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(lái)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(gè)重要成員存在于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,生存下來(lái)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(guò)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(jiǎn)稱(chēng)proe)是美國(guó)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(guó)波士頓,開(kāi)始參數(shù)化建模軟件的研究。經(jīng)過(guò)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(gè)基于特征的參數(shù)化實(shí)體造型系統(tǒng),用戶(hù)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(duì)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(gè)工具在各自領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì),并將其結(jié)合起來(lái)研究開(kāi)發(fā)復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)是當(dāng)前國(guó)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(píng)析

當(dāng)前CAD/CAE軟件開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)是專(zhuān)業(yè)化分工程度越來(lái)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(hù)在購(gòu)買(mǎi)足夠模塊的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)相應(yīng)操作,但是對(duì)于需要使用CAD/CAE集成系統(tǒng)的工程人員來(lái)說(shuō),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(tái)。

建立由不同軟件組成的集成系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)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(lèi)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(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(zhǎng)(每行8O個(gè)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(guò)濾器,所以它支持IGES格式文件的導(dǎo)入。但由于轉(zhuǎn)換過(guò)濾程序允許輸入部分模型參數(shù),所以ANSYS有時(shí)會(huì)把不能識(shí)別的特征省略掉,如圖1所示。當(dāng)proeNGINEER中建立的模型特征過(guò)多或結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜時(shí),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(huì)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(shí)的報(bào)告

通過(guò)實(shí)踐,筆者發(fā)現(xiàn)可以在ANSYS的導(dǎo)入IGES文件對(duì)話框中作一些選項(xiàng)調(diào)整,多試幾次就可得到滿(mǎn)意效果。實(shí)踐中對(duì)話框中當(dāng)四個(gè)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(shí),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(gè)缺點(diǎn):導(dǎo)入模型相當(dāng)耗費(fèi)時(shí)間,耗費(fèi)的時(shí)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(shí)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(kāi)始,用ANSYS程序?qū)ζ溥M(jìn)行優(yōu)化,并以一個(gè)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(guò)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(duì)此類(lèi)方案著重進(jìn)行分析。

ANSYS在默認(rèn)的狀態(tài)下是不能對(duì)proe中的prt(或asm)文件進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換的。必須通過(guò)以下過(guò)程對(duì)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(duì)話框

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

完成后,A N S Y S會(huì)自動(dòng)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(lái)出現(xiàn)的對(duì)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(duì)話框提示在proe目錄下成功建立了一個(gè)protk.dat文件,點(diǎn)擊確定即完成配置?，F(xiàn)在打開(kāi)proe,如果在“工具”菜單的后面出現(xiàn)一個(gè)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