UG與ANSYS模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方式及實(shí)例分析

2013-08-14 by:廣州ANSYS Workbench軟件培訓(xùn)中心來(lái)源:仿真在線

0引言

    ANSYS 具有結(jié)構(gòu)、流體、熱、電磁及其相互耦合分析的功能,是有限元領(lǐng)域的大型通用軟件,以其多物理場(chǎng)耦合分析的先進(jìn)技術(shù)和理念,在工業(yè)領(lǐng)域和研究方向都有廣泛而深入的應(yīng)用。但與其強(qiáng)大的有限元分析功能相比,ANSYS 的建模功能顯得較為遜色,在應(yīng)用ANSYS 進(jìn)行有限元分析中,有限元建模耗費(fèi)了工程技術(shù)人員大量的時(shí)間與精力。雖然ANSYS 帶有自建模功能,但是這個(gè)建模功能非常有限,只能處理一些相對(duì)簡(jiǎn)單的模型,而且操作起來(lái)并不十分便利。隨著ANSYS 的應(yīng)用日益廣泛,它需要處理的模型也越來(lái)越復(fù)雜, ANSYS 自帶的建模功能就顯得非常不足。UG 、proe、SolidWorks 、SolidEdge 等CAD造型軟件擁有強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)汁能力,可以進(jìn)行復(fù)雜的實(shí)體造型。因此,如果把這些CAD 造型軟件與ANSYS 結(jié)合使用,充分利用CAD 造型軟件快速準(zhǔn)確建模的特長(zhǎng),就可以很好地解決CAD 建模能力的不足。許多工程技術(shù)人員就利用這些CAD 軟件建模,利用ANSYS 與CAD 軟件之間的圖形接口將模型導(dǎo)人ANSYS。ANSYS提供了與大多數(shù)CAD 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交換的圖形接口,ANSYS自帶的圖形接口能識(shí)別IGES 、Para Solid 、CATIA 、Pro 在、UG 、SAT 等標(biāo)準(zhǔn)的文件。使用卻讓SYS 與CAD 造型軟件的快速方便的接口,能有效提高建模速度,提高模型品質(zhì),簡(jiǎn)化分析工作。

    在很多情況下,技術(shù)人員已經(jīng)在擅長(zhǎng)的CAD 系統(tǒng)中建立了幾何模型,這時(shí)可以通過(guò)ANSYS 與CAD 系統(tǒng)的接口把它輸入到A. NSYS 中進(jìn)行分析。工程師可以利用自己熟悉的工具去建模,而且避免了在ANSYS 中重復(fù)對(duì)現(xiàn)有CAD 模型進(jìn)行建模。

    UG 、Pro\E 是最為常用的三維造型軟件,它們強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能使得復(fù)雜零件的造型容易實(shí)現(xiàn)。ANSYS 為UG 和proe 都提供了直接的接口,使用ANSYS進(jìn)行有限元分析時(shí)可以直接將模型導(dǎo)人。ANSYS 為proe 提供了連接向?qū)?比較容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。選擇"程序"→ANSYS8 .0→Utilities →ANS_ ADMIN ,打開(kāi)ANSYS 管理器,按照提示進(jìn)行與目。在連接即可。

    與proe不同,且讓SYS 并沒(méi)有為UG 提供連接向?qū)?一般來(lái)說(shuō),先安裝UG 再安裝ANSYS , ANSYS 會(huì)自動(dòng)與UG 連接。雖然ANSYS 與UG 有直接的接口,但由于版本問(wèn)題等各種原因?qū)е虏荒艹晒χ苯釉贏NSYS 導(dǎo)人UG的贊. prt 模型文件,因此本文主要討論UG 和ANSYS 的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。螺栓有一個(gè)復(fù)雜的螺旋曲面,能夠很好地考察模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換是否成功,下面以UG 中建立的一個(gè)M8x25 螺栓模型(文件名為bolt. prt) 為例(圖1),介紹從UG 導(dǎo)入數(shù)據(jù)到ANSYS 方法,各種軟件版本可能不盡相同,本文使用的是ANSYS8.0 和UG NX2 .0 。
    1 直接導(dǎo)入U(xiǎn)G 文件

    ANSYS 支持UG 的*.prt文件,在ANSYS 中選File→Import→UG 再指定bolt. prt ,一般可以導(dǎo)人數(shù)據(jù)。但是在某些版本的ANSYS 中往往提示缺少bolt. ans 文件,操作失敗,模型無(wú)法導(dǎo)人ANSYS。

    總結(jié)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在某些版本的ANSYS 中,要使UG 文件成功導(dǎo)人ANSYS 之前需要在系統(tǒng)中添變量,變量名為PATH ,變量值為UG 安裝文件夾里UGH 文件夾的路徑,本例的變量值為H:\Unigraphics NX 2.0\UGH ,不同版本的UG 具體的變量值不盡相同。操作為在WindoW中選系統(tǒng)→高級(jí)→環(huán)境變量→系統(tǒng)變量→新建,按確定后所示,"環(huán)境變量"對(duì)話框新增了所添加變量,添加系統(tǒng)變量后須重啟計(jì)算機(jī)。

    重啟后,在ANSYS 中選File→mport →UG 指定.bolt.prt,螺栓模型成功導(dǎo)人ANSYS 。但模型實(shí)體以線框形式顯示,不能顯示麗和體,難以直觀操作。在ANSYS中選Plot → Style →Solid Modelo Normal Faceting. 然后選Plot-Volume后,顯示的實(shí)體,很好地表達(dá)了模型各種特征細(xì)節(jié),基本沒(méi)出現(xiàn)線面丟失、因無(wú)法轉(zhuǎn)換等問(wèn)題,這樣就很快的在ANSYS建立了復(fù)雜的螺旋曲面。使用ANSYS進(jìn)行有限元分析時(shí),其它復(fù)雜的也可以同樣使用UG 進(jìn)行建模再導(dǎo)人ANSYS 中,免去了費(fèi)時(shí)ANSYS建模工作。一些原先元法直接用ANSYS 自帶建模功能建立的復(fù)雜模型也能在ANSYS 中建立,提高了有限元分析的正確性和準(zhǔn)確性。

    若UG 模型成功導(dǎo)人了ANSYS,則會(huì)在ANSYS工作文件夾中生成與UG 文件同名的UG-ANSYS通信列表文件bolt.tbl 和UG-ANSYS 屬性文件bolt. attr. 這兩文件記錄了被導(dǎo)入模型的各種信息。

    2 間接導(dǎo)入U(xiǎn)G 文件

    將UG 中模型另存為其它ANSYS 支持的格式,再導(dǎo)人ANSYS。在UG 中將模型另存為CATIA MODEL File, ANSYS 支持這兩種格式的文件。下面依然將螺栓作為例子,在UG 中將螺栓模型另存為bolt. model 和bolt igs。在ANSYS 中選File-LMPORT→CATIA→bolt.model 或File-miport-IGES-blot.igs,將螺栓模導(dǎo)人ANSYS 中,圖形同樣以線框表示顯示,選Plot- >Style 一>Solid model- >normal faceting,然后選Plot 一>Volume 顯示實(shí)體。

    對(duì)比兩種不同格式生成的劇唱SYS 模型,可以明顯地看出,螺栓并沒(méi)有生成螺紋c 分析導(dǎo)人的模型,發(fā)現(xiàn)CATIA Model 格式導(dǎo)入的模型明顯優(yōu)于IGES 格式導(dǎo)人的模型。ANSYS 能很好支持CATIA 的格式.CATIAModel 格式導(dǎo)人的模型生成了線、畫和體,完整地保留了UG 中的螺栓模型各種細(xì)節(jié)特征,連復(fù)雜的螺紋曲面也得到了很好的表達(dá)。

    IGES 作為一種表達(dá)產(chǎn)品數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成中性文件格式的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)文件之間的交換具有很大的優(yōu)勢(shì),但是劇唱YS 對(duì)IGES 的支持不夠,ANSYS 讀入所需IGES 文件的時(shí)間很長(zhǎng),占有系統(tǒng)資源較多。而且,在導(dǎo)入IGES 文件的時(shí)候,無(wú)法識(shí)別小的幾何元素,造成所生成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不連續(xù),無(wú)法生成實(shí)體,導(dǎo)人的螺栓模型只是由一些面組成,并不能生成實(shí)體,不能表達(dá)螺紋的曲面。而且,倘若要在ANSYS 使用這種模型進(jìn)行有限元分析,則必須費(fèi)時(shí)做大量的修補(bǔ)工作,影響分析的精度和準(zhǔn)確性,甚至還可能還會(huì)影響后面劃分網(wǎng)格等工作。