Algor入门

ALGOR入门寇晓东（北京英吉泰科工程技术有限公司）（2004年8月）三个例题例题1.静力分析例题2.瞬态动力分析加筋板受力分析跌落冲击分析例题3.材料非线性分析转子零件材料非线性分析文件的说明三个相应的子目录下提供了本教程例题需要的CAD模型文件static目录：加筋板受力分析模型文件assemb.stpdrop目录：跌落冲击分析文件drop.stpplastic目录：转子零件模型model.igs加载中需要的载荷曲线文件load_curve.csv进入Algor运行：Algor-FEMPRO打开几何模型（.stp模型）File-Open-在相应子目录下选择assemb.stp出现ChooseDesignScenario框选择StaticStresswithlinearmaterialmodelOK例题1加筋板受力分析•点击Meshmodel划分实体网格−可以通过Meshsize来调整网格大小−Algor在零件的接触界面自动保证节点匹配和网格的协调。•点击Yes可以查看网格划分的结果−缺省情况Algor划分表面网格−体网格在求解过程中生成−可以在Option中设置在前处理中生成内部体网格•右击左栏Units可以修改单位制例题1加筋板受力分析•移动模型：ctrl+鼠标中键，拖动鼠标•旋转模型：鼠标中键，拖动鼠标•缩放模型：滚动鼠标中键•View-Enclose：调整模型适应窗口•View-Orientation：预定义视图方向例题1加筋板受力分析FEMPRO的模型操作方法例题1加筋板受力分析定义材料•点击左下角FEAEditor进入FEA界面•选择Material（Ctrl键多选）•右击鼠标，ModifyMaterial选择Aluminum(6061-T6)OK可以点击EditProperties观察或修改材料参数施加约束例题1加筋板受力分析•设置点选模式•选择类型为面•选择图示面（按Ctrl键多选面）•右击鼠标，Add-SurfaceBoundaryConditionsFixedOK•同样施加另一侧的约束施加压力载荷例题1加筋板受力分析•选择上表面•右击鼠标，Add-SurfaceLoad(Structural)施加均布压力1000如右图最终模型例题1加筋板受力分析求解例题1加筋板受力分析•File-Save•点击PerformAnalysis•求解结束后程序自动进入Results后处理器并显示等效应力结果后处理•显示变形形状−ResultsOptions-Showdisplacedmodel−ResultsOptions-DisplacedModelOption可以修改显示比例•显示动画−Animation-StartAnimation−Animation-SaveasAVI可以保存动画•选择显示结果量−Results菜单丰富的后处理功能将在将来的学习和使用过程中逐步熟悉例题1加筋板受力分析进入Algor运行：Algor-FEMPRO打开几何模型（.stp模型）File-Open-在相应子目录下选择Drop.stp出现ChooseDesignScenario框选择Mes-MeswithnonlinearmaterialmodelsOK在ModelMeshSetting中点击Cancel例题2跌落冲击分析MES（Mechanicaleventsimulation）是Algor的机械运动仿真，用于进行考虑非线性、大变形、接触碰撞的刚、柔体瞬态动力、机构运动学分析•设置网格密度−选择2号零件，右击鼠标−MeshSetting-Part。−MeshSize到最左端，OK•划分网格−左栏右击Model，GenerateMesh例题2跌落冲击分析划分网格定义单元本例中我们研究刚性物体撞击柔性板对板的影响，以演示Algor同时考虑刚柔体的运动学仿真功能，因此，块体为刚体，板为柔体•点击左下角FEAEditor进入FEA界面•Part1的单元类型采用缺省即可，程序将其定义为Brick类型，即为柔性单元。•Part2的单元需要修改为3-DKinematic（三维运动单元，即刚体）−鼠标右击Part2的ElementType−选择3-DKinematic例题2跌落冲击分析定义材料•由于两个Part的单元类型不同，所以需要分别指定材料（CTRL键多选同时指定仅对同类型单元有效）•方法同例题1•材料均选择Steel(AISI4130)OK•对于刚体，仍然需要指定材料，但只有密度有效，将被用于计算惯性。例题2跌落冲击分析定义接触•在图形窗口空白处右击鼠标•选择Generalsurface-to-surfacecontact•按照右上图进行设置−零件的面号可以如下查看：选择面-右击鼠标-Inquire•点击Parameter下的Default，进入参数设置界面，设置Automatic接触类型（程序自动选择合适类型）•点击Advanced，选择User-specifiedcontactstiffness(通常含有刚体的接触应该采用指定接触刚度），接受缺省刚度值。OK，OK，OK例题2跌落冲击分析修改接触名称•定义接触后，在左侧树式管理窗口下端会出现该接触选项•通常修改接触名称是一个好的习惯，便于以后的记忆和修改−选中该接触，右击鼠标−选择Rename，给定名称，本例中暂定为contac1：例题2跌落冲击分析施加约束•约束梁的一端（全约束）•方法同例1•见右图例题2跌落冲击分析设置载荷和计算参数•左栏右击MES，选择ModifyAnalysisParameters•Duration=0.5,Capturerate=100•如右图输入LoadCurve−点击AddRow添加数据点•载荷曲线用于控制载荷随时间的变化情况•在多种载荷的定义中需要指定载荷曲线号（如本例中的重力，见下页）•对于指定载荷曲线的载荷，输入载荷仅代表载荷曲线的一个因子，二者共同决定载荷随时间的变化。例题2跌落冲击分析设置载荷和计算参数•进入Accel/Gravity设置重力•点击Setforstandardgravity，其余参数（方向、载荷曲线缺省值即正确）•OK，完成设置•很多高级控制设置可用于复杂问题的求解控制，对于大多数问题缺省即可满足要求，每个选项的详细说明可参阅帮助。例题2跌落冲击分析求解•File-Save•点击PerformAnalysis•求解过程中程序自动进入Results后处理器并显示等效应力结果•在求解同时可以设置ResultsOptions-Showdisplacedmodel可以显示跌落过程−因为缺省情况，程序不显示变形量，只显示等值线•求解过程中随时可以点击Stop暂停计算，观察结果，然后点击Resume继续计算例题2跌落冲击分析后处理•显示动画−Animation-StartAnimation−Animation-SaveasAVI可以保存动画例题2跌落冲击分析后处理•显示位移曲线−Results-Displacement-Z显示Z向位移−如右图选择节点，右击鼠标，选择GraphValues−同样绘制梁端一点Z向位移曲线例题2跌落冲击分析块体位移梁端位移刚体对刚体碰撞•Algor不仅可以模拟柔体－柔体、刚体－柔体接触，而且可以模拟刚体－刚体接触•刚体－刚体接触在刚体运动学分析中很有用•本例为例−再次进入FEA环境−将Part1的单元也设定为3-DKinematic（刚体）−重新进行求解−后处理观察结果注意：刚体－刚体接触在求解过程中和结束后要想显示实际位移，需要设置：1、ResultsOptions-Showdisplacedmodel2、ResultsOptions-Displacedmodeloption（如右图设置）例题2跌落冲击分析进入Algor运行：Algor-FEMPRO打开几何模型（.igs模型）•File-Open-•在相应子目录下选择model.igs•出现ChooseDesignScenario框•选择选择StaticStresswithlinearmaterialmodel，OK−首先我们将进行线性分析，以和材料非线性进行比较•在ModelMeshSetting中点击Cancel例题3转子零件分析本例将对一个转子零件在绕轴高速转动时的应力进行分析•材料参数：−密度：8.7T/m3−弹性模量：138GPa−泊松比：0.34−屈服应力：798MPa−强化模量：1.38GPa•转子零件的转速为130000rpm（转/分钟）•约束条件−转子内壁轴向和环向约束，径向自由例题3转子零件分析•我们先来考察Algor出色的网格功能−选择model，右击鼠标−选择MeshSetting。−MeshSize拖动到50％−点击Meshmodel−在弹出的框中选择no（yes为立即查看网格信息）例题3转子零件分析划分网格•Algor智能网格功能−没有进行特别设置就可以生成以六面体主导的网格−美观、数量少、精度高。−更高级的网格控制可以在Option选项中设置。−缺省的网格设置已经可以满足多数要求。•上页是为了演示网格功能，该网格较细，应该用于此模型的实际的分析•本例为了顺利演示非线性分析的全过程，我们采用较粗的网格以提高计算效率•本例的计算结果不过多考虑精度，只说明方法−选择model，右击鼠标−选择MeshSetting。−MeshSize拖动到150％−点击Meshmodel例题3转子零件分析重新划分网格•目前的网格过粗•为了使得计算结果偏差不过大，我们进行适当的细化，同时可以体会Algor方便智能的细化功能。•Algor可以智能确定细化部位（根据几何特征，在本例中为叶片根部以及一些大曲率部位，这些部位为应力集中区域）−选择Mesh-RefinePoints-Automatic−拖动滑条到右图所示位置。−点击Generate，Done，将显示细化点−窗口中右击鼠标，选择GenerateMesh−新的网格生成，在应力集中部位网格得到了合理细化。例题3转子零件分析网格细化定义单元•点击左下角FEAEditor进入FEA界面，选择单位制为Custom（用户定义），按右图设置。•本例采用缺省设置单元，即无中节点块体单元，以节省计算时间。•在实际分析中为了得到足够的精度应该采用含中节点单元。定义中节点的方法：−鼠标右击Elementdefinition，选择Modifyelementdefinition−在弹出框中Midsidenode选择为Include（注意本例选择Notinclude以节约计算时间，如果您愿意，可以选择中节点以获取更高的精度）例题3转子零件分析定义材料•本例采用自定义材料•方法同例题1•选择Customerdefined，Editproperties•输入参数：−Massdensity：8.7e-9−Modulusofelasticity:138000−Poison:0.34−ShearModulus不需要定义，程序自动计算例题3转子零件分析建立局部柱坐标系•转子零件的约束为内壁径向自由，轴向和环向约束•必须定义局部柱坐标系才能达到目的•在窗口内右击鼠标，选择Select-Surface•选择内壁两个面（Ctrl键多选），右击鼠标，选择CoordinateSystem-New•如下页定义局部柱坐标系。例题3转子零件分析建立局部柱坐标系•Coordinatesystemtype选择Cylindrical•按照示意图设置相应的点坐标−PointA：0，0，0−PointB：0，0，1−PointC：1，0，0•OK例题3转子零件分析指定内壁坐标系为所定义坐标系•仍然选择内壁两个面•右击鼠标•选择:CoordinateSystem-Id1:Unnamed•图形会显示坐标轴方向例题3转子零件分析指定内壁约束•仍然选择内壁两个面•右击鼠标•选择:Add-SurfaceBoundaryConditions•选择ConstraintDOFs为Ty，Tz−六个选项按顺序依