结构有限元雕虫小技9——对象生成器

说到让海绵宝宝们提高生产效率、杜绝无效摸鱼，那么就不得不提对象生成器，这个对象可不能生成你的对象，它只是一个基于模板的批处理工具，它坐落于菜单栏的自动化——工具中。

使用对象生成器前需要先生成命名选择，即对象生成器是基于模板和命名选择的批处理工具，正如每个人的对象都有自己的名字一样。

说起来很空洞，下面以一个实例来介绍，本例是一个水阀，两端使用螺栓连接水管，上端通过螺栓连接阀盖。上端连接处采用了螺栓实体建模，左端与水管连接处省略了螺栓，右端省略了螺栓与水管，正好利用此例，再复习下WB中的螺纹连接。

Step1 建立项目。

建立静力学项目，导入模型，读者不需要纠结于文中模型，自己画一个简易的即可。材料使用默认的结构钢。具体过程略。

Step2 创建命名选择。

双击模型栏进入Mechanical。

选择模型右端面的一个孔，创建命名选择，名称修改为“固定孔”，应用相同的几何项选择尺寸和位置Y。点击结构树中的命名选择“固定孔”，检查是否选择了这9个孔。

同样为水阀左侧的9个孔创建命名选择，名称设置为水阀连接孔。

同样为左侧水管法兰面的9个孔创建命名选择，名称设置为水管连接孔。

为水阀顶部的螺栓创建命名选择“螺栓”。尺寸可以通过ctrl点选所有螺栓然后创建命名选择，也可选择一个螺栓创建命名选择，然后在命名选择对话框中勾选相同尺寸。

同理创建命名选择“螺母”。此时共创建了5个命名选择项目。

Step3 接触设置。

删除自动生成的所有绑定接触。

左侧水管法兰面与阀门的法兰面之间创建粗糙接触。

同理顶部阀盖与阀门主体之间也建立粗糙接触。9个螺母下表面与阀盖上表面建立绑定接触，9个螺栓头上表面与阀门上法兰下表面建立绑定接触，如下示意图。

创建梁连接，梁的半径设置为4mm，参考面选择左侧水管法兰的一个孔，移动面选择水阀上对应的孔，重命名为“梁连接”。注意应该在螺栓螺母的实际作用的两端面建立印记面，在印记面之间建立梁连接，直接在孔（或孔边线）之间建立梁连接是一种偷懒的做法，这里的偷懒不全是贬义。

选择结构树中的“梁连接”，使用对象生成器创建其余梁，设置如下。

点击生成，在结构树中便生成了其余8对孔的梁连接。

Step4 网格划分。

整体模型采用默认网格，螺栓和螺母使用尺寸控制。

选择一个螺栓，设置网格为2mm。

选中结构树中刚才创建的尺寸控制，选择对象生成器，设置图形选择为命名选择项目“螺母”，限定范围为“每个实体”，勾选忽略原件，即所选择的模板件不重复创建。

点击生成，便创建了9个螺母的2mm网格尺寸控制选项。

上面操作只为了演示对象生成器的使用方法，其实直接对命名选择项“螺母”使用网格尺寸控制的效果是一样的。下面对螺栓使用2mm网格尺寸控制。

Step5 边界条件。

为了施加螺栓预紧力，将分析步设置为2，第一步用于螺栓预紧，第二步用于螺栓锁定及施加其他载荷。

对右端面命名选择的“固定孔”施加固定约束，使用Step4中的两种方法都可以。

对左侧水管施加向左的5000N的载荷，作用在第二分析步。

对其中一个螺栓的圆柱面施加螺栓预紧力，第一步预紧8000N，第二步锁定，注意此处8000N不具备工程实际意义，工程中的预紧了请按照螺纹连接一文计算。

此处可以先对所有螺栓圆柱面创建命名选择，建立一个预紧力后，通过对象生成器创建其余8个螺栓预紧力。

同理创建左侧梁连接处的螺栓预紧力，先创建其中一个，参数同上。

如果此时对创建的梁的螺栓预紧力使用对象生成器，会提示没有模板对象，这是为什么了？

原因是对象生成器是基于命名选择的，而这9个梁连接并不是命名选择项，所有无法生成对象，此时我们只能逐个手动创建梁的螺栓预紧力了，可以在树中右击刚才创建的螺栓预紧力——复 制，然后在属性中修改就行了，最终如下图。

Step6 计算与后处理。

如果遇到难收敛，可参看之前的非线性文章，本文重点是介绍反摸鱼工具——对象生成器，所以就不再演示计算过程了（主要是懒）。