使用ANSYS直接導(dǎo)入proe模型數(shù)據(jù)(一)

2013-07-06 by:廣州CAD:proe設(shè)計(jì)培訓(xùn)中心來源:仿真在線

ANSYS軟件誕生于上世紀(jì)70年代。在有限元分析軟件的發(fā)展史上,ANSYS一直作為一個重要成員存在于激烈的市場競爭中,生存下來并不斷發(fā)展壯大。目前ANSYS是世界上最有影響的以有限元分析為基礎(chǔ)的CAE軟件之一,廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、水利、石油化工、輕工、航空航天、電子及土木工程等行業(yè)的一般工業(yè)設(shè)計(jì)及科學(xué)研究。使用ANSYS進(jìn)行分析必須通過構(gòu)建三維幾何模型,雖然其本身附帶三維建模模塊,但其建模能力與流行三維造型軟件如proeNGINEER、UG和CATIA等相比實(shí)在太弱。構(gòu)建分析中需要的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和曲面,在ANSYS當(dāng)中實(shí)際很難完成。

proeNGINEER(以下簡稱proe)是美國PTC公司的產(chǎn)品,目前已經(jīng)發(fā)布了proeNGINEER Wildfire 3.0版。1985年PTC公司成立于美國波士頓,開始參數(shù)化建模軟件的研究。經(jīng)過10余年的發(fā)展,proe已經(jīng)成為最優(yōu)秀的三維建模CAD軟件之一。proeNGINEER是一個基于特征的參數(shù)化實(shí)體造型系統(tǒng),用戶能迅速方便地利用其建立各種龐大復(fù)雜的模型。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,利用先進(jìn)的CAD/CAE工具對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行研究已經(jīng)成為一種可行方案。充分利用proeNGINEER和ANSYS這兩個工具在各自領(lǐng)域的優(yōu)勢,并將其結(jié)合起來研究開發(fā)復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)是當(dāng)前國內(nèi)多數(shù)研究群體的首選方案。

一、proeNGINEER向ANSYS進(jìn)行模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方式介紹及評析

當(dāng)前CAD/CAE軟件開發(fā)的趨勢是專業(yè)化分工程度越來越高。雖然proeNGINEER與ANSYS軟件分別都有相應(yīng)模塊向?qū)Ψ筋I(lǐng)域滲透,允許用戶在購買足夠模塊的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)相應(yīng)操作,但是對于需要使用CAD/CAE集成系統(tǒng)的工程人員來說,只使用單一的proeNGINEER或者ANSYS軟件都很難迅速優(yōu)質(zhì)地完成任務(wù)。工程人員較好的選擇還是構(gòu)建兩者的集成系統(tǒng)作為工作平臺。

建立由不同軟件組成的集成系統(tǒng)的關(guān)鍵問題就是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口的設(shè)置(這里主要指從proeNGINEER向ANSYS導(dǎo)入模型數(shù)據(jù),使得ANSYS能夠得到準(zhǔn)確有效的模型數(shù)據(jù)便于下一步分析)。本文使用目前流行的版本proeNGINEER Wildfire 2.0與ANSYS 9.0做分析,總結(jié)了三大類方式共4種方案可供實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

1.利用IGES中間標(biāo)準(zhǔn)格式轉(zhuǎn)換

IGES(Initial Graphics ExchangeSpecification)是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)組織波音公司、通用電氣公司等共同商議制定的。它由一系列產(chǎn)品的幾何、繪圖、結(jié)構(gòu)和其他信息組成,可以處理CAD/CAM系統(tǒng)中的大部分信息,亦受到絕大多數(shù)CAD/CAM系統(tǒng)的支持。IGES文件格式分為ASCⅡ格式和二進(jìn)制格式,其中ASCⅡ格式又有固定行長(每行8O個字符)格式和壓縮格式兩種。由proeNGINEER保存的IGES文件格式屬于固定每行80字符的ASCⅡ格式文件。而ANSYS本身內(nèi)置了IGES轉(zhuǎn)換過濾器,所以它支持IGES格式文件的導(dǎo)入。但由于轉(zhuǎn)換過濾程序允許輸入部分模型參數(shù),所以ANSYS有時會把不能識別的特征省略掉,如圖1所示。當(dāng)proeNGINEER中建立的模型特征過多或結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜時,使用IGES文件格式輸入到ANSYS后很可能產(chǎn)生模型斷裂、丟失實(shí)體等情況,會直接影響模型后續(xù)分析的準(zhǔn)確性。

使用ANSYS直接導(dǎo)入proe模型數(shù)據(jù)(一)proe技術(shù)圖片1

圖1 ANSYS導(dǎo)入IGES文件時的報(bào)告

通過實(shí)踐,筆者發(fā)現(xiàn)可以在ANSYS的導(dǎo)入IGES文件對話框中作一些選項(xiàng)調(diào)整,多試幾次就可得到滿意效果。實(shí)踐中對話框中當(dāng)四個選項(xiàng)分別選取“Defeature model、合并重合的關(guān)鍵點(diǎn)、產(chǎn)生實(shí)體、刪除小面積”時,就導(dǎo)入效果準(zhǔn)確的模型,如圖2所示的兩種不同選項(xiàng)組合模型有很大差異。使用IGES中間標(biāo)準(zhǔn)格式有個缺點(diǎn):導(dǎo)入模型相當(dāng)耗費(fèi)時間,耗費(fèi)的時間與模型的復(fù)雜程度成正比。

使用ANSYS直接導(dǎo)入proe模型數(shù)據(jù)(一)proe設(shè)計(jì)案例圖片2

圖2 導(dǎo)入IGES選項(xiàng)不同導(dǎo)致輸入的模型差異

2 . 使用A N S Y S — P r o /ENGINEER接口轉(zhuǎn)換

A N S Y S 軟件安裝選項(xiàng)中包含與P r o / E N G I N E E R 軟件的接口模塊“Connection for proengineer”。此模塊不僅能將proe模型數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換給ANSYS,同時還提供了以執(zhí)行部件為基礎(chǔ)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)功能。該功能允許從建立以部件為基礎(chǔ)的參數(shù)化proe模型開始,用ANSYS程序?qū)ζ溥M(jìn)行優(yōu)化,并以一個優(yōu)化的模型結(jié)束,而且建立好的模型仍是以部件為基礎(chǔ)的參數(shù)化模型。此模塊能給工程人員在有限元分析過程中考慮采用何種前后處理提供最好的支持。利用軟件自帶接口能夠快速準(zhǔn)確地導(dǎo)入數(shù)據(jù),因此下面將對此類方案著重進(jìn)行分析。

ANSYS在默認(rèn)的狀態(tài)下是不能對proe中的prt(或asm)文件進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換的。必須通過以下過程對ANSYS設(shè)進(jìn)行連接設(shè)置以激活模塊。

使用ANSYS直接導(dǎo)入proe模型數(shù)據(jù)(一)proe相關(guān)圖片圖片3

圖3 ANS_ADMIN 9.0對話框

鼠標(biāo)點(diǎn)擊“ 開始→ 程序→ANSYS 9.0→Utilities→ANS_ADMIN”,出現(xiàn)如圖3所示對話框,選擇“Configuration options →O K ” , 接下來的對話框順序選取“Configuration Connection for
proeNGINEER → OK”和“ANSYSMultiphysics & WIN32 → OK”。

完成后,A N S Y S會自動提示已在自己的安裝目錄中成功生成了config.anscon文件,在接下來出現(xiàn)的對話框“proeNGINEERInstallation path”選項(xiàng)后輸入P r o / E 的起始安裝路徑如“ E : \proeWildfire 2.0”,“Language used with proengineer”選項(xiàng)用默認(rèn)的“usascii”,然后點(diǎn)擊“0K”。出現(xiàn)對話框提示在proe目錄下成功建立了一個protk.dat文件,點(diǎn)擊確定即完成配置?，F(xiàn)在打開proe,如果在“工具”菜單的后面出現(xiàn)一個新菜單“ANSYS 9.0”(如圖4所示),就表示已經(jīng)成功建立了接口。

使用ANSYS直接導(dǎo)入proe模型數(shù)據(jù)(一)proe產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖圖片4

圖4 proe下的ANSYS菜單