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UG和workbench的联合仿真
作者:肖金昌
来源:《科学与技术》2014年第04期
摘要:UG具有强大的建模功能, ANSYS的新一代产品研发集成平台ANSYS
Workbench,具有强大的有限元分析能力,利用UG与Workbench软件专门的数据接口可以把模型直接导入到ANSYS Workbench软件中,实现满足要求的仿真分析。 关键词:UG;ANSYS Workbench;有限元仿真;活塞 一、 背景
目前,工程机械生产商使用了多种三维CAD设计软件,ANSYS有与所有流行CAD软件的双向接口,这样CAE软件和CAD软件之间实现完全无缝的连接。而且可以将CAE分析的结果传递给 CAD软件,这样使优化结果直接产生为CAD模型,对企业研发来讲非常方便。ANSYS的协同环境(ANSYS Workbench Environment)能直接读入各种CAD软件的零件模型,并在其统一环境中实现任意模型装配和CAE分析。ANSYS Workbench多物理场协同仿真环境充分体现了ANSYS公司“面向实实在在的工业需求,以技术为本,以优化用户产品研发流程为目标,为用户提供完整CAE解决方案”的宗旨。在Workbench环境下,整个CAE应用的方式和意义都将发生革命性的变化。 二、 UG与ANSYS workbench接口的设置
通常情况下,如果先安装了UG NX,在安装ANSYS时可通过设置自动建立与UG NX的连接,反之,可按照以下步骤使用CAD配置管理器建立与UG NX的连接:
(1)设置ANSYS Workbench与UG NX接口。选择开始\所有程序\ ANSYS14.5 Utilities \CAD Configuration Manager 14.5,打开CAD配置管理器。在CAD Selection页面勾选NX选项,接着在CAD Configuration页面点击Configuration Selected CAD Interfaces按钮,即可完成与UG NX的连接。
(2)打开UG NX软件,会发现在菜单条中增加了一项ANSYS14.5,这说明ANSYS已经与UG NX建立了连接。
(3)在UG NX中建立模型后选取菜单ANSYS14.5 Workbench选项,系统将自动打开ANSYS Workbench并在项目视图区建立Geometry(几何体)项目。
(4)可使用导人的模型建立各种分析项目,分别进行材料属性设置、划分网格、施加载荷和边界条件,进行求解和后处理。该方法是利用ANSYS和UG NX的专用接口进行的连
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接,因此图形信息基本不会丢失,而且可实现参数的双向传输,真正实现了CAD/CAE的无缝连接。
三、 联合仿真
利用UG NX的建模功能模块,根据设计图纸,运用从底而上或自顶向下的建模方法,通过建立新组件或者建立并编辑UG自身的引用集,逐步建立并修改组图,最终完成研究对象完整准确的实体模型。本文以发动机活塞为例。
利用配置好的UG与ANSYS workbench接口直接用UG打开ANSYS Workbench工作窗口(如图1、图2所示)。在此,我们可以进行有限元仿真。
在ANSYS Workbench中可以很容易的添加给模型添加材料,划分网格,求解,及进行后处理。
ANSYS Workbench仿真具有简单明了的特点,其将仿真的各个步骤分成好几个模块,且每个模块中都有简单的步骤引导。 若无太高要求,只需按引导在Solution模块中进行材料、力和约束条件的设置即可。
需要指出的是,Workbench中,网格划分相对ANSYS APDL来说更加简单,因为其每一步都为可视化,操作简单,可控性较高,可较容易地实现多种网格划分方式的联合使用。图3、图4为用两种不同方式进行的网格划分。
由系统默认的网格划分方式进行求解,其求解结果如图5所示。 四、 结论
ANSYS Workbench与CAD软件衔接紧密。可以方便地导入非常复杂的模型,可大幅降低除错时间且缩短设计与分析流程。可以读取CAD模型中定义的几何参数,进行参数化设计分析。 Workbench中的“向导”(Wizards)可以指导用户完成完整的分析。能够自动施加复杂、真实的载荷和边界条件。能够全自动识别相邻的零件并自动设置接触(contact)关系,从而节省人工建立接触条件的时间。当然ANSYS Workbench仍然有其缺点:它自己创建几何模型的功能较差。这也是要进行联合仿真的必要性。
将UG强大的建模功能与ANSYS Workbench强大的有限元分析功能强强联合,那么就能得到所需要的理想的有限元仿真效果。 参考文献:
[1] 洪如瑾,UG NX4 CAD快速入门指导[M].北京:清华大学出版社.2006:109—136.
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[2] 慕灿,复杂结构UG NX模型导入ANSYS Workbench的方法研究[J].四川理工学院学报,2013年8月.
[3] 浦广益. ANSYS Workbench 12.0基础教程与实例详解[M]. 中国水利水电出版社. 2010年10月.