catia CAE PDF CAE是基于知识工程为底层构架开发嘚做到了真正意义上的CAD/CAE一体化,实现了CAE模型与CAD模型的全面关联性本文利用catia CAE PDF CAE的高级壳网格划分模块FMS进行对发动机罩的壳网格划分和编辑,利用点焊网格工具快速处理大量焊点网格求解完成后,利用CAD/CAE一体化的优 势进行设计变更在结果处进行结果更新即可。
利用catia CAE PDF CAE对汽车发動机罩进行快速刚度分析 达索析统Simulia 焦中华()
本文利用catia CAE PDF进行建模然后利用catia CAE PDF CAE进行快速分析,分析完成后通过修改铰链的宽度参数的数值夶小,实现设置方案的修改然后在分析结果出更新即可。
2.有限元模型2.1有限模型处理 发动机罩的子装配模型是由内板、外板、粘胶和铰链組成其他部件不予考虑。其中有限元模型处理全部选用以四边形单位为主的壳单元其中内板和外板的卷边利用的共节点方式模拟,之間的粘胶利用点焊单元进行模拟与铰链之间的螺栓连接简化成刚性连接。
基于高级壳网格划分器,又开发出了基于规则的网格划分器(Rule based surface mesher) 该网格划分器只需要事先按照每个公司的网格划分标准和要求定义好相关网格划分规则,就可以轻松针对不同部件进行快速网格划汾并且该规则文件可以公司所 有员工共同使用。
2.2 有限元模型的划分 在有限元分析时一般情况下小的特征需要进行简化的,一些小的圆孔尤其是刚度分析时是可以忽略的,在catia CAE PDF CAE中可以让大家方便的进行相关操作如下:
图1的全局参数设置完成后,点击OK就可以看到我们几何簡化的效果了图2所示的蓝色的圆孔就是被自动忽略的,绿色的就是网格划分需要考虑的其次圆孔周围的网格质量是要求很高的,因此峩们可以方便的设置圆孔周围的网格分布
粘胶处理,利用FMS中提供的点焊连接单元 可以轻松处理大量的焊点连接由于catia CAE PDF CAE是CAD/CAE一体化软件,可鉯同catia CAE PDF其他的模块协调应用如果利用BiW模块设置的点焊信息,可以直接选用一次性把两个面之间的所有焊 点的网格划分完成。当然如果没囿BiW模块也可以利用点分析连接关系定义相关点焊。
划分的装配体网格模型如图5所示
在catia CAE PDF CAE中定义壳的材料属性时,厚度是同几何设计过程Φ完全关联的因此不需要专门定义厚度,如图6所示
上图6所示,在厚度一栏中,最右侧有个f(x)表示厚度已经是参数化的与CAD模型完全关聯的,在定义属性时当选择了面之后,响应的厚度会自动加载进来
两个铰链的圆孔处施加12346方向的约束,在内板的右上角椭圆孔处施加法向约束如图所示。
在如图7所示的位置施加120N的分布力载荷
当所有的边界条件设定完成后,就可以进行相关计算点击计算按钮 ,运行唍成后选择位移云图如下图9所示。
为了获得刚好的刚度可以修改铰链设计,把铰链的宽度变大从目前的15mm改成20mm,如图10所示双击模型僦可以直接回到设计界面,点击特征树上的铰链的宽度参数直接修改即可。
修改完参数后只需要双击回到分析界面,在结果位移云图嘚地方点击激活 即可如图11所示。所有的网格划分、连接关系和边界条件都不需要进行干预直接进行计算就行,做到了真正的CAD/CAE一体化夶大的提高了CAE的 分析效率和设计效率,在产品开发过程中真正做到了计算辅助工程的作用也真正让CAE回归了本源。
铰链的宽度从15mm变成20mm后其位移云图如图12所示,刚度有了明显改善
利用catia CAE PDF CAE既可以快速划分高质量的网格,也可以快速的进行分析求解其次由于是真正的CAD/CAE一体化解決方案,只要设计发生变化就不需要重复所有传统 分析软件那样的工作,而只要在结果进行更新即可大大提升了设计和分析的效率。僦拿本例来说从有限元建模到分析完成只需要5-10分钟就可以完成。而传
原标题:在catia CAE PDF CAE中的高效智能的网格苼成技术
基于规则的网格划分器(RBM)
扩展了FMS模块的网格划分功能可以基于预定义的网格划分规则对高级复杂曲面进行自动网格划分。
基于规則的网格划分器(RBM)扩展了FMS的网格功能并且对利用catia CAE PDF的网格划分工具进行的所有工作流能够实现对复杂曲面自动的和更高质量的网格划分。RBM提供给了用户一种方法可以在例如圆孔、倒角(fillet)和加强筋(beads)等特征处来指定希望的全局网格划分的几何处理RMB也提供了一种方法来指定可接受的单元质量准则,例如最小边长、长宽比(Aspect
ratio)和偏斜度(skewness)一旦完整的网格划分规则被定义,网格划分时就不需要额外的用戶参与整个网格划分都将自动完成。
· 能够对复杂的曲面进行全面的自动网格划分
· 生成单元数量尽可能少网格质量更高的壳单元
· 通过用户自定义规则来控制通用几何体的处理
· 通过预定义的网格质量准则目标来创建想要的网格
· 利用相同的网格划分规则对所有的几哬体生成一致的网格划分结果
· 提供针对目标场(例如NVH、碰撞等)的恰当的网格划分规则
除了FMS提供的功能和优势外,RBM还可以提供:
复杂曲媔的网格自动划分
一旦定义好规则RBM可以自动生成网格。自动网格划分极大地提高了生产效率因为在网格编辑方面花费了尽可能少的时間。
较少数量的单元更高质量的网格
最终生成的网格是比以前生成的网格质量更高,效率更快基于比手动调整更加高效的规则对网格進行优化。RBM从全局的角度来考虑网格划分问题以满足网格质量准则而不用修改和细化用户关注的地方。
通用几何特征的一致处理
RBM可以识別通用几何特征例如圆孔、倒角和加强筋,并且根据用户的要求进行几何处理例如,用户可以指定直径小于5mm的圆孔被移除直径在5mm到10mmの间的圆孔处生成1层单元,圆孔周围6个节点直径10mm到15mm的圆孔处生成2层单元。利用这种方法可以确保从一个区域到下一个区域和一个模型箌下一个模型的几何处理的一致性。
除了通常几何特征的一致化处理外RBM还让用户指定要满足的 单元质量目标。用户还可以指定单元几何嘚限制例如最小边长、长宽比和单元偏斜度( skewness )以确保单元形状不影响仿真结果。
对所有几何一致的网格划分结果
由于RBM能够让用户对很哆部件使用相同的网格划分规则因此确保了划分的网格结果的高度一致性。这些一致性非常重要尤其在模型间有较小变动时。在这样嘚情况下网格上的差别对结果不产生影响。
对不同的目标学科用户可自定义网格划分规则(NVH, 碰撞等.)
每一个仿真学科都有自己的网格要求以嘚到高质量的结果同时伴随可接受数量的单元。利用RBM用户可以很容易的选择恰当的规则组合来达到不同学科的仿真目标要求。