復(fù)雜模型的有限元分析方法*

周 健，郭世永，王保光

(青島理工大學(xué)，山東 青島 266033)

1 前言

ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件，是目前國(guó)際上最流行的有限元分析軟件之一［1］。然而它在復(fù)雜的實(shí)體模型的建模和網(wǎng)格劃分的功能方面則相對(duì)較弱，因此如果只用ANSYS去完成復(fù)雜模型的建立、網(wǎng)格劃分和求解的話就比較困難了。法國(guó)達(dá)索公司開(kāi)發(fā)的CATIA軟件是目前最流行的實(shí)體建模軟件之一，它具有強(qiáng)大的實(shí)體建模和曲面造型功能。HYPERMESH軟件是美國(guó)Altair公司的產(chǎn)品，在CAE工程技術(shù)領(lǐng)域，HYPERMESH最著名的特點(diǎn)是它所具有強(qiáng)大的有限元網(wǎng)格劃分前處理功能，并能夠與眾多CAD系統(tǒng)和有限元求解器進(jìn)行方便的交換數(shù)據(jù)。鑒于此，對(duì)于復(fù)雜模型的有限元分析，可以在CATIA軟件中建立模型，通過(guò)HYPERMESH軟件與CATIA之間的接口，可以把在CATIA中建立好的實(shí)體模型導(dǎo)入到HYPERMESH中進(jìn)行網(wǎng)格劃分和材料屬性的設(shè)置，在HYPERMESH軟件中對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，利用HYPERMESH軟件的開(kāi)放性把模型保存為ANSYS常用的文件格式［2］，這樣便可把模型導(dǎo)入到ANSYS中進(jìn)行求解［3］。在此有限元分析的過(guò)程中，不僅發(fā)揮了各軟件自身的優(yōu)勢(shì)，而且也提高了分析的準(zhǔn)確性，為復(fù)雜模型的有限元分析提供了一條新思路。

2 預(yù)處理

2.1 實(shí)體模型的建立

利用CATIA的零件設(shè)計(jì)功能模塊，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，運(yùn)用從下而上或自上向下的建模方法，利用樣條、橋接、偏置、投影、交叉等特性以及建立和編輯曲線、生成主片體等方法，逐步建立并修改模型，復(fù)雜的模型要利用CATIA的裝配設(shè)計(jì)模塊對(duì)模型進(jìn)行組裝，最終完成研究對(duì)象完整準(zhǔn)確的實(shí)體模型［4］?！?br>