CAE前处理 | 抽中面_UG_曲面-仿真秀干货文章

CAE前处理 | 抽中面

纵横CAE

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CAE前处理需要对几何模型进行简化处理，否则即使是最简单的物理问题，也很难仿真出满意的结果。本文以实例操作方式介绍一种CAE前处理抽中面方法，具体步骤如下所述。

Step 1：创建基准

UG打开实体零件，点击菜单栏中的插入——>基准/点——>基准平面——>选择模型下部凹面，点击确定，创建一个基准平面，如图1所示。

Fig. 1 创建基准

Step 2：智能切分

点击菜单栏中的插入——>修剪——>修剪体——>选择几何模型为目标体、新建平面为工具，点击确定，将几何模型拆分成上下两个子体，如图2所示。

Fig. 2 智能切分

Step 3：抽取中面

点击菜单栏中的插入——>曲面——>中面——>面对——>选择下部子体、设置策略为级进——>单击自动创建面对后面的黄色按钮，点击确定，得到图3所示的效果。

Fig. 3 抽取中面

Step 4：移除参数

点击菜单栏中的编辑——>特征——>移除参数——>框选整个模型，点击确定，得到图4所示的效果。

Fig. 4 移除参数

Step 5：清除实体

在部件导航器中选中原来的体单元，点击键盘Delete删除，得到图5所示的片体。

Fig. 5 清除实体

6）修补片体

仔细观察图5所示的片体，上下片体之间存在间隙，并未连成一体，因此需要进行补片操作。

Fig. 6 延伸片体

点击菜单栏中的插入——>修剪——>延伸片体——>“边”栏选择下部片体的所有靠近上部片体的边线、“限制”栏选择直到选定并选择上部片体，如图6所示，点击确定，得到如图7所示的效果。

Fig. 7 修剪片体

至此完成实体单元抽中面，另存为x_t、stp、igs等中间格式，导入CAE软件在定义单元属性环节赋予厚度。本案例所用模型较为简单，实际遇到的工程问题千变万化、复杂多样，需要灵活应对、综合应用。

来源：纵横CAE

案例 | Zemax Star模块对称工具加速镜头光机热耦合分析

1前言Zemax Star模块自2021年推出以来，受到广大客户的好评，得到越来越多的应用。光机热耦合分析涉及到大量的精细网格点数据，因此无论是在Mechanical中的FEA分析还是在Zemax中的光线追迹，运行速度都是大家关心的问题。AnsysZemax团队也在提升分析效率的问题上做了非常多的努力。在Zemax Opticstudio2023 R1版本中，加载了FEA 形变数据和温度数据的情况下，实测光线追迹速度较之前版本提升大约1倍。另外在近期发布的版本中，又增加了Star模块对称工具，对于分析具有对称特征的形变或温度分布，FEA分析速度可以提升数倍，从而加速了整个STOP（结构、热、光学表现）分析过程。2对称结构的FEA分析划分了精细网格的完整结构的FEA分析通常需要大量的时间来运行，为了压缩这个时间，FEA工程师想到的有效的方式是利用对称性，只分析一半、四分之一或八分之一的结构。根据经验，分析时间大概会压缩n2倍，比如采用四分之一结构，分析速度可以提升16倍。为了加载这种局部数据到Zemax Opticstudio中，需要用到Opticstudio Star模块的对称工具，通过采用镜像或者旋转的方式将镜片形变/温度数据补全。这种方式适用于具有对称特征的形变或温度分布情况，用于前期快速分析判断光学系统大致的变化趋势。 3FEA数据查看器在拿到FEA数据后，我们首先用Star模块的FEA查看器进行粗略的查看形变或温度的分布形态。在这个界面中，可以看到网格点数量，网格点分别在X、Y、Z方向的坐标最大、最小、中间值，以及形变量分别在X、Y、Z方向的最大、最小、中间值，并在图形中以颜色表示形变大小。4使用对称工具通过点击Star模块中的“对称工具”>“打开FEA文件”，然后勾选“镜像”或“旋转”中的对称轴/面选项，就可以将部分FEA数据转换成完整的FEA数据并保存。5镜像对称通过选择对称面，可以预览并保存求完镜像后的完整数据，如下图所示。6旋转对称也可以将一个二维的数据通过沿对称轴旋转转换成完整的三维数据。对于温度数据也可以实现同样的操作。 7全部数据的一键转换通过选择所有面型并预览所有，可以一键完成所有数据的镜像或旋转并保存数据，操作更加快捷。 8总结以上介绍了Star模块对称工具的多种应用方式，不仅实用而且界面优好，可以大大加速对于具有对称特征结构形变与温度分布系统的光机热耦合分析迭代过程，对于快速预测系统变化趋势并优化设计有很大的帮助。后续可将转换并保存好的完整FEA数据加载到Star模块按照常规的分析步骤进行，详见本公众号前期文章。来源：纵横CAE