【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 S的分析流程(1)創(chuàng)建有限元模型：a)指定工作文件名和標(biāo)題名；b)創(chuàng)建或者讀入幾何模型；c)定義材料屬性；d)劃分網(wǎng)絡(luò)（節(jié)點(diǎn)和單元）。(2)施加載荷和求解：a)定義分析類型和設(shè)置分析選項(xiàng)；b)施加載荷及載荷選項(xiàng)、設(shè)定約束條件；c)選擇求解方法；d)求解。(3)結(jié)果后處理和結(jié)果查看：a)查看分析結(jié)果；b)檢驗(yàn)結(jié)果（分析是否正確）分析 扳手有限元模型的建立在利用ANSYS有限元進(jìn)行有限元分析時(shí)，有限元的建模耗費(fèi)了工程技術(shù)人員大量的時(shí)間。雖然ANSYS本身具有建模功能，但是其建模的能力非常有限，只能處理一些簡(jiǎn)單的模型。而PROE擁有強(qiáng)大的參數(shù)處理能力，充分利用PROE能夠快速準(zhǔn)確建模的優(yōu)點(diǎn)，可以很快的解決ANSYS建模能力不足的缺點(diǎn)。許多工程技術(shù)人員就是利用PROE建模，通過(guò)PROE和ANSYS之間的圖形接口將模型導(dǎo)入ANSYS，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分，加載和求解，簡(jiǎn)化分析工作。 PROE和ANSYS接口的連接ANSYS 和PROE有兩種連接方式：通過(guò)IGES中間標(biāo)準(zhǔn)格式文件轉(zhuǎn)換；通過(guò)ANSYS—PROE接口軟件轉(zhuǎn)換。1. IGES(The Initial Graphics Exchange Specification—基本圖形交換規(guī)范標(biāo)準(zhǔn))是1981年有ANSI（ American National Standards Institute—美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)）公布為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。IGES是一種普遍接受的中間標(biāo)準(zhǔn)格式，用來(lái)在不同的CAD和CAE系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)共享。ANSYS內(nèi)置了IGES轉(zhuǎn)換過(guò)濾器，它支持IGES格式文件的輸入。在PROE中可以方便的建立PRT文件另存為IGES文件副本。因此通過(guò)IGES格式進(jìn)行兩個(gè)軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)比較常用的方法，且比較容易實(shí)現(xiàn)。具體的做法為： IGES文件轉(zhuǎn)換對(duì)話框（1）在PROE中建模完成后，點(diǎn)擊菜單中的“文件”/“保存副本”，彈出保存副本對(duì)話框。選擇保存路徑，在文件類型列表框中選擇“IGES(*.igs)”，然后點(diǎn)確定。（2）在ANSYS中，點(diǎn)擊菜單欄File / Import / IGES…。彈出Import IGES對(duì)話框。選擇Defeature model選項(xiàng)。點(diǎn)擊OK，彈出下一個(gè)import IEGS File對(duì)話框，：點(diǎn)擊Browse,彈出IEGS文件選擇對(duì)話框，：選擇剛生成的副本，就成功的把PROE文件導(dǎo)入了ANSYS中。 Import IGES File對(duì)話框（1） Import IGES File對(duì)話框（2）2. 雖然IGES作為一種表達(dá)產(chǎn)品數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換成文件格式的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在開(kāi)發(fā)維護(hù)方面與專用的轉(zhuǎn)換軟件相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。但也存在著一些缺陷：首先IGES沒(méi)有規(guī)范化的模型，表達(dá)結(jié)構(gòu)及某些幾何模型時(shí)較為復(fù)雜，容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定的現(xiàn)象。其次IGES的80列文件格式使得文件過(guò)于冗長(zhǎng)。此外由于這些文件的數(shù)據(jù)安排方式相當(dāng)復(fù)雜，以至于難以被人理解，因此如果文件出錯(cuò)，很難將其找出修正。其次這種方法是間接進(jìn)行的，如果PROE中的文件建立的模型特征過(guò)多或者結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，生成的IGES文件會(huì)丟掉很多的特征，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不完整，導(dǎo)入ANSYS后會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。（1）通過(guò)PROE—ANSYS接口軟件設(shè)計(jì)ANSYS軟件內(nèi)嵌了對(duì)PROE的支持，他不僅將PROE模型數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換給ANSYS，同時(shí)也提供了以執(zhí)行部件為基礎(chǔ)的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能。該功能允許由部件為基礎(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，而且仍是以部件為基礎(chǔ)的參數(shù)化模型。可以給工程技術(shù)人員在有限元分析中采用何種后處理提供良好的支持。它可以快速準(zhǔn)確的傳遞數(shù)據(jù)，可以方便的修改模型，對(duì)于ANSYS的后處理也是很有幫助的。PROE—ANSYS接口的設(shè)置方法為：（2）運(yùn)行“開(kāi)始”/“所有程序”/ANSYS ,彈出ANS_ADMIN 。 ANS_ADMIN （3）選擇Configuration options選項(xiàng)，點(diǎn)擊OK，彈出Configuration options對(duì)話框。 Configuration options對(duì)話框（4）選擇Configure Connection for PROE選項(xiàng)，彈出Configure ANSYS Connection for PRO/E對(duì)話框。 Configure ANSYS Connection for PRO/E對(duì)話框（5）選擇ANSYS Produce：為“ANSYS Metaphysics”；選擇Graphics device name為“Win 32”,。點(diǎn)擊OK，彈出PRO/Engineer installation information對(duì)話框。 PRO/Engineer installation information對(duì)話框（6）在ProEngineer installation path中輸入PROE的安裝路徑：C:\Program Files\pro eWildfire ，在Language used with Pro/Engineer:中使用默認(rèn)的“usascii”,。點(diǎn)擊OK，彈出ANSYS配置成功的消息框。 ANSYS系統(tǒng)配置文件創(chuàng)建成功對(duì)話框（7）運(yùn)行PROE，點(diǎn)擊“工具”/“選項(xiàng)”對(duì)話框，找到所需的選項(xiàng)名稱，設(shè)置相應(yīng)的值。（8）上述配置完成之后。建模完成后，將模型直接傳到ANSYS中。ANSYS啟動(dòng)后，點(diǎn)擊菜單欄Plot/Volumes，便可看到完整的模型。 單元類型的選擇 在生成節(jié)點(diǎn)和劃分網(wǎng)格之前，通常都要指定所分析對(duì)象的特征，即定義單元類型。主要包括3個(gè)基本類型的常數(shù)定義:單元類型定義(Element Type)，實(shí)常數(shù)定義((Real Constant)，以及材料屬性定義(Material Attributes)。為了定義單元類型首先要建立一些單元屬性表，內(nèi)容即包括上述的基本常數(shù)的定義。ANSYS提供了大約200種單元用于工程分析。包括線單元、梁?jiǎn)卧?、桿單元、彈簧單元、殼單元和體單元等。經(jīng)常采用的單元有：（1）線單元a) 梁?jiǎn)卧褐饕糜诼菟?，薄壁桿件，C型截面構(gòu)件，角鋼等模型b) 桿單元：用于彈簧，螺桿，預(yù)緊力螺桿和薄膜椼架等模型。c) 彈簧單元：用于彈簧，螺桿，或細(xì)長(zhǎng)桿件，或通過(guò)剛度等效替代復(fù)雜結(jié)構(gòu)等模型。（2）殼單元d) 殼單元用于薄板或曲面模型。e) 殼單元分析應(yīng)用的主要原則是每塊面板的主尺寸不低于其厚度的十倍。（3）三維實(shí)體單元f) 用于那些由于幾何形狀、材料、載荷或分析要求細(xì)節(jié)等原因造成無(wú)法采用簡(jiǎn)單單元進(jìn)行建模的結(jié)構(gòu)g) 用于從三維CAD系統(tǒng)轉(zhuǎn)化來(lái)的幾何模型，把它轉(zhuǎn)化為二維或殼體需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。套筒大多是由薄壁管組成的，為了減少計(jì)算難度和運(yùn)算效率，可以考慮采用殼（SHELL）單元，但由于扳手結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，并且是由PROE系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的，所以應(yīng)優(yōu)先選用三維實(shí)體單元，分析的結(jié)果將更加精確?？紤]扳手的結(jié)構(gòu)和變形位移特點(diǎn)，本文選SOILD中的 10 NODE 92單元類型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。該單元類型是3維10節(jié)點(diǎn)四面體結(jié)構(gòu)實(shí)體，由10個(gè)節(jié)點(diǎn)定義，每個(gè)節(jié)點(diǎn)3個(gè)自由度：x，y，z方向具有二次位移，具有自動(dòng)調(diào)整單元結(jié)構(gòu)以便適應(yīng)局部不規(guī)則結(jié)構(gòu)的功能，適用于模擬不規(guī)則網(wǎng)格，具有塑性，徐變，膨脹，應(yīng)力強(qiáng)化，大變形，大應(yīng)變能力，非常適合本文的省力扳手模型。 定義材料屬性絕大多數(shù)單元類型都需要材料屬性。根據(jù)應(yīng)用的不同，材料屬性可以是：178。 u 線性或者非線性178。 u 各向同性、正交異性或非彈性178。 u 不隨溫度變化或者隨溫度變化像單元類型和單元實(shí)常數(shù)一樣，每一組材料屬性也有一個(gè)材料屬性參考號(hào)。與材料屬性組對(duì)應(yīng)的材料屬性參考表稱為材料屬性表。在一個(gè)分析中，可能有多個(gè)材料屬性組(對(duì)應(yīng)模型中有多種材料)。在創(chuàng)建單元時(shí)可以使用相關(guān)命令通過(guò)材料屬性參考號(hào)來(lái)為單元分配齊采用的材料屬性組。常溫下可以直接取低合金鋼的172Gpa， 10179。kg/m3 在對(duì)模型