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案例:Mechanical结构仿真分析参数化Step by Step

6月前浏览9125

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了ANSYS Workbench的参数化建模和仿真过程。首先,通过SCDM软件创建脚本组,定义脚本变量并编辑建模代码,实现支架几何建模的参数化。然后,在Mechanical软件中指定仿真模型材料、设置网格划分方法、固定约束和压力载荷,并创建变形云图。所有在SCDM和Mechanical中定义的参数都会在Workbench的Parameter Set选项卡中显示,可直接更改参数驱动几何模型、网格和仿真结果的重新生成。最后,通过创建设计点并更新所有设计点,Workbench会在后台通过参数驱动SCDM和Mechanical软件,计算所有设计点工况并保存结果。


本案例以带肋板的支架为研究对象,演示在Workbench平台下,如何使用SCDM和Mechanical进行参数化仿真分析的完整流程。

1、案例描述

支架的几何结构和承载如下所示,肋板结构由三点生成的B-Spline曲线控制,对样条曲线上B点的X、Y方向位置尺寸进行参数化;研究不同肋板结构下,侧向加载5.0MPa压力和底端固定约束时,支架在X方向的最大变形量。


0.png

实现方法:在Workbench平台下,首先使用SCDM脚本功能创建参数化模型,然后在Mechanical中对压力载荷数值与X方向最大变形量进行参数化,最后在Parameter Set下进行参数化研究。


2、SCDM脚本参数化

在SCDM中可以创建脚本组和脚本参数,然后绑定脚本建模代码,实现在WB下几何的全参数化,并且可在Parameter Set下同步管理输入参数。接下来演示脚本参数化详细过程。


  • 打开Workbench 2019R1,新建“Static Structural”分析系统,双击Geometry进入SCDM软件。然后在群组(Group)面板下,单击右键选择“创建脚本组”命名为“Bracket”,并创建两个初值为5.0的脚本变量:midXcoor和midYcoor,最后编辑脚本组中的建模代码,操作过程如下。

bracketScript.gif



  • 支架几何建模过程如下图所示;按照操作过程,在打开的脚本编辑器中输入以下脚本建模代码。

02.png

code1.png

  • 创建命名组用于Mechanical中通过Named Selection选定加载位置,因为回放脚本时,SCDM会重头开始构建模型,并为所有实体分配新ID,所以采用几何选取(Geometry Selection)的方式指定加载位置会更新失败。
  • 本案例中,我们通过面索引分别选中压力和固定约束面,创建Selection实例,然后命名为“FixedSurface”和“PressSurface”;最后选中实体命名为“BracketBody”;脚本代码如下。

code2.png

  • 将上述所有建模代码输入到脚本编辑器中,重新运行脚本组,以检查脚本的有效性,效果如下。可以看到,通过脚本可以实现参数化建模,并且能自动识别载荷加载位置,最后创建命名组完整代码可去“ANSYS仿真与开发”公 众号获取

bracketRun.gif

3、Mechanical参数化

关闭SCDM软件,然后双击WB下的“Static Structural”分析系统中Model单元格,进入到Mechanical软件中。在Mechanical软件中,任何以“¨”符号为前缀的输入或输出都可以参数化。

  • 指定仿真模型材料:在结构树Materials节点处,右键插入Material Assignment,在属性框中Scope组下通过Named Selection选中BracketBody命名组,指定材料为默认的结构钢。

07.png

  • 设置MultiZone网格划分方法:在结构树Mesh节点处,右键插入Method,在属性框中Scope组下通过Named Selection选中BracketBody命名组,设置方法为MultiZone,对整个几何体划分六面体网格。

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  • 设置固定约束:在结构树Static Structure节点处,右键插入Fixed Support,在属性框中Scope组下通过Named Selection选中FixedSurface命名组。

04.png

  • 设置压力载荷:在结构树Static Structure节点处,右键插入Pressure,在属性框中Scope组下通过Named Selection选中PressSurface命名组。输入压力值为5.0MPa,然后点中Magnitude”将压力输入值进行参数化。

05.png

  • 创建X方向变形云图:在结构树Solution节点处,右键插入Direction Deformation,在属性框中的Results组下,然后点中Maximum”,将最大X方向变形量进行参数化。

06.png

4、Workbench参数化驱动

在SCDM和Mechanical中定义的参数,显示在Workbench中Parameter Set选项卡中,可在选项卡界面下直接更改参数,通过参数驱动重新生成几何模型、网格和仿真结果。

08.png

创建如下设计点,点击Update All Design PointsWorkbench会在后台通过参数驱动SCDMMechanical软件,开始计算所有设计点工况。得到各设计点下的结果如下,保存项目文件退出

09.png


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首次发布时间:2019-11-28
最近编辑:6月前
小田老师
硕士 | 仿真工程师 欢迎关注ANSYS仿真与开发!
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5条评论
Lila
签名征集中
3年前
厉害了
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归去来兮
签名征集中
4年前
老师您好,在18.0中的mechanical,树结构中是没有Materials的,该怎么设置材料呢
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归去来兮
签名征集中
4年前
老师,这个代码怎么回去呢,在***里输入什么呢
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我舅他外甥
得饶己处且饶己
4年前
老师,在您给出的这个例子中,创建设计点,点击Update All Design Points后,不同工况下的计算结果都与DP0相同,可能是什么原因呢,前面的步骤都是按照您给出的步骤照做的
回复 2条回复
仿真秀0514235833
签名征集中
4年前
您好,老师,在mechanical中加载,加约束,求解得到结果这部分要怎么实现自动化呢。也就是从输入几何到输出结果这整个过程。我看了前几期的文章,按照步骤录制命令,在wb平台也就只有一些基础的命令被录制了,真正进入网格划分,求解模型的部分都没有被录制。请问要怎么把全流程都能实现自动呢,谢谢老师
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