【APEX亮点】变截面抽中面-自动赋厚度属性

结构仿真时经常采用降维建模，这一方面是为了保证有限的硬件资源能够运行足够大的模型，另一方面也是为了提高仿真效率。三维降维成二维我们经常需要抽中面，几乎每一款有限元前后处理器都具备这一功能。在抽中面过程中最让人头痛的就是变截面问题，其中包括：1）不同厚度的等截面板组成的板壳结构；2）变截面单板。

1 Apex抽中面优势

按照传统的有限元建模方法，1）类板壳结构采用壳单元，2）类板壳结构采用体单元。Apex软件对两类板壳都可以采用壳单元建模。Apex软件与其它软件在抽中面问题上的不同之处见下表。

2 Apex抽中面流程

如下图所示的变截面板壳结构中同时存在1）类问题和2）类问题。

采用Apex抽中面，不需要提前测量每块板的厚度并切分重新分组，这样可以省掉一部分操作，而且按零件存储信息不会造成逻辑上的混乱以及操作上的错误。上图中测量和标记板的厚度只是为了展示结构特点。

使用Apex中的“配对面”方法抽取中面，抽出的中面不会存在缺失，但也会存在大量的自由边。使用Apex的“延伸面”工具来修复中面，可以一次性批量延伸面到邻近的面，形成公共边。从抽中面到修复中面见下图（放大可看见红色的自由边、绿色和黄色的公共边）。

Apex中的“自动厚度计算”工具，可以自动计算原几何体每一处的厚度并赋给对应位置的单元。这一功能的存在是Apex不做厚度测量、不做零件切分、不做多余分组、不重复做属性定义的前提。下图是自动厚度计算界面和单元厚度分布云图（放大可见左侧子窗口中有23个截面属性）。

完成以上操作后，再手动创建一个材料，将材料属性赋给此零件即可完成仿真模型创建工作。全部的模型信息都存放在一个按零件自动创建的分组里，不会造成逻辑混乱，很难出现操作错误。

3 简化建模合理性

为了验证变截面单板使用壳单元建模的合理性，本文将二阶四面体单元模型作为参考，对比两种建模方式模态结果差异，详见下表。

从上表中可以看出，两种建模方式每阶模态振型相同，频率偏差最大不超过8%，说明简化建模方式合理。

4 选择Apex的理由

当你一无所有，有人告诉你远处有座金山，你可能会义无反顾地冲过去；当我有了一座银山，需要放弃银山才能去往金山，我可能会担心路途遥远，害怕迷路。如果Apex就是那座金山，那么帮助教程就是去往它的地图。Apex的帮助教程见下图。

软件界面全中文，教程全中文，包括中文文档和中文视频教程。本文作者手拿这份“地图”，只花10分钟就挖下了金山的一角（抽中面）。

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