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时间:2018-07-06
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1、ProE模型导入ANSYS问题的思考摘要本文阐述了ProE模型导入ANSYS的意义,对其导入方法进行了分析,在建立有限元模型的基础上,分析了变流器柜体的力学性能,证实了ProE模型导入ANSYS的价值。中国8/vie 关键词ProE模型;导入;ANSYS;方法 中图分类号TP3文献标识码A1674-6708(2017)182-0096-02 随着铁路领域发展水平的提高,高速与重载成为了列车的主要特点,传统设计水平已经无法满足当前时代对于列车的要求,将CAD以及CAE技术应用到列车设计以及制造过程中,已经成为了铁路领域发展的必经之路。
2、ProE以及ANSYS分�e属于CAD以及CAE的主要代表,将ProE模型导入ANSYS中,能够使两者的设计优势有效结合,对于列车整体性能的提高具有重要价值。 1ProE模型导入ANSYS的意义 CAD即计算机辅助设计,属于CAE(计算机辅助工程)中的主要内容之一,ProE属于CAD的代表性技术,其中的机械设计模块,是辅助CAD设计完成的主要模块[1]。从本质上看,ProE下的机械设计模块,属于三维机械设计工具的一种,能够使机械的设计过程在三维可视化的条件下展开,可使机械的设计精度与效率有效提高[2]。ANSYS属于CAE的代表性技术
3、,其下包含几何建模模块,具有几何建模的功能,但该功能相对较弱,且实现复杂。将ProE模型导入到ANSYS中,能够使两者实现优势互补,能够使机械设计更好、更快的实现。 2ProE模型导入ANSYS问题的思考 2.1ProE模型导入ANSYS的方法 2.1.1文件导入 ProE具有结构复杂的特点,文件格式以IGES(Initial?Graphics?Exchange?Specification,初始化图形交换规范)文件为主,与ANSYS文件格式存在一定的差异,如直接将文件导入其中,ANSYS很容易出现实体丢失的问题,进而影响设计进展。
4、为确保文件导入能够更好的完成,在导入前做好格式转换十分重要。 2.1.2接口转换 在将状态设置为默认的情况下,ANSYS无法直接对ProE中的文件进行转换,需对其进行重新设置,才可使转换顺利完成。在ANSYS软件中,可以利用其Connection?for?Pro/Engineer模块,完成数据的传输以及文件的转换过程,最终使文件的导入得以实现。 2.1.3A中的中间曲面的应用,建立壳单元模型,相对于ANSYS的建模过程而言,中间曲面功能的应用效率更高。 薄壳与厚壳是需要了解的两种壳单元模型形式,前者一般不包括剪切变形,无需考虑该问
5、题,则可建立薄壳,过程相对简单,只需将ProM有限元模型导入即可。如需考虑剪切变形的问题,则需建立厚壳,以确保能够满足壳单元模型建立的要求。 在变流器实体中,还包括安装支座等小零件,对变流器整体结构力学性能的影响较小,因此在建模过程中,无需考虑上述问题,以使建模过程以及具体模型得到简化。 2.2.2焊缝与螺栓 变流器实体中,存在较多的焊缝以及螺栓,对实体力学性能的影响较大,有限元建模过程中,必须将其作为重点问题加以考虑。建立耦合和约束方程,能够使自由度联接得以实现,可以在利用上述基础的前提下,对焊接位置进行耦合约束处理,将自由度耦合
6、,以实现对焊接情况的模拟。 手工电弧焊是焊接方法的一种,相对较为牢固,其强度与变流器实体基本一致,因此在建模过程中,无需考虑该接缝问题,将其删掉简化即可。 螺栓连接在以变流器为主的机械中十分常见,在有限元分析过程中,需对其加以重视。ANSYS具有非线性接触行为模拟能力,适用于对机械中螺栓连接情况的模拟,能够对有限元模型的建立带来支持。 2.2.3有限元建模方法 有限元建模方法包括两种,分别为H法和P法。H法属有限元建模的常规方法,要求每个单元采用低阶次的插值多项式进行计算,各个单元的阶次不变,将有限元网格的密度作为变量,在不断改变
7、变量的基础上,最终得到函数的最优解。P法同样属于有限元建模的一种方法,该方法要求将有限元网格的密度作为定值,将各单元函数的阶次作为变量,通过不断改变变量的方法,最终得到函数的最优解。可以看出,上述两种方法的区别仅在于变量的不同。通常情况下,在利用P方法进行有限元计算时,各单元的阶次一般需逐渐上升,并在此前提下,不断地完成函数的求解过程,通过迭代的方法,使函数的解能够逐渐趋近于真实。相对于H方法而言,P方法一般具有更少的网格,但计算量较大,这是其优势以及缺陷所在。考虑本次有限元分析的需求,决定采用H方法作为主要有限元计算方法而应用。 2.
8、3变流器柜体力学性能的测定 便利器柜体为不锈钢材质,屈服强度为205MPa,强度极限为520MPa,荷载情况如下:纵向5g、垂直1g时,应力176MPa,最大位移量0.442mm;纵向-5g
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