Ansys培训4WB-DS03---通用前处理

TrainingManual通用前处理TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler本章概论•本章中讲述不使用Wizards的分析过程:–几何形状–接触–网格划分–命名选择（NamedSelections）–坐标系•ANSYSDesignSpacelicenses或更高的licenses支持本节中讲述的功能，在左下方的表格中已标明。ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraxDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanical/MultiphysicsxTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler介绍•在前几章,通过Wizards介绍了DSGUI。•本章中,将不采用Wizards,直接运用GUI。ModelshownisfromasampleMechanicalDesktopassembly.TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…介绍•结构树是建立分析的主要方法。–选中结构树上的分支将显示相关的工具条和具体的视图。–结构树的使用是本章的重点。UseoftheOutlineTreeisthemeansbywhichusersnavigatethroughtheSimulationGUI.TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModelerA.几何分支•直接导入在CAD建的模型或是通过空白DS页种的ContextToolbar导入几何模型后，几何分支将列出存在的零件。•在DS中，可以分析三种类型的体素。–Solidbodies一般指3D或2D的体/零件。–Surfacebodies只是指面。–Linebodies是指曲线.ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraxDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanical/MultiphysicsxTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…体素类型•实体体素是指几何空间上的3D或2D的体:–3D体可被划分成形函数为二次的高阶四面体单元或六面体单元。–2D实体可被划分成形函数为二次的高阶三角形单元或四边形单元•目前，2D模型可以从以下方式获得：•DesignModeler,ProEngineer,SolidEdge,SolidWorksandUnigraphics–每个节点对于结构有三个平动自由度，对于热分析有一个温度自由度。–能很好地显示CAD模型。GeometryInterfaceAvailabilityDesignModelerxPro/ENGINEERxUnigraphicsxSolidWorksxInventorxSolidEdgexMechanicalDesktopxCATIAV4xCATIAV5xACIS(SAT)xParasolidxIGESxTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…体素类型•2D几何模型的几点注意事项:–必须由XY面内的面模型构成–在输入2D模型前必须将项目（Project）页上的“2D”开关打开–在输入模型后，几何类型不能进行2D和3D的互换–支持平面应力，平面应变和轴对称–2D实体不支持某些载荷类型–在进行2D实体分析前请仔细查阅仿真帮助文件TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…体素类型•面体素是指几何上为2D，空间上为3D的体素:–Surfacebodies是用来描述在一个尺寸上非常薄的结构，所以不显示厚度但要输入厚度的值。例如，CAD软件中可以提出中面,但是板和壳仍然是3D的，不能认为是Surfacebodies。所以，如果将板和壳按照Surfacebodies来分析，必须首先在CAD系统中提出中面。–Surfacebodies被划分成线性壳单元。–对于结构分析，每个节点上有三个平动自由度和三个转动自由度，对于热分析，每个节点上有一个温度自由度。–用于描述薄板结构。GeometryInterfaceAvailabilityDesignModelerxPro/ENGINEERxUnigraphicsxSolidWorksxInventorSolidEdgexMechanicalDesktopCATIAV4xCATIAV5xACIS(SAT)xParasolidxIGESxTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…体素类型•线体素是指几何上为一维空间上为三维的结构:–Linebodies是用来描述与长度方向相比较其他两个方向的尺寸很小的结构，截面的形状不用显示出来。–一般来讲，只有DM支持建立linebodies，并能定义截面和线的方向。–Linebodies可划分成为线性梁单元。–每个节点对于结构分析有三个平动自由度和三个转动自由度，对于热分析有一个温度自由度。–可以很好的描述类似梁的结构。GeometryInterfaceAvailabilityDesignModelerxPro/ENGINEERUnigraphicsSolidWorksInventorSolidEdgeMechanicalDesktopCATIAV4CATIAV5ACIS(SAT)ParasolidIGESTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…混合部件（MultibodyParts）•在很多应用程序中，体素（bodies）和部件（parts）是一样的。但在DM中可以有多体的零件存在。–在一些CAD系统中，支持一个单独的零件中多体的输入。但是不支持作为单个multibodypart输入。区别在于每个body需要单独的划分。•在多数的CAD系统中不支持在同一个part中有混合的表面和实体，但在DM中支持。组件（Assembly）中可以包含表面和体，但一个单独的零件不可以。–在DM中，多个body可以连接在一起形成一个multibodypart。就是说，如果这个part有相同的边界，在界面上的节点也将有同样的边界。•如果节点是共享的，在这种情况下是不需要定义接触的。–对面实体，DM支持“SurfaceExtension”和“Joint”操作来保证作用面的网格划分。GeometryInterfaceAvailabilityDesignModelerxPro/ENGINEERUnigraphicsSolidWorksInventorSolidEdgeMechanicalDesktopCATIAV4CATIAV5ACIS(SAT)ParasolidIGESTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…混合部件（MultibodyParts）•Multibodyparts允许用户定义更多的有相同节点的复合体，如下所示:GeometryInterfaceAvailabilityDesignModelerxPro/ENGINEERUnigraphicsSolidWorksInventorSolidEdgeMechanicalDesktopCATIAV4CATIAV5ACIS(SAT)ParasolidIGESMultibodyparts由surface和linebodies构成，在相同的边界上共享节点。这符合在壳上有加强筋的模型。.由实体构成的多体零件，在相同的边界上共享节点。对于同样的体可以由不同的材料属性。TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…材料属性•为体添加材料属性，从目录树中选取体，然后在下拉菜单中选取“Material”–材料可以从外部的XML文件选取–新的材料数据可以在“EngineeringData”下添加和输入。然后新的材料就可以从下拉菜单中得到。–对于surfacebodies,如上所讲，定义一个厚度是必要的。•如果在DM中已经定义了，厚度从DM直接输入。ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraxDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanical/MultiphysicsxTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…几何工作窗•提供体素和已经定义的材料的总表。–选取“Geometry”分支，并点击“Worksheet”ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraxDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanical/MultiphysicsxTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModelerB.接触•当存在很多零件时，需要定义零件之间相互关系。–接触区域定义了实体或壳如何相互影响。–点焊提供了定义壳组件的方法。•如不进行接触和点焊设置，那么零件之间就没有相互关系。–在结构分析中，接触和点焊能阻止零件之间的穿透，同时也提供了零件之间载荷传递的方法。–在热分析中，接触和点焊允许零件之间的热传递。•首先介绍接触，再介绍点焊。ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanical/MultiphysicsxTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…实体体素接触•输入装配体，自动检验接触面并生成接触。–在CAD软件中不支持配合关系。所以要建立两个非常接近的面来代替接触。–“ToleranceSlider”滑块，在“Contact”分支，给出检验出接触的公差。ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanical/MultiphysicsxModelshownisfromasampleSolidWorksassembly.TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…实体体素接触•ANSYS的接触功能，允许用户建立零件之间没有公共节点的模型。–接触单元就像是在接触区域面上的“皮肤”，提供了零件之间的相互关系。–这意味着一个小的零件不能确定整个装配体的网格密度。用户就可以根据需要来定义一个比其他零件更密的网格。ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanical/Multiphysicsx注意在零件之间网格没有匹配上。存在六面体单元和四面体单元的混合单元。TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…实体体素接触•在“contact”分支点击某个接触域，构成这个接触的零件就会变成透明的，以便观察。–选取一个接触对，接触区域就变成透明的并不包括其它的部分。–透明度可以通过“ToolsOptions…Simulation:Contact:Transparency”控制.在“Contact”分支的Detailview中可以关掉透明显示ANSYSLicenseAvailabilityDesignSpaceEntraDesignSpacexProfessionalxStructuralxMechanical/Multiphysicsx接触体是半透明的。不是接触体的为全透明的。接触面的法向视图是不透明的，很容易观察。TrainingManualANSYSWor