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ANSYS Workbnch变形体生成实体方法

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CAE的最终目的并不只是简单的获得分析结果。比如,我们想知道结构受载变形后的质心位置,弹性变形对镜片光学性能的影响等。又比如,多场耦合分析时,结构的变形导致流体流动的变化,亦或者结构的变化导致电场磁场的变化等。要解决上述问题,需要导出结构变形后的几何模型

在ANSYS Workbench中,用户可以通过导出STL文件的方式生成变形后的几何模型,或者通过项目之间的数据传递来利用变形后的模型,可以有效解决上述问题,进一步提高ANSYS Workbench仿真分析能力。本文将详细介绍ANSYS Workbench 导出变形几何体的方法。

Step1:导出STL文件

将几何模型进行网格划分,依次施加约束与载荷,在输出结果中添加Total Deformation,然后进行求解计算,得到结构的总体变形。

Mechanical环境下,右击模型树Solution中的Total Deformation,选择Export,导出STL File,选择文件保存位置并命名文件。


导出STL文件  

Step2:生成实体模型

ANSYS SpaceClaim是一款三维实体直接建模软件,具有强大的几何建模和修复能力,可以为CAE分析、快速原型和制造提供简化而准确的模型。

右击Geometry,选择Edit Geometry in SpaceCliam,导入上述STL File文件,右击网格片体转换为实体,并选择合并面,从而转化为实体模型。

生成实体模型

变形体虽然转化成了实体,但是实体中还有许多多余的线段和点,这就需要运用前处理工具修理实体模型,如UG、Solidworks中导入实体模型,然后将Geometry与其他模块耦合进行深层仿真分析。

STL文件格式非常简单,应用很广泛,是计算机图形学处理,数字几何处理,数字几何工业应用的最常见文件格式。STL是用三角网格来表现3D模型,保存的三角网格来表现3D模型有一个重要用途就是可用于3D打印技术。然而,STL文件格式只能用来表示封闭的面或者体,只能描述三维物体的几何信息,不支持颜色材质等信息。

来源:纵横CAE
SpaceClaimMechanicalWorkbenchDeform几何处理光学UG电场
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首次发布时间:2024-09-01
最近编辑:3月前
纵横CAE
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光学镜头光机热耦合仿真分析流程

1 分析背景光学镜头现在被广泛应用于各类产品中,例如手机、汽车、无人机、安防摄像头等。镜头良好的成像性能至关重要,如何让微小的镜头呈现出完美的成像质量是镜头行业共同的追求。通常,我们通过光学设计软件进行镜头的设计和优化,以期达到完美的参数指标。然而,到了试制阶段就会出现光学质量不如预期的结果。这首先是因为装配应力导致透镜变形或者位移,其次是环境温度变化导镜面热变形。为了解决这个问题,引入Ansys Mechanical结构分析软件对镜头的装配和温度工况进行模拟分析,得到镜头变形数据结果,再通过Zemax的STAR模型进行耦合,将镜头的结构分析数据导入到镜头设计软件中,从而在实际工况下进行新一轮的镜头设计和优化。本文从光学镜头行业的实际需求出发,结合Ansys Mechanical和Zemax两款软件,以车载镜头为例,介绍光学镜头结构分析以及结果导入光学软件的光机热耦合仿真分析流程。2 分析流程设定光学镜头模型在装配的位置有初始干涉,通过设置摩擦接触进行结构挤压分析。同时设定整体环境温度,模拟结构热膨胀效应。涉及挤压和热膨胀分析的材料参数如下图所示。此外,不同的温度分布将会影响结构的变化以及镜头的折射率,通过Ansys Mechanical结构热仿真或者Ansys Fluent流体软件,计算光学镜头的温度场分布,流程如下图所示。计算分析结果如下图所示。其中,左图为热变形分析结果,右图为温度场分布情况。 在得到结构热变形的基础上,通过STAR模块将分析结果的面型数据导入至Zemax中。在ANSYS Mechanical一端,只需要安装对应的STAR ACT,在软件的工具条中就会出现对应的目录。 接下来只需要通过工具栏里的提示步骤完整对应的操作,就能得到仿真分析之后的dat档结果,如下图所示。最终,在Zemax中呈现仿真之后的镜片结果,如下图所示。4 结论通过STAR模块,我们能够完成FEA数据与光学表面准确匹配,并让其精确地反映到光学模型上,改善光学分析的准确性。STAR模块能将FEA数据载入到OpticStudio中,并评估对光学性能的影响,从而优化STOP分析工作流。Ansys ACT API使用户能够轻松创建扩展并自动执行工作流。使用一致的命名方案保存FEA数据集,这充分说明了脚本编写有助于改进处理速度并降低人为错误。声明:本文源自智汇工业,作者莎益博光电。文章及配图仅供参考,文章观点仅代表作者。如有内容侵权,请联系处理。莎益博光电专门提供Ansys光学设计和CAE 仿真软件,以及其他技术咨询与课程培训。更多信息请访问莎益博官方网站:http://www.cybernet.sh.cn/。来源:纵横CAE

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