基于HyperMesh二次開發的靜剛度分析程序

2016-11-04 by:CAE仿真在線來源:互聯網

1 前言

在汽車研發的CAE分析工作中,靜剛度分析是一項基礎而重要的內容。靜剛度分析內容多,工作量大,且分析流程類似,操作大量重復,枯燥繁瑣;同時,靜剛度分析項目不同工況的載荷大小、約束及其它操作和參數存在較多細節上的差異,工程師在完成該類分析時,容易出現人為的遺漏和錯誤,還需耗費大量時間去檢查;另外,靜剛度分析對應的分析規范多,并且由于分析方法的改進,分析規范也處在不斷的更新過程之中。為了確保分析方法與最新的分析規范相一致,工程師每次分析之前均需要查閱和確認最新的分析規范。不僅耗時費力,而且容易出錯。這樣就很難保證分析規范嚴格高效地執行。本文利用TCL/TK語言,對HyperMesh進行二次開發,將基本的靜剛度分析項和分析規范集成到HyperMesh當中,固化分析參數與步驟,最大程度地減少人工干預。實現了靜剛度分析流程自動化,很好的解決了靜剛度分析面臨的上述問題,大大提高了工作效率。為了便于推廣應用,還編寫了相應的使用幫助文檔《靜剛度/模態分析程序使用手冊》,便于CAE工程師快速學習和查閱。

2 程序功能介紹

程序界面如圖1所示,在HyperMesh菜單欄上添加了一個NVH下拉菜單,菜單分為二級,第一級為靜剛度分析和模態分析,靜剛度分析的二級菜單則為20多項常規的剛度分析內容,模態分析的二級菜單則為自由模態分析和約束模態分析。網格模型導入后,選擇二級菜單中的相關分析項,程序將提示并引導用戶作一些簡單的輸入,程序將自動完成其它的處理工作,并生成求解器輸入文件,同時在HyperMesh中添加了一個工具條,使得用戶可以直接在工具條上點擊相應按鈕,即可啟動求解器進行分析,并將結果文件保存到用戶指定的目錄當中,如果用戶一次選擇了多個分析項,并在最后點擊工具條上的啟動求解器計算按鈕,則程序生成批處理文件,可使求解器批量處理這些分析項。

圖1 程序菜單示意圖

3使用實例

本節以車門內板玻璃升降器安裝點剛度為例,介紹程序的操作流程。

首先導入車門的有限元模型,并按程序使用手冊中的要求,將車門鎖芯和鉸鏈孔中心的節點編號。然后在下拉菜單中依次選擇NVH->靜剛度分析->前門玻璃升降器安裝點剛度分析,則程序進入到圖2所示界面,并提示用戶選擇待分析的安裝點。

點擊確定并按圖3所示的方式選擇每一個安裝孔邊緣的任意一個節點,并點擊proceed進入下一步。

此后程序將自動在安裝孔處使用RBE2單元建立螺栓連接,并在安裝孔中心即RBE2單元主點上創建局部坐標系,施加載荷,創建約束條件,以及求解器靜力分析的相關其它卡片和參數。最后彈出對話框提示用戶選擇求解器輸入文件的保存路徑(圖4),選擇之后點擊“確定”,完成該分析輸入文件的創建。

點擊工具條上的按鈕“1.計算”,程序將彈出對話框讓用戶選擇結果文件保存路徑,選擇路徑(圖5),輸入文件名點擊“確定”之后,則彈出提示框,讓用戶確實是否開始計算(圖6)。

點擊“是”則調用求解器開始計算(圖7)。

4結論

TCL語言簡單易學,同時HyperMesh軟件提供了豐富的二次開發接口,用戶可以結合自己的工作需要利用TCL/TK語言對HyperMesh進行二次開發,定制滿足用戶特定需求的功能模塊,體現了HyperMesh軟件良好的拓展性和開放性。本文針對靜剛度的分析流程進行了二次開發,首先分析了各分析項之間的共性及差異,在此基礎上確定程序編寫的步驟及相應的界面。然后結合工作實際操作中可能碰到的情況,運用相應的對話框進行提示,增強了程序在使用過程中的友好性,并能夠在HyperMesh中一鍵調用分析軟件,改變了先前的工作模式。本程序在實際工作中得到了全面有力的推廣,實際應用表明,本程序具有規范流程,簡化和標準化操作等優勢,不僅提高了工作效率,而且也減少了工作中人為的遺漏和錯誤,同時只要按照程序的幫助文檔一步步操作就能進行各項工作,可使新員工也能很快參與項目,有力的保障了項目進度。