基干Solidworks及Ansys桁架结构建模探究.doc

基干Solidworks及Ansys桁架结构建模探究 　　摘 要：文章首先对Solidworks软件及 Ansys软件的基本功能和模块进行了相应的介绍。文章通过具体的实例，说明把Ansys有限元分析和Solidworks三维建模结结合运用能有效提高工作效率，操作更加简单、方便 关键词：三维建模；Solidworks；Ansys 引言 随着科学技术的发展，对计算机软件的要求越来越高，一种能直接绘制三维模型的软件取代传统的二维AutoCAD也显得越发迫切。目前市场上应用广泛的三维CAD主要包括：Solidworks（下文简称SW），Pro/Engineer，Catia等等。其中Solidworks[1]主要包括零件、装配体、工程图三部分，还具备运动、仿真、渲染、动画等功能。Ansys[2]软件是集结构、流体、电场、磁场、声场于一体的大型通用的有限元分析软件，主要包括三部分：前处理模块、分析计算模块、后处理模块。并且利用Workbench平台与CAD、Solidoworks、Pro/E、UG等实现数据共享和交换以及无缝连接 本文主要解决的问题：利用SW实体建模，经模型导入后，直接添加材料属性、映射网格、添加约束载荷、求解 1 桁架类结构设计 结构特点：两端面尺寸为2m方形，中间面为1m方形，两方形底边相距2.5m，整体外形符合默许条件下Solidworks三面放样后的曲面上，杆长平均1m，如图2所示 此桁架相对比较复杂，每个节点在曲面上的位置无法直接通过坐标的方法直接输入，且节点数量较多，很难直接在Ansys中建立有限元模型。如果通过三维建模的方法进行建模，再进行导入，将会大大的节省时间，具体方法如下： （1）在SW中建立如上图的放样模型来确定桁架的外形 （2）将空间3D草图中的点布置在曲面上，用尺寸控制KP，间隔为1m左右 （3）用独立的 中的直线当做桁架杆，连接布置好的KP。注意每条直线单独在一个3D草图里 （4）用曲面填充填充所有的相邻的line，期间可以用镜像的方法先镜像对称的面 （5）保存3D模型为“x.t” （6）打开Ansys，在GUI界面下进入：Utility Menu FileImportPara…选择“x.t”文件 （7）添加Link8单元；添加界面尺寸4.91E-4： 添加材料模型：Main Menu Material propsMaterial ModlsStructuralLinear EkasticIsotropic EX：2.07E+011 PRXY：0.3Density（密度）输入7800 （8）通过KP、line划分有限元模型： Main Menu preprocessorMeshingMesh AttributesAll KPOK Main Menu preprocessorMeshingMeshTool 在出现Mesh Areas后，选择Pick All后点击ok，即建立模型完毕 如图1所示为有限元模型 2 结论 模型建立是有限元分析的基础，虽然Ansys软件可以建立模型，但建模过程远不如Solidworks简便，复杂模型建立更加困难 Solidworks提供的?多的数据接口中，IGES可以实现Solidworks和Ansys的无缝连接进行数据交换。即Solidworks环境下建模，接着将其导入Ansys环境下进行网格划分，再进行材料性质、载荷定义和求解，为复杂机械的优化设计提供技术支持，提高工作效率。 1