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11.8手柄静力分析实例本例将首先建立手柄几何模型，通过实体模型的分割，将几何模型分割为简单六血体拓扑结构，通过分组操作，将分别得到四节点四面体、十节点四面体、八节点六面体和二十节点六面体网格离散模型，并分析对比了不同离散网格下的分析结果。11.8.1创建数据库模型(1)新建Patran空数据文件。点击命令栏File/New,输入数据库文件名lug.db，点击OK按钮。(2)在NewModelPreference页面中确认Tolerance=BasedonModel,AnalysisCode二Nastran,AnalysisType二Structure,AppromimateMaximumModelDimension文本框中输入11・0,点击OK按钮退出页面。(3)点击命令栏File/Import,选择lug.xmt文件，点击0K按钮以导入模型。在菜单栏中点击Iso1View按钮(囚)，得到如图11-165所示的手柄儿何模型。11.8.2创建新组(1)点击命令栏Group/Modify...,打开如图11-166所示的Group页面。(2)如图11-166所示，点击Rename…按钮，在如图11-167所示的NameList页面中,RenameAs文本框中输入hox8作为新的组名，点击Apply按钮完成组的重命名。(3)如图11-168所示，重新设置Action二Create,在NewGroupName文本框中输入tet4,确认MakeCurrent选项处于选择状态。点击Apply按钮生成新组，并点击Cancel按钮退出组页面。 Action:5E&▼IMethodSetectEntty▼I图11-167NameList页面FilterWewGtomoName巨Ms*eCurrent厂UnposiAllOtherGroupsEntitySelectionr-Apply-]CancelGroupContents:AddEnttySelection▼图11T68Group页面MefTterListtoAddiKemoveII・AMd・|-Rernove-AJIGeOTdryAddRemoveAJIFEMAddRemoveAJIEntitiesAddRemoveOKTargetGrcuptoModilyidefoUt_groM3ChargeTargetGroup..MakeCurrentRename..vSelectableMembersl/temberLi3tPortl8ScW1图11-166Group页面11.8.3创建新几何实体本节采用平移复制的方法创建新的儿何实体，并通过分组予以区别。(1)在如图11-169所示的Geometry页面中，依次设置Action=Transform,Object=Solid,Method=Translate0(2)如图11-169所示，在DirectionVector文本框内输入<0-100>,勾选取消AutoExecut选项，在SolidList文本框中选择图形区内的实体，点击Apply按钮生成如图11-170所示的实体。(3)点击命令栏Group/Post...,打开如图11-171所示的Group页面，在SelectGroupstoPost中，不选择tet4,点击Apply按钮隐藏部分实体，点击Cancel按钮退11!Group页面。点击菜单栏屮的Fitview按钮(串)，得到如图11-172所示的实体模型。 Action:Transform▼Object:soltd▼|M«thcdTranstete▼|SdidIDList|3TypeofTransferrrwtton(•CerlesianinRefer.CF|COrvlinearInReferCFActionRefer.CoordnateFramejCocrdO厂ReverseDreclion&AutoUpdateDircctionVector|<0-100>vectorMagnitude|100TwvslotionPoremctcrsRepeetCountCorertVtewport[defaulviewportSetectGroupstoPost厂DeleteOrignolSotds厂AutoExecute图11-169Geometry页面图11-170几何模型图11-171Group页面图11-172实体模型11.8.4分割几何实体本节将首先创建儿何点，并通过儿何点创建分割实体的平面,从而实现儿何实体的分割。(1)点击Pointsize按钮週，以进行点显示模式。(2)在如图11-173所示的Geometry页面屮，依次设置Action二Create,Object二Point,Method二Extract。(3)如图11-173所示,勾选取消AutoExecute选项，在CurveList文本框中选取相应的曲线，点击Apply按钮，得到如图11-174所示的儿何模型。(按住Shift键，可同吋选取多个曲线)(4)如图11-175所示的Geometry页面中,重新依次设置Action=Create,Object=Plane,Method二3PointSo勾选取消AutoExecute选项，在Point1List至Point3List文本框中依次选择上述步骤生成的三点，点击Apply按钮，生成如图11-176所示的水平平面。 CfciectMethodExtract▼|PortIDList|20ParsmetrcPositionOjO1.0L丿uParametreValue|05PdrometenzotjonMethcdGEqualArcLength厂°Equa,VectorMagnitude输入15在点击Apply按钮,生成新的几何体。(3)在如图11-199所示的Group页面中,重新设置Action二Post,在SelectGroupstoPost歹ij表中选择tet4,点击页面下部的Apply按钮。(4)在如图11-200所示的Geometry页面中，重新设置Action二Create,Object==Point,Method二Extract,生成线条中心点。采用如图11-201所示的设置，生成切割平面，上述相同的方法，切割实体，得到如图11-202所示的几何模型。 Action:Create▼jhfethgSelectErttyExistingGcoi<)Nameshex8tet4FilerF^•wGrcupNeme&Current厂UnpostAlOtherGroipsActbn:TbmE▼|MXTxtaU▼]SctectGroups)..SeatedGroups)[hexd厂Move(•Ccpy[irime($)TransformedGroupHame(s)0旳nal一|PTransfamLaacfe/BCePPor«formFrcpertiesTrensWionVedor厂ReverseOregon7AutoUjxtoteAc：ioaPost■]CiirertVfe*卩3ttdelait_vevipcrtSefedGcouf»toPo$tGroupCorterts:AddErttySelects▼|・3y・|Cancel图11-197Group页面图11-198Geometry页面图11-199Group页而MmCreete▼Point▼:时cdE如■| PohlDLetParatneterizationMethod介EcuaiArcLenjthCEcuajPararretncVflhesPer帅小匕Pc«$iton0j01.0uParanKdcValuelAuloExecieCurveListpdd213243215图11-200Geometry页而ActwGe能▼|咧Hare▼AWhxt3Ports▼:FbnelDUst-A?如图11-201Geometry页而图11-202几何模型(1)在如图11-203所示的Group页面中,在NewGroupName文本框中输入tetlO,点击Apply按钮生成新组。(2)在如图11-204所示的Geometry页面中，重新依次设置Action=Transform,Method二Translate。点击SelectGroups…，在出现的列表中选择tet4,点击ok返回。(3)如图11-204所示，选择copy,在DirectionVector文本框中输入〈100>,VectorMagnitude输入15,点击Apply按钮生成tetlO组件实体模型。 ActionCE6旳帕dseiectEntty▼|htewGroupNameItetio~pNtakeCureri厂LhpostAJIOtherGroupsActionMethcdTrengform▼|Translate▼SelectOoip($)...SetededGroins)塚4广MoveGCopy[iTime($)Trensiwr©^OwpMarries)Orignal■|鼻如Pod▼GraoContorts:AddErttySdedion▼图11-203Group页面0TrensfoTnLoafc^BCs[✓TrensfoTnPropertiesTranslationVector厂ReverseDirection•Ap如|CencelQnert科卉portIdetoutj/^/pcflSeiedGregtoPostF加图11-204Gcometry页面图11-205Group页面(1)在如图11-205所示的Group页面中,设置Action=Post,选择全部组件，点击Apply按钮，得到如图11-206所示的几何模型。图11206几何模型11.&6创建局部坐标系与网格划分为了实现函数加载，需首先创建局部坐标系。本节将首先创建局部圆柱坐标系，并通过平移复制的方法来生成其他圆柱坐标系。(1)点击菜单栏上的Geometry按钮，打开如图11-207所示的Geometry页面，重新依次设置Action二Create,Object二Coord,Method=3Point,Type二Cylindrical,勾选取消AutoExecute选项。Origin中选择内圆心点,PointonAxis3中选择外圆心点,PointonPlane1-3屮选择外圆心点垂直向上的点，点击Apply按钮生成局部坐标系，局部儿何模型显示如图 11.&6创建局部坐标系与网格划分为了实现函数加载，需首先创建局部坐标系。本节将首先创建局部圆柱坐标系，并通过平移复制的方法来生成其他圆柱坐标系。(1)点击菜单栏上的Geometry按钮，打开如图11-207所示的Geometry页面，重新依次设置Action二Create,Object二Coord,Method=3Point,Type二Cylindrical,勾选取消AutoExecute选项。Origin中选择内圆心点,PointonAxis3中选择外圆心点,PointonPlane1-3屮选择外圆心点垂直向上的点，点击Apply按钮生成局部坐标系，局部儿何模型显示如图 11-208所示。ActionCreate一|CtpName:-None・ipType-NfA-SelectExistingProp.CreateNewProperty图11-209Group页面图11-210ChangeTargetGroup页面图11-211Elements页面(4)采用相同的方法进行网格划分，所不同之处在于Topology二lIex20。(5)采用相同的方法进行网格划分，所不同Z处在于ElemShape-let,Topology二Tet4和Tot10o(6)如图11-212所示，重新依次设置Action=Equivalence,Object=All, Method=ToloeranceCube,点击Apply按钮完成重节点合并，得到如图11-213所示的网格 模型。ActorrEquvdenw”Cfc^ctKfethofiAJTTotersrceCute▼Cpton:RetentowernocteriNcdestobeexduiedEtjjwetenargToterarce|0(O5・Ap妙图11-212Elements页面图11-213(1)在如图11-214所示的页面中,重新依次设置Action二Transform,Object=Coord,Method二Translate,在DirectionVector文本框中输入<1500>,在CoordinateFrameList文本框屮输入Coord1,点击Apply按钮，生成局部坐标系2。(2)釆用相同的方法，如图11-215Geometry页面所示，在DirectionVector文本框中输入〈0-100>,在CoordinateFrameList文本框中输入Coord12,点击Apply按钮，得到如图11-216所示的网格模型。AdbrTransform・%*CordC03zdDUslFActionSixtM-trcdTransform▼ICoord▼|TronsJote▼CoordIDUstReferCoorcinaleFrane|CccdOReletCoordnsteFrsme[Coord0TranstetmVectorrReverseDiredionvAutoUodeteKtesnluieTransitwnVeclorrReverseC^r«t>onPA/3屈5tehrC»5eteO^n8lCoordsrAUoExecUeFrameListOredionVector|«0-100>VectorMagrilucteTranslationPsr&TietersRepeatCourtjcccrdl厂OdeteOi^olCoords厂AutoExeciteCoord険FrarriBMkoord,2•們b'・图11-214Geometry页而图11-215Geometry页面图11-216网洛模型11.8.7定义压力边界条件本节将定义随空间变化的压力边界条件，其中空间坐标系为上节定义的各个局部圆柱坐标系。(1)在如图11-217所示的Fields页面中，依次设置Action二Create,ObjectSpatial,Method二PCLFunction。(2)如图11-217所示，在FieldName文本框中输入sin_pressure_hex8,在CoordinateSystem文本框中输入Coord1,ScalarFunction文本框中输入sinr('T),点击Apply按钮，生成空间场。 (1)在如图11-214所示的页面中,重新依次设置Action二Transform,Object=Coord,Method二Translate,在DirectionVector文本框中输入<1500>,在CoordinateFrameList文本框屮输入Coord1,点击Apply按钮，生成局部坐标系2。(2)釆用相同的方法，如图11-215Geometry页面所示，在DirectionVector文本框中输入〈0-100>,在CoordinateFrameList文本框中输入Coord12,点击Apply按钮，得到如图11-216所示的网格模型。AdbrTransform・%*CordC03zdDUslFActionSixtM-trcdTransform▼ICoord▼|TronsJote▼CoordIDUstReferCoorcinaleFrane|CccdOReletCoordnsteFrsme[Coord0TranstetmVectorrReverseDiredionvAutoUodeteKtesnluieTransitwnVeclorrReverseC^r«t>onPA/3屈5tehrC»5eteO^n8lCoordsrAUoExecUeFrameListOredionVector|«0-100>VectorMagrilucteTranslationPsr&TietersRepeatCourtjcccrdl厂OdeteOi^olCoords厂AutoExeciteCoord険FrarriBMkoord,2•們b'・图11-214Geometry页而图11-215Geometry页面图11-216网洛模型11.8.7定义压力边界条件本节将定义随空间变化的压力边界条件，其中空间坐标系为上节定义的各个局部圆柱坐标系。(1)在如图11-217所示的Fields页面中，依次设置Action二Create,ObjectSpatial,Method二PCLFunction。(2)如图11-217所示，在FieldName文本框中输入sin_pressure_hex8,在CoordinateSystem文本框中输入Coord1,ScalarFunction文本框中输入sinr('T),点击Apply按钮，生成空间场。 ⑶釆用相同的方法生成其他不同的空间场，其名称和对应的坐标系如表11-5所示。表11-5空间场对应的局部坐标系名称名称坐标系sin_pressurej)ex8Coord1sin_pressure_hex20Coord2sinj)ressurejet4Coord3sinpressurciet10Coord4(1)点击菜单栏上Loads/BCs按钮，在如图11-218所示的页面中，依次设置Action=Create,Object二Pressure,Type二ElementUniforn】。(2)如图11-218所示，在NewSetName文本框中输入hex8。(3)如图11-218所示，点击InputData...按钮,打开如图11-219所示的InputData页面，在Load/BCSetScaleFactor文本框中输入数值1000,在Pressure文本框中选择sinpressurehex8,点击0K按钮退出页面。(4)如图11-218所示，点击SelectApplicationRegion...按钮,打开如图11-220所示的SelectApplicationRegion页面，在SelectSolidFaces文本框中选择，点击Add按钮，添加至ApplicationRegion屮，点击0K按钮退出页面。(5)如图11-218所示，点击Apply按钮，生成压力边界条件。PCLFincfttnAdenFeMTypeSetterCvectorOtwct孚如■otgTypePrwwv▼|creacevanaasCoordrrteSystemType(•RealCPvsnHrcCoccinoteSystem[Coord1ScaferFuxtbnndeoeniert・A|讣图11-218Load/BoundaryConditions页面图11-217Fields页而LoolBCSetScfiteractorFSpfltdFieids0yems5e_hex2OanjressureJiexBsmnessuretetl3vOeametryFtter(•Geomotzyr®FEMDeWrtDataOK|Re®图11-219InputData页而图11-220SelectApplicationRegion页面11.8.8定义位移边界条件本节将定义各个手柄的位移边界条件，其屮各个手柄端面进行全约束处理。(1)如图11-221所示，重新依次设置Action=Create,Object二Displacement,Type=Nodal。(2)如图11-221所不，在NewSetNmae文本框屮输入cosntrainto(3)如图11-221所示，点击InputData...按钮，打开如图11-222所示的InputData页面，在Translations文本框中输入〈0.,0.,0.>,点击0K按钮退岀页面。(4)如图11-221所示，点击SelectApplicationRegion...按钮,打开如图11-223所示的SelectApplicationRegion页面,在SelectGeometryEntities 文本框中选择各个端面，点击Add按钮，添加至ApplicationRegion中，点击0K按钮退出页面。⑸如图11-221所示，点击Apply按钮生成位移边界条件，得到如图11-224所示的有限元模型。▲dfcrxCreate▼|CtkctD匕加＜心▼|TypeNodal▼|Curyi!lcmkICaseGectretryFiler(•GeometryCFEMType：SU5CNs、vSetHame图11-221Load/BoundaryConditions图11-222InputDataARaicatonRegonSelectGeometryEntries厂AddIRemoveA^lcatcnRegion图11-223SelectApplicationRegion图11—224有限元模型11.8.9定义材料本构关系本节将定义线弹性材料。(1)点击菜单栏下Materials,如图11-225所示，依次设置Action二Create,Object=Isotropic,Method二ManualInput。(2)如图11-225所示，在MaterialName文本框中输入Aluminum。(3)如图11-225所示，点击InputProperties按钮，打开如图11-226所示的InputOptions页面,在ElasticModulus文本框输入数值10E6,PossionRatio文本框输入数值 0.3,点击OK按钮退出页面。(1)如图11-225所示，点击Apply按钮，完成材料定义。AdbrRlCUlUClE>l«r9KWctiai:Na-e鬥他|FDescr0KnOtde.SC-v»7-UTdw2Q2&17tyxiFtcce<1ec一[图11-226InputOptions页面图11-225Materials页面11.8.10定义单元属性本节将定义实体单元属性。(1)点击菜单栏上的Properties按钮，打开如图11-227所示的ElementProperties页面，依次设置Action二Create,0bject=3D,Type二Solid。(2)如图11-227所示，在PropertySetName文本框中输入Solid。(3)如图11-227所示，点击InputProperties...按钮,打开如图11-228所示的InputProperties页而，在MaterialName文本框中选择Aluminum,点击0K按钮退出页面。(4)如图11-227所示，点击SelectApplicationRegion...按钮,打开如图11-229所示的SelectApplicationRegion页面,在SelectMembers文本框中选择全部实体，点击Add按钮，添加至ApplicationRegion中，点击0K按钮退岀页面。(5)如图11-227所示，点击Apply按钮，完成实体单元属性定义。11.8.11提交分析作业(1)点击菜单栏上的Analysis按钮，打开如图11-230所示的Analysis页面，依次设置Action=Analyze,ObjectEntireModel,Method二Ful1Run。(2)如图11-230所示，点击Apply按钮,在Patran默认目录下生成bdf文件。点击MSCastran2006图标，在弹出的对话框中选择.bdf文件，在MSC.NastranCommandInformation对话框中点击Run以运行上述bdf文件，直至分析求解结束。 Ac:ioaCM0▼Oo,ed30▼|Tyr»Wdevens卜Cffogwo”▼:StmrdFw皿onrpctPropenesAop>:abonReQ»nSy|C论|图11-227ElementProperties页面图11-228InputPropcrties页面Action;TypeCZe▼3D▼|S丽▼FilerIpPropertySetNerr»e[SoldOptions:Momoqeneoas▼St测如dForniUwtbfihputPropertiesApplcabcnRegkin3P“|Ctoze|图11-229Select.ApplicationRegion页面11.8.12结果后处理(1)计算完毕后，如图11-231所示，重新依次设置Action二AccessResults,Objective=AttachXDB,Method=ResultEntities®点击SelectResultsFile...按钮，选择xdb结果文件进行关联。(2)点击命令栏Display下的Plot/Erase命令，打开如图11-232所示的Plot/Erase页面，点击GeometryF的Erease按钮以消隐全部几何实体模型。(3)点击工具栏中的Results按钮,打开如图11-233所示的Results页面,依次设置Action二Create,Object二QuickPlot。在SelectFringeResult列表中选择Displacements,Translational,ff.SelectDeformationResult列表中选择Displacements,Translational。(4)点击FringeAttributes按钮,打开如图11-234所示的Results页面,勾选取消ShowVieWportLegend和ShowTitle选项。(5)点击DeformAttributes按钮,打开如图11-235所示的Results页面,勾选取消ShowViewportLegend,ShowUndefonned和ShowTitle选项，点击Apply按钮,得到如图11-236所示的位移分布云图。(6)采用类似的方法，得到如图11-237所示的应力分布云图。技巧提示：相对而言，基于二十节点的六面体网格精度最高，故而对应的位移变形值最大。 Action:Anatyze▼Object:EraeModel▼]MethodFill亦▼|CodeMSC.MastranType:StructuralAvaisWeJc*»Actton:Otxed:MethotAccessResuts▼|AttachX06▼ResultEntitiesJobMarre矿JobDescriptionMSCNastreniobcrewedon30-X必P显_mBaSelectFrnjftRcaut厂ArmteApp”Acborrct^ecrCrccic▼QM.M▼MlPShowSpectrinrShowv^/poriLegerdSiwcfrun..|RangeCtscrctc^mooh▼SMShgMone▼00，O:1°匝QShowMoz.MnLobelrShowFringeLabelPShowonXWnrR二IzActwrCreale▼Ctfsctfl■aR@*gLheSh^LneVAtnScaleIrtsrpcetaiionMo(feCTrueScale$C*F«tOC丽僦&no「~PS>w*TfleI"loefcT«p7ShOA«M!r>jnurLabelLofceiS^U.Si|RM| MSCPatran2005r203-Jun-'417:12392.35翻9.39-C047.83-00626-0044.70如313-304图11-236位移分布云图图11-237应力分布云图
