在HyperWorks的有限元分析中,一維單元是非常重要的概念。我們可以使用一維單元連線節點,或將不匹配的網格部件進行連線,進行載荷施加,以及用於建立焊接,螺栓,鉚釘等等各類工程中經常運用的模型連線方式。
一維單元的型別是非常多的。有簡單的剛性連線單元,有包含複雜截面的梁單元,也有可以精確模擬拉伸、剪下、扭轉等力學行為的複雜一維單元。此外,一維單元間也可以進行組合運用,以便精確的模擬各類工程物件。
在這一章,我們將向使用者介紹各類常用的一維單元型別及其組合方式,以及在 HyperMesh 中如何建立並透過連線瀏覽器(Connector Browser)對此類連線進行管理的。HyperMesh 強大的一維單元及其組合方式的建立、編輯和管理功能,為使用者進行連線管理提供了一套強有力的解決方案。
6.1 模型連線
6.1.1 什麼是連線?
在有限元分析中,連線(Connector)是對模型物理連線的數值再現。HyperMesh 可以透過簡單的操作,只需花費很少的工時即可建立大批連線單元。成百、甚至上千的單元可以一次性的建立並被賦予相關的屬性。這種一維單元建立功能,可以在模型網格剖分結束後或在模型尚未進行網格剖分時建立。連線單元(Connector)可用於下列模型的模擬:
6.1.2 連線的基本術語
Link Entities – 連線物件:將什麼連線在一起?
- 使用者可以透過直接指定連線物件,或透過搜尋容差的方式,建立兩個物件之間的連線。
- 連線的物件可以為 components, elements, surfaces, nodes 或 tag。
Connector Location – 連線位置:在何處建立連線?
- Nodes – 依託節點建立連線。
- Points – 依託硬點建立連線。
- Lines – 依託線建立連線。
• 用於建立連線的線,可以在 HyperMesh 中,透過 offset,spacing 以及 density set 等引數,切分若干長度相等或等的段,或控制預期節點密度等方式,以控制最終生成的連線單元的排布方式。
• Elements – 在單元處建立連線(僅適用於 ACM 連線)。
• Surface – 在曲面間建立連線(僅適用於 ACM 連線)。
Connector Realization – 連線型別宣告:連線的屬性是怎樣的?
- 剛性單元,彈簧單元,或由使用者指定型別的單元,例如 ACM 連線,CWELDs 連線等。
Connector State – 連線狀態:該連線是否被正確的建立?
- Unrealized – 未賦予連線屬性的初始狀態連線。
- Realized – 成功建立連線,並賦予單元屬性。
- Failed – 在某位置未能成功建立連線。
# of Layers – 連線層數:多少層部件被連線到了一起?
- 一層,兩層,三層……
Connect When – 額外的連線生成控制引數:在什麼階段生成最終連線?
- Now – 完全連線建立。需要使用者手工指定連線物件(connect what)並指定連線層數(num layers)。
- At FE Realize – 包括連線物件,連線層數以及連線方式等資訊,在 FE Realize 階段再進行指定。當前工作僅僅指定連線的位置。
Re-Connect Rule – 用於定義裝配體管理的連線資訊。
- None – 如果連線物件被刪除,那麼自動刪除該連線。
- By ID – 如果連線物件被刪除,那麼單元將保留原有的連線物件編號資訊,並在再次 FE Realize 的階段,重新依託該編號資訊,建立新的連線。
- By Name – 保留連線物件的名稱。
6.1.3 連線工具
HyperMesh 1D 皮膚下,建立連線的工具。
- Spot
- Bolt
- Seam
- Area
- Apply Mass – 附加質量。
• 用於模擬模型中未參與建模部分的質量配平。
- FE Absorb – 由已有的一維單元,反向生成連線資訊。例如 welds,bolts,ACM 等。
- Add Links – 為已有的連線新增連線物件。
- Unrealize – 刪除該連線單元的連線屬性,僅保留連線位置和連線物件的資訊。
- Compare – 檢查已有模型與 MCF 檔案。
- Quality – 檢查是否出現了重複的連線,是否有可以合併的連線,以及所有已建立的連線單元的單元質量。
Connector Browser – 模型連線管理器是 HyperMesh 中非常重要的工具,用於對模型中所有的連線進行檢視和管理。
- Shows 顯示
• 該連線的型別
• 連線物件資訊
• 該連線的狀態
- Editable 可編輯狀態
• 編輯連線資訊,並輸出 mwf 檔案。
- 在模型連線管理器中,按使用者需求,搜尋指定的連線。
Visualization – 連線檢視控制。
- 以不同顏色顯示區分連線的狀態、層數或連線的 component。
- 按連線的狀態及層數,進行可見性控制。
- 連線圖示尺寸控制。