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有限元分析的步骤解析

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:1.创建集合器HyperMesh具有多种集合器,不同类型的模型数据应存放在不同类型的集合器中,允许创建和更新集合器,并对集合器的卡片信息进行赋值和编辑。在“1D”主菜单页面下有多种工具用于创建一维单元。HyperMesh提供了多种单元质量检查和质量修正的工具。4.求解器数据输出网格划分完成后,对模型施加约束和载荷,创建或指定坐标系,最终输出求解器所要求格式的有限元模型文件。表3.4HyperMesh 2019支持的求解器数据格式及版本续表

有限元分析的步骤解析

1.创建集合器

HyperMesh具有多种集合器,不同类型的模型数据应存放在不同类型的集合器中,允许创建和更新集合器,并对集合器的卡片信息进行赋值和编辑。HyperMesh中的模型数据都必须存放在对应类型的集合中,并且只能存放在一个集合中,因此,在创建模型之前,要创建组件集合器用于存储几何或网格数据,否则,程序自动生成默认集合器。创建集合器的方法有3种:在“Collectors”菜单下、模型浏览器下或“Collectors”工具栏下创建集合器。如果模型中已存在集合器,为了保证创建的几何、单元和载荷等对象存放在指定的集合器中,需保证当前激活的集合器为存放数据的目标集合器,可以在模型浏览器中右击集合器,选择“make current”命令激活集合器。

2.创建或导入几何模型

HyperMesh可以导入其他CAD软件创建的几何模型,同时,也提供了几何建模工具创建几何模型。在HyperMesh界面下,可以通过“File”或“Standard”工具栏两种方式导入模型。从CAD软件导入的几何模型常常会存在几何缺陷,如缝隙、重面等,另外,还可能存在一此影响网格划分质量的小孔、圆角等,可在HyperMesh中进行几何处理。

如果不能从CAD中获得几何模型,可以通过“Geometry”主菜单提供的工具创建几何模型。几何模型的创建主要分为点、线、面和体四部分。

3.有限元建模及模型质量检查

几何模型创建和编辑完成后,要创建有限元模型,包括零维、一维、二维和三维单元的创建。

(1)零维单元

零维单元是指质量单元。质量单元可以在“1D”主菜单页面下的“masses”面板中创建。

(2)一维单元

一维单元包括“bars”“rods”“rigids”“rbe3”“springs”和“gaps”等。在“1D”主菜单页面下有多种工具用于创建一维单元。

(3)二维单元(www.xing528.com)

二维单元包括3节点三角形单元、4节点四边形单元、6节点三角形单元和8节点四边形单元。在“2D”主菜单页下有多种工具用于创建及编辑二维单元。

(4)三维单元

三维单元包括4节点或10节点四面体单元、6节点或15节点五面体单元和8节点或20节点六面体单元。在“3D”主菜单页下有多种工具用于创建及编辑三维单元。

网格质量是指网格形状的合理性,当网格具有理想的形状时,计算结果最好。实际网格不可能达到理想状态,都会存在网格缺陷。当网格缺陷到达一定程度时,计算精度和收敛性将随着变形而迅速降低,因此,网格必须满足一定的质量要求。特别对于较复杂的模型,由于模型结构形状的复杂性,网格质量问题不可避免,在网格划分过程中,必须对生成的网格进行质量检查。网格质量检查的内容包括单元连续性、单元法向、重复单元、单元各项质量参数等。HyperMesh提供了多种单元质量检查和质量修正的工具。

4.求解器数据输出

网格划分完成后,对模型施加约束和载荷,创建或指定坐标系,最终输出求解器所要求格式的有限元模型文件。

HyperMesh提供多种通用的有限元求解器接口,可直接读入求解器的模型和结果文件,或输出求解器识别的模型文件,见表3.4。

表3.4 HyperMesh 2019支持的求解器数据格式及版本

续表

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