车辆结构有限元分析中的抽取中面操作及设置方法

在车辆结构中，有一些很薄的结构，如果建模过程中采用实体建模，需要抽取模型的中面，将其简化成为板壳。在车架的有限元分析中，为减少计算规模，也经常将车架简化成为板壳进行分析。在车架建模过程中，一般也采用实体建模，所以也免不了抽取中面。中面抽取功能在车辆结构有限元分析建模中是常用的一种功能。

如图4-54所示为一个组合体支架，下面以此为例介绍中面的抽取方法。

图4-53 组合体的网格

图4-54 支架模型

1.新建一个工作项目

新建一个ANSYS Workbench工作项目，另存为项目工作文件mid_plane.wbpj，将工具箱Toolbox﹥Component System﹥Geometry拖放到项目规划区（Project Schematic）。单击主菜单选择File﹥Save As…，将当前项目保存为mid_plane.wbpj。

2.导入模型文件

用鼠标左键单击项目流程A2—Geometry，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Import Geometry﹥Browse，在弹出的窗口中选择文件bracket_mid_sur-face.x_t，单击按钮。双击A2—Geome-try，启动DesignModeler，弹出单位设置对话框，选择单位为Millimeter，然后单击按钮。

单击DesignModeler软件界面上的按钮，在图形区显示出组合支架模型。观察模型树可以看出，组合模型包括两个实体，如图4-55所示。

图4-55 模型树

3.查看模型厚度

接下来查看模型厚度。单击工具栏上的鼠标选择过滤按钮，查看模型厚度，如图4-56所示，从状态栏可以看出模型厚度为2mm。按照同样的方法可以看出另外一个实体的厚度为1mm。

图4-56 查看模型厚度

4.抽取中面操作

单击主菜单Tools﹥Mid-Surface，在模型树中添加了特征MidSurf1，在详细视图进行如下设置：

Selection Method：Automatic。

Maximum Threshold：2mm。

Minimum Threshold：1mm。(www.xing528.com)

Find Face Pairs Now：No。

设置如图4-57所示，在细节栏显示有10个面对。

图4-57 抽取中面

单击细节视图Face Pairs右侧的编辑栏，面对通过颜色表示出来，在工具栏单击鼠标选择过滤器，选择面对，然后单击鼠标右键，在弹出的菜单中可以选择增加或减少面对，如图4-58所示。

图4-58 增加或减少面对

用鼠标左键单击模型树上的MidSurf1，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Generate按钮，中面抽取结果如图4-59所示。

在模型树中可以看出，生成三个面体，而不是两个实体。由于T形交叉导致模型为非流形，所以不能被组合为单个体。在下面的操作中，后支撑面体会被自动延伸到托架主体上，因为后支撑与托架在实际中是同一几何体。但是对于前支撑，它起初是一个单独体，抽取中面后不会自动延伸到托架面上。

5.面的延伸操作

单击主菜单Tools﹥Surface Extension，模型树出现SurfaceExt1特征，相应细节栏如图4-60所示。

图4-59 中面抽取结果

图4-60 面的延伸特征

单击鼠标选择过滤器，选择需要延伸的两个边，如图4-61所示，然后单击Apply按钮。在细节栏，将Extent选择为“To Next”。

单击DesignModeler软件界面上的按钮，从图4-62可以看出，所选的面已经延伸到指定位置。

图4-61 选择需要延伸的边

图4-62 延伸后的面