ANSYS Workbench 抽中面【轉(zhuǎn)發(fā)】

2017-02-22  by:CAE仿真在線(xiàn)  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

ANSYS Help中對(duì)Mid-surface有如下描述:中面特征可用來(lái)創(chuàng)建兩個(gè)已有實(shí)體表面的中間面體。抽中面操作后的面體自動(dòng)的定義了厚度屬性。配對(duì)面可以手動(dòng)選取,也可以根據(jù)你事先設(shè)定的厚度范圍自動(dòng)檢測(cè)配對(duì)面然后自動(dòng)抽取中面。
抽中面Mid-surface功能在A(yíng)NSYS WB DM模塊Tools菜單下。屬性對(duì)話(huà)框如下。

ANSYS Workbench 抽中面【轉(zhuǎn)發(fā)】ansys結(jié)果圖片1
圖1 自動(dòng)模式
ANSYS Workbench 抽中面【轉(zhuǎn)發(fā)】ansys分析案例圖片2
圖2 手動(dòng)模式
如上圖1、2所示,WB提供有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式。對(duì)簡(jiǎn)單的模型可選擇手動(dòng)選取配對(duì)面,復(fù)雜模型需要生成很多中面時(shí)選擇自動(dòng)模式。自動(dòng)選取有三個(gè)必填選項(xiàng):Face Pairs(配對(duì)面),Minimum Threshold(最小極限值),Maximum Threshold(最大極限值)。這里的最小和最大的極限值是指你要識(shí)別并采取抽中面操作的一個(gè)厚度范圍。而手動(dòng)模式就簡(jiǎn)單些,只需要你選取配對(duì)面即可。

有時(shí)在對(duì)多個(gè)連接面進(jìn)行抽中面操作時(shí)會(huì)遇到出現(xiàn)脫離、間隙情況。當(dāng)然強(qiáng)大的Ansys也會(huì)有相應(yīng)對(duì)策,如上圖中已經(jīng)為用戶(hù)默認(rèn)選擇了修剪功能。當(dāng)然還可以使用面延伸surface-extension功能來(lái)處理這種情況。

同時(shí)選取多個(gè)面進(jìn)行抽中面,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行修剪延伸。效果如圖3,4所示。注意這里僅僅是一次抽中面選取兩個(gè)配對(duì)面操作(共4個(gè)面)。

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圖3 待操作體模型
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圖4 多個(gè)面同時(shí)抽中面

驗(yàn)證抽中面的可行性
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大家都知道抽中面后會(huì)大大的減少節(jié)點(diǎn)和單元數(shù)量,提高仿真效率。但你是否懷疑過(guò)仿真結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大偏差? 下面用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)驗(yàn)證抽中面是否會(huì)引起結(jié)果誤差。
案例描述:一薄壁圓筒(內(nèi)徑90,外徑100,軸線(xiàn)方向長(zhǎng)度200),左邊圓環(huán)面固定約束,右邊圓環(huán)截面加載-Y方向2000N載荷。
Case1:采用DM實(shí)體建模。
Case2:對(duì)上面的實(shí)體模型進(jìn)行抽中面模型轉(zhuǎn)換為面體,邊界條件同上。
比較以上兩種情況的最大變形、最大等效應(yīng)力。
WB流程圖如下:
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模型邊界條件如下圖:
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Case1 實(shí)體模型
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Case2 面體模型

網(wǎng)格對(duì)比:
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Case1 實(shí)體模型
ANSYS Workbench 抽中面【轉(zhuǎn)發(fā)】ansys圖片10
Case2 面體模型

其中注意到面體模型的節(jié)點(diǎn)為1750,而實(shí)體模型的節(jié)點(diǎn)是17520。節(jié)點(diǎn)有10倍差距!抽中面后計(jì)算效率大大提高。注:節(jié)點(diǎn)是直接影響計(jì)算速度的主要因素,而不是單元數(shù)量。

結(jié)果對(duì)比:

Results

Cases

Total deformation

Equivalent stress

Case1

0.025658mm

14.38Mpa

Case2

0.02558mm

14.808Mpa

Deviation

0.3%

2.9%

由結(jié)果可知總變形誤差非常小,等效應(yīng)力較小??梢院?jiǎn)單驗(yàn)證在本案例中抽中面并不會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生顯著性影響。在其他案例中讀者還得進(jìn)行詳細(xì)的驗(yàn)證和評(píng)估方案可行性。

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