Excel函数：从知识付费到自我提升的旅程-6

惯性释放的概念：对于运动中的部件，没有任何边界条件，结构刚度是自由，当有一个载荷施加在上面时，就会产生刚体位移，这样会导致无法得到弹性变形结果。为了处理上面的情况，我们需要通过虚拟约束的方式来实现模型的约束。使得弹性体在没有刚体约束的情况下也能得到弹性变形的结果。在计算过程中求解器会自动为我们在加载力相反的方向施加一个能抵消的加载力的加速度，从而达到力平衡的状态。计算完成后能得到各个方向的加速度结果。而后将加速度结果进行计算，可以得到重力的结果，通过设置重力卡片的方式来抵消加载力，这可以用于模型验证。分析正确的情况下，两者的结果应该是一致的。从8.0开始，控制卡片PARAM卡片的INREL有一个参数-2，可以直接激活惯性释放分析，而无需创建SUPORT/SUPORT1的Collector。下面的教程展示了SUPORT1的创建过程，所以采用的是INREL-1的参数。在开始之前，请将本教程中使用的文件复制到工作目录。·http://majorv.help.altair.com/minorv/simulation/tutorials/hwsolvers/optistruct/OS-T-1030/ie_carm.zip图1.应用静荷载和支座约束的结构模型一、启动HyperMesh并设置OptiStruct用户配置文件1.启动HyperMesh。此时将打开UserProfile对话框。2.选择OptiStruct，然后单击OK。这将加载用户配置文件。它包括适当的模板、宏菜单，并导入读取器，将HyperMesh的功能缩减到与生成OptiStruct模型相关的功能。二、打开模型1.单击File>Open>Model。2.选择您保存到的ie_carm.hm文件您的工作目录。3.单击打开，这时候已加载ie_carm.hm数据库添加到当前HyperMesh会话中，并替换任何现有数据。三、应用荷载和边界条件3.1创建LoadCollector1.在ModelBrowser中，右键单击并从上下文菜单中选择Create>LoadCollector。默认的LoadCollector显示在实体编辑器中。2.对于Name，输入static_loads。3.单击颜色，然后从调色板中选择一种颜色。4.将CardImage设置为None。这时候将创建新的LoadCollector名称为static_loads。图2.创建static_loadsLoadCollector5.创建另一个LoadCollector。a.对于Name，输入SPCs。b.将CardImage设置为None。3.2创建SUPORT1约束1.在菜单栏中，单击BC>Create>Constraints以打开Constraints面板。2.创建约束1，将实体选择器设置为节点，然后选择位于控制臂与底盘的最前面附着点上的多节点刚性中间的节点。如图3所示，这是第一个约束。图3.为约束边界选择的节点b.右键单击以取消选择自由度dof4到dof6取消选中每个框。c.将load类型设置为SUPORT1，修改load类型以执行惯性释放分析。d.单击创建。3.创建约束2。a.使用实体选择器，选择节点和底盘控制臂的后方附着点，如图3所示，这是第二个约束。b.取消选择dof1。c.单击创建。4.创建约束3。a.使用实体选择器，选择刚性中的顶部节点，将减震组件的底部固定在控制臂上。提示：切换到线框元素仅显示skin模式，通过单击图标查看rigid。b.取消选择dof2。c.单击创建。图4.应用于控制臂的最终约束型5.单击返回退出面板。3.3创建静态力1.在ModelBrowser的LoadCollectors中，右键单击static_loads然后选择MakeCurrent，将其设置为当前的LoadCollector。2.在菜单栏中，单击BCs>Create>Forces以打开Forces面板。3.创建力1.a.将实体选择器设置为节点，然后选择控制臂末端的rigid，如图5所示。b.在magnitude=字段中，输入-1e+05。c.将方向选择器设置为x轴。d.单击创建。4.创建力2a.将实体选择器设置为节点，然后选择控制臂末端的rigid，如图5所示。b.在magnitude=字段中，输入3e+05。c.将方向选择器设置为z轴。d.单击创建。5.单击return，退出面板。图5.静力的应用3.4创建加载步骤1.在ModelBrowser中，右键单击并从选择Create>LoadStep。2.对于名称，输入linear。3.将分析类型设置为LinearStatic.。4.定义LOAD。a.对于LOAD，单击Unspecified>Loadcol。b.在SelectLoadcol对话框中，选择static_loads，然后单击OK。5.定义SUPORT1。a.对于SUPORT1，请单击Unspecified>Loadcol。b.在SelectLoadcol对话框中，选择SPC，然后单击OK。已创建一个OptiStruct的subcase，该subcase引用了LoadCollector中的力static_loads和Load中的惯性释放支撑点CollectorSPC。图6.创建线性Loadstep3.5创建用于惯性释放分析的控制卡1.在菜单栏中，单击Setup>Create>ControlCards以打开Control面板。2.单击TITLE，然后输入此惯性分析的标题，然后单击返回。提示：使用Next和Prev浏览不同的控制卡页面。3.单击PARAM，然后启用INREL。4.在INREL_V1下，将选择切换为-1。这就是执行惯性释放分析。5.单击return两次以回到主菜单。四、提交作业1.在Analysis页面中，单击OptiStruct面板。图7.访问OptiStruct面板2.点击另存为。3.在另存为对话框中，指定写入OptiStruct模型文件的位置，并输入ie_carm作为文件名。对于OptiStruct文件，建议使用.fem扩展名。4.点击保存。输入文件字段显示在另存为对话框中指定的文件名和位置。5.将导出选项切换开关设置为all。6.将运行选项切换开关设置为analysis。7.将内存选项切换设置为memorydefault。8.单击OptiStruct以启动OptiStruct作业。如果作业成功，新的结果文件将应位于写入ie_carm.fem的目录中。ie_carm.out文件是查找可能有帮助的错误消息的好地方，如果存在任何错误，请调试输入模型。写入目录的默认文件包括：ie_carm.html：分析的HTML报告，提供问题表述和分析结果的摘要。ie_carm.out：包含特定OptiStruct输出文件有关文件设置的信息，优化问题的设置，估计运行所需的RAM和磁盘空间量，每个优化迭代的信息和计算时间信息。查看此文件以查看警告和错误。ie_carm.h3d：HyperView二进制结果文件。ie_carm.res：HyperMesh二进制结果文件。ie_carm.stat：摘要，在分析过程中提供每个步骤的CPU信息过程。五、查看结果以下步骤描述了在HyperView中查看这些结果。5.1查看变形的形状1.在MechanicalSolverView窗口中收到ANALYSISCOMPLETED消息时，单击Results，HyperView启动并加载结果。2.验证动画模式是否设置为线性动画模式。3.单击变形面板工具栏图标。4.将结果类型设置为Displacement(v).。5.将比例设置为Modelunits，并输入值10。这意味着最大位移将是10个模型单位，所有其他位移将成比例。6.单击应用。7.将Undeformedshape下的切换开关设置为线框，然后选择Color作为Component。模型的变形图应该是可见的，并覆盖在原始图上未变形的网格。5.2查看加载位移的变形动画1.验证动画模式是否设置为线性动画模式。2.单击开始/暂停动画图标以启动动画。注意：动画的播放速度和起点都可以控制使用动画控件。3.在动画运行的情况下，使用动画控件中的下部滑块面板来调整动画的速度。图8.4.再次单击“开始/暂停动画”图标以停止动画。5.3查看vonMises应力等值线1.在结果工具栏上，单击以打开Contour面板。2.选择ElementStresses(2D&3D)作为结果类型。3.验证stress类型是否设置为vonMises。4.单击应用。注意应力的图形显示5.完成查看后，选择File>Exit以退出HyperView。来源：TodayCAEer