.0\UGH，不同版本的UG具体的变量值不尽相同。操作为在WindoW中选系统→高级→环境变量→系统变量→新建(图3)，按确定后如图4所示，环境变量对话框新增了所添加变量，添加系统变量后须重启计算机。重启后，在ANSYS中选File→mport→UG指定.bolt.prt，螺栓模型成功导人ANSYS。但模型实体以线框形式显示(图5)，不能显示丽和体，难以直观操作。在ANSYS中选Plot→Style→SolidModeloNormalFaceting.然后选Plot-Volume后，显示如图6的实体，很好地表达了模型各种特征细节，基本没出现线面丢失、因无法转换等问题，这样就很快的在ANSYS建立了复杂的螺旋曲面。使用ANSYS进行有限元分析时，其它复杂的也可以同样使用UG进行建模再导人ANSYS中，免去了费时ANSYS建模工作。一些原先元法直接用ANSYS自带建模功能建立的复杂模型也能在ANSYS中建立，提高了有限元分析的正确性和准确性。若UG模型成功导人了ANSYS，则会在ANSYS工作文件夹中生成与UG文件同名的UG-ANSYS通信列表文件bolt.tbl和UG-ANSYS属性文件bolt.attr.这两文件记录了被导入模型的各种信息。2间接导入UG文件将UG中模型另存为其它ANSYS支持的格式，再导人ANSYS。在UG中将模型另存为CATIAMODELFile，ANSYS支持这两种格式的文件。下面依然将螺栓作为例子，在UG中将螺栓模型另存为bolt.model和boltigs。在ANSYS中选File-LMPORT→CATIA→bolt.model或File-miport-IGES-blot.igs，将螺栓模导人ANSYS中，图形同样以线框表示显示，选Plot-Style一Solidmodel-normalfaceting，然后选Plot一Volume显示实体，结果分别如图7，8所示。对比两种不同格式生成的剧唱SYS模型，可以明显地看出，图7中的螺栓并没有生成螺纹c分析导人的模型，发现CATIAModel格式导入的模型明显优于IGES格式导人的模型。ANSYS能很好支持CATIA的格式.CATIAModel格式导人的模型生成了线、画和体，完整地保留了UG中的螺栓模型各种细节特征，连复杂的螺纹曲面也得到了很好的表达。IGES作为一种表达产品数据并将其转换成中性文件格式的行业标准，实现文件之间的交换具有很大的优势，但是剧唱YS对IGES的支持不够，ANSYS读入所需IGES文件的时间很长，占有系统资源较多。而且，在导入IGES文件的时候，无法识别小的几何元素，造成所生成拓扑结构不连续，无法生成实体，导人的螺栓模型只是由一些面组成，并不能生成实体，不能表达螺纹的曲面。而且，倘若要在ANSYS使用这种模型进行有限元分析，则必须费时做大量的修补工作，影响分析的精度和准确性，甚至还可能还会影响后面划分网格等工作。3小结a)通过添加系统变量，可以解决UG模型文件不能导人ANSYS的问题，实现UG和ANSYS数据的直接转换，借助UG的三维造型功能弥补ANSYS建模功能的不足。对于熟悉UG三维造型设计的工程技术人员，UG和ANSYS数据的直接转换给他们带来了很大的方便，直接在UG中建模，大量的节省了在ANSYS中建模的时间。一些难以在ANSYS中直接建立的模型也变得容易实现;b）要将UG模型文件另存为CATIAModel或IGES文件，间接地将UG模型文件导人ANSYS中，建议采用CATIAModel格式。因为采用IGES格式可能会导致模型信息的丢失，所以在导入复杂的模型时最好避免使用IGES格式进行转换，IGES格式只适合于转换一些较为简单的模型。本文为授权转载文章，任何人未经原授权方同意，不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用，e-works不承担由此而产生的任何法律责任!如有异议请及时告之，以便进行及时处理。联系方式：[e-mail]：027-87592219/20/21。