UG與ANSYS模型數據轉換的方式及實例分析

2013-08-14 by:廣州ANSYS Workbench軟件培訓中心來源:仿真在線

0引言

    ANSYS 具有結構、流體、熱、電磁及其相互耦合分析的功能,是有限元領域的大型通用軟件,以其多物理場耦合分析的先進技術和理念,在工業領域和研究方向都有廣泛而深入的應用。但與其強大的有限元分析功能相比,ANSYS 的建模功能顯得較為遜色,在應用ANSYS 進行有限元分析中,有限元建模耗費了工程技術人員大量的時間與精力。雖然ANSYS 帶有自建模功能,但是這個建模功能非常有限,只能處理一些相對簡單的模型,而且操作起來并不十分便利。隨著ANSYS 的應用日益廣泛,它需要處理的模型也越來越復雜, ANSYS 自帶的建模功能就顯得非常不足。UG 、proe、SolidWorks 、SolidEdge 等CAD造型軟件擁有強大的參數化設汁能力,可以進行復雜的實體造型。因此,如果把這些CAD 造型軟件與ANSYS 結合使用,充分利用CAD 造型軟件快速準確建模的特長,就可以很好地解決CAD 建模能力的不足。許多工程技術人員就利用這些CAD 軟件建模,利用ANSYS 與CAD 軟件之間的圖形接口將模型導人ANSYS。ANSYS提供了與大多數CAD 軟件進行數據共享和交換的圖形接口,ANSYS自帶的圖形接口能識別IGES 、Para Solid 、CATIA 、Pro 在、UG 、SAT 等標準的文件。使用卻讓SYS 與CAD 造型軟件的快速方便的接口,能有效提高建模速度,提高模型品質,簡化分析工作。

    在很多情況下,技術人員已經在擅長的CAD 系統中建立了幾何模型,這時可以通過ANSYS 與CAD 系統的接口把它輸入到A. NSYS 中進行分析。工程師可以利用自己熟悉的工具去建模,而且避免了在ANSYS 中重復對現有CAD 模型進行建模。

    UG 、Pro\E 是最為常用的三維造型軟件,它們強大的參數化建模功能使得復雜零件的造型容易實現。ANSYS 為UG 和proe 都提供了直接的接口,使用ANSYS進行有限元分析時可以直接將模型導人。ANSYS 為proe 提供了連接向導,比較容易實現數據的轉換。選擇"程序"→ANSYS8 .0→Utilities →ANS_ ADMIN ,打開ANSYS 管理器,按照提示進行與目。在連接即可。

    與proe不同,且讓SYS 并沒有為UG 提供連接向導,一般來說,先安裝UG 再安裝ANSYS , ANSYS 會自動與UG 連接。雖然ANSYS 與UG 有直接的接口,但由于版本問題等各種原因導致不能成功直接在ANSYS 導人UG的贊. prt 模型文件,因此本文主要討論UG 和ANSYS 的數據轉換。螺栓有一個復雜的螺旋曲面,能夠很好地考察模型數據的轉換是否成功,下面以UG 中建立的一個M8x25 螺栓模型(文件名為bolt. prt) 為例(圖1),介紹從UG 導入數據到ANSYS 方法,各種軟件版本可能不盡相同,本文使用的是ANSYS8.0 和UG NX2 .0 。
    1 直接導入UG 文件

    ANSYS 支持UG 的*.prt文件,在ANSYS 中選File→Import→UG 再指定bolt. prt ,一般可以導人數據。但是在某些版本的ANSYS 中往往提示缺少bolt. ans 文件,操作失敗,模型無法導人ANSYS。

    總結經驗發現,在某些版本的ANSYS 中,要使UG 文件成功導人ANSYS 之前需要在系統中添變量,變量名為PATH ,變量值為UG 安裝文件夾里UGH 文件夾的路徑,本例的變量值為H:\Unigraphics NX 2.0\UGH ,不同版本的UG 具體的變量值不盡相同。操作為在WindoW中選系統→高級→環境變量→系統變量→新建,按確定后所示,"環境變量"對話框新增了所添加變量,添加系統變量后須重啟計算機。

    重啟后,在ANSYS 中選File→mport →UG 指定.bolt.prt,螺栓模型成功導人ANSYS 。但模型實體以線框形式顯示,不能顯示麗和體,難以直觀操作。在ANSYS中選Plot → Style →Solid Modelo Normal Faceting. 然后選Plot-Volume后,顯示的實體,很好地表達了模型各種特征細節,基本沒出現線面丟失、因無法轉換等問題,這樣就很快的在ANSYS建立了復雜的螺旋曲面。使用ANSYS進行有限元分析時,其它復雜的也可以同樣使用UG 進行建模再導人ANSYS 中,免去了費時ANSYS建模工作。一些原先元法直接用ANSYS 自帶建模功能建立的復雜模型也能在ANSYS 中建立,提高了有限元分析的正確性和準確性。

    若UG 模型成功導人了ANSYS,則會在ANSYS工作文件夾中生成與UG 文件同名的UG-ANSYS通信列表文件bolt.tbl 和UG-ANSYS 屬性文件bolt. attr. 這兩文件記錄了被導入模型的各種信息。

    2 間接導入UG 文件

    將UG 中模型另存為其它ANSYS 支持的格式,再導人ANSYS。在UG 中將模型另存為CATIA MODEL File, ANSYS 支持這兩種格式的文件。下面依然將螺栓作為例子,在UG 中將螺栓模型另存為bolt. model 和bolt igs。在ANSYS 中選File-LMPORT→CATIA→bolt.model 或File-miport-IGES-blot.igs,將螺栓模導人ANSYS 中,圖形同樣以線框表示顯示,選Plot- >Style 一>Solid model- >normal faceting,然后選Plot 一>Volume 顯示實體。

    對比兩種不同格式生成的劇唱SYS 模型,可以明顯地看出,螺栓并沒有生成螺紋c 分析導人的模型,發現CATIA Model 格式導入的模型明顯優于IGES 格式導人的模型。ANSYS 能很好支持CATIA 的格式.CATIAModel 格式導人的模型生成了線、畫和體,完整地保留了UG 中的螺栓模型各種細節特征,連復雜的螺紋曲面也得到了很好的表達。

    IGES 作為一種表達產品數據并將其轉換成中性文件格式的行業標準,實現文件之間的交換具有很大的優勢,但是劇唱YS 對IGES 的支持不夠,ANSYS 讀入所需IGES 文件的時間很長,占有系統資源較多。而且,在導入IGES 文件的時候,無法識別小的幾何元素,造成所生成拓撲結構不連續,無法生成實體,導人的螺栓模型只是由一些面組成,并不能生成實體,不能表達螺紋的曲面。而且,倘若要在ANSYS 使用這種模型進行有限元分析,則必須費時做大量的修補工作,影響分析的精度和準確性,甚至還可能還會影響后面劃分網格等工作。