搜索ansys子模型技術(shù)和虛擬拓撲技術(shù)的應(yīng)用
2017-06-03 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
子模型技術(shù)的應(yīng)用
子模型技術(shù)基于圣維南原理。其可以用來在保證分析精度的前提下,獲得局部更精確模型結(jié)果的一種方法。在workbench 15.0之前的版本,需要插入兩組APDL命令完成數(shù)據(jù)原始模型和子模型之間的數(shù)據(jù)傳遞操作。15.0及以上版本可采用GUI的方式十分方便的進行分析。
進行子模型分析時,應(yīng)保證模型整體坐標系方向不變。本文所用模型已進行適當(dāng)切割操作,以利于子模型分析時的操作。
右鍵將原模塊復(fù)制。如圖-51所示。
圖-51 復(fù)制模塊
拖拽上一個模塊中的Solution到下一個模塊的Setup中,如圖-52所示。完成后形成一條圓形末端的曲線連線,其用來傳遞切割邊界處的位移值。雙擊進入二個模塊時,其會提示是否刷新數(shù)據(jù),單擊是。如圖-53所示。
圖-52 拖拽連線
圖-53 刷新數(shù)據(jù)
進入后Outline下方會新增一個Submodeling,即子模型。如圖-54所示。
有些時候完成如圖-53的刷新操作后,Outline中沒有新增的子模型,可以退出模塊,右鍵刪除連線再重新連接刷新。如圖-55所示。
圖-54 子模型
圖-55 刪除連線
子模型分析時只需要局部模型即可,導(dǎo)入完成后可將外部模型抑制,不參與計算。而切割范圍的大小,以需要多次驗證其不影響子模型內(nèi)部的應(yīng)力結(jié)果為準。需多次試算,本文暫不介紹。
為方便抑制模型,可將視角轉(zhuǎn)換到正對方向。單擊右下角整體坐標系的Y軸。如圖-56所示。
圖-56轉(zhuǎn)換視角
將模型選擇形式更改為選體的形式,再將選擇模式更改為框選。如圖-57所示。
圖-57變更選擇模式
正向視角查看后,將外部模型逐個框選,并右鍵單擊抑制按鈕。如圖-58所示。
抑制后的模型如圖-59和圖-60所示。此時的模型即適合于子模型分析的模型。
圖-58 抑制后的模型
圖-59 子模型
圖-60 子模型
Outline中復(fù)制過來的不屬于子模型內(nèi)部的邊界條件與荷載也應(yīng)該抑制。選中后右鍵單擊抑制按鈕。如圖-61所示。
圖-61 抑制不需要的部分
將選擇模式轉(zhuǎn)換成單選,且表面的形式,并單擊子模型按鈕。如圖-62所示。
分別選取切割邊界上的表面,并單擊子模型按鈕中的切割邊界選項。如圖-63所示。
圖-62 更改選擇模式
圖-63 設(shè)置切割邊界
右鍵Outline中新增的切割邊界結(jié)果并刷新。如圖-64所示。稍等幾分鐘后,切割邊界處的位移結(jié)果導(dǎo)入完成。如圖-65所示。
圖-64 導(dǎo)入邊界結(jié)果
圖-65 導(dǎo)入后的切割邊界位移值
圖-66為采用1E-2m網(wǎng)格尺寸劃分出的子模型網(wǎng)格單元質(zhì)量云圖。
圖-66 網(wǎng)格質(zhì)量云圖
由于子模型的體積較小,在同樣計算機配置下,可以劃分更細的網(wǎng)格。將網(wǎng)格尺寸細化到4E-3m,右鍵outline下面mesh單擊刷新按鈕。如圖-67所示。
圖-67 細化網(wǎng)格
完成后的網(wǎng)格如圖-68所示。可以看出側(cè)面的模型雖有所切割,但是仍然是質(zhì)量一般的四面體。
圖-68 細化后的網(wǎng)格
8.虛擬拓撲技術(shù)的應(yīng)用
將圖-68框選的四面體網(wǎng)格區(qū)域放大后可以看出,幾何模型內(nèi)側(cè)存在一些三角形碎面,其不利于網(wǎng)格質(zhì)量的改善。可以考慮采用虛擬拓撲的方法合并該表面。如圖-69所示。右鍵單擊Outline中的虛擬拓撲按鈕。如圖-70所示。
圖-69 局部碎面
圖-70 打開虛擬拓撲功能
打開后Outline下方會出現(xiàn)一行虛擬拓撲按鈕。單擊其,并向上將選擇形式改為面的方式。如圖-71所示。分別單擊三角形碎面和圓弧表面,向上單擊Virtual Cell,即可合并表面。如圖-72所示。
圖-71 新增的虛擬拓撲
圖-72 合并表面
圖-73中紅色部分為合并后的表面。其上方圓弧位置為兩個小表面組成,用同樣方法也可將其合并。如圖-73所示。合并后的表面如圖-74所示。由于模型具有對稱性,對面的表面也需要合并。本文不再贅述。
圖-73 繼續(xù)合并表面
圖-74 合并后的模型
在網(wǎng)格的詳細信息中,將顯示模式調(diào)整為默認,再刷新網(wǎng)格。如圖-75所示。圖-76為刷新后的網(wǎng)格,右側(cè)框選區(qū)域已經(jīng)從四面體網(wǎng)格變?yōu)榇u形網(wǎng)格。
圖-75 刷新網(wǎng)格
圖-76 磚形新網(wǎng)格
完整一些的網(wǎng)格如圖-77所示。至此完成了子模型分析的前期準備工作,可以求解試算一次。如圖-78所示。
圖-77 刷新后的網(wǎng)格
圖-78 求解
圖-79為求解進度。可以看出cpu相對網(wǎng)格較粗的之前的分析,子模型分析時有更多的時間4核心百分百運行。
圖-79 求解過程
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