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1怎样用hypermesh与ansys进行静力学有限元仿真

ansys中前处理使用不是很方便,而hypermesh前处理功能十分强大。下面介绍用catia创建三维数模,hypermesh进行前处理,并生成求解文件,用ansys进行静力学仿真分析的一般流程。将介绍薄板小孔应力集中有限元仿真分析实例。
工具/原料
1

hypermesh软件

2

ansys软件

方法/步骤
1

用CATIA建立三维模型,建立150×100×3mm的立方体,如图所示。

2

将catia模型导入hypermesh,打开hypermesh的“Import”主选项卡,设置如图所示,单击“Import”导入CATIA建立的三维模型(启动HYPER MESH时设置ANSYS求解器格式,可通过Preferences>User Profiles进行设置)。

3

在hypermesh中选择图所示“Geom”主菜单中“midsurface”,打开图所示中面抽取设置界面,在图形界面选中实体后,单击“extract”,中面抽取完成,单击“return”。中面抽取是为了在中面上划分shell单元,以此表示薄板。

4

在hypermesh中为抽取的中面划分网格。通过2D主菜单中“automesh”进行平面网格划分,设置如图所示。

5

但上一步自动划分的网格质量并不高,因为有圆孔,网格划分并不很理想,通过“quick edit”(第四步附图有其所在位置)将平面进行切割,打开“quick edit”面板,如图所示,进行切分。

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接下来进行图示,中心矩形区域网格重新划分,选择2D主菜单中“automesh”,设置如图所示,注意“红框中”由surfs切换为elems,选择相应单元,进行重新划分。

7

接下来在hypermesh中定义单元属性及材料属性,并为刚划分的网格赋予相应属性,具体步骤间下面引用经验。

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至此HYPER MESH建模完成,接下来输出成ANSYS可读取的模型,打开Export选项卡,设置如图所示,单击“Export”输出完成,输出“board with hole.cdb”文件。

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启动ANSYS,通过工具菜单路径File>Read Input from读入“board with hole.cdb”文件,通过工具菜单路径Plot>Elements显示单元

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通过主菜单路径Solution>Define Loads>Apply>Structural>Force/Moment>On Nodes定义均布载荷,选择节点如图1所示,选择“Box”使用框选,按住“Shift”并拖动鼠标,选择图2所示节点,载荷设置如图所示,施加“x”向100N均布应力,最终如图3所示。

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通过Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>On Nodes施加位移约束,限制节点所有自由度,设置界面如图1结果如图2所示。

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通过主菜单路径Solution>Analysis Types>New Analysis设置分析类型为“Static”,如图3.7所示,单击“OK”。

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最后进行问题求解,通过主菜单路径Solution>Solve>Current LS,进行求解,弹出提示如图1所示,单击“OK”,提示求解完成界面如图2所示,单击“Close”求解结束。

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进入主菜单路径General Postproc>Read Results>First Set,接着选择主菜单路径General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu,设置如图1,图2为位移分布图,还可以生成其他图形,这里不再列举。

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