【文章內(nèi)容簡介】 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（節(jié)點和單元）。(2)施加載荷和求解：a)定義分析類型和設置分析選項；b)施加載荷及載荷選項、設定約束條件；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有限元進行有限元分析時，有限元的建模耗費了工程技術人員大量的時間。雖然ANSYS本身具有建模功能，但是其建模的能力非常有限，只能處理一些簡單的模型。而PROE擁有強大的參數(shù)處理能力，充分利用PROE能夠快速準確建模的優(yōu)點，可以很快的解決ANSYS建模能力不足的缺點。許多工程技術人員就是利用PROE建模，通過PROE和ANSYS之間的圖形接口將模型導入ANSYS，然后進行網(wǎng)絡劃分，加載和求解，簡化分析工作。 PROE和ANSYS接口的連接ANSYS 和PROE有兩種連接方式：通過IGES中間標準格式文件轉(zhuǎn)換；通過ANSYS—PROE接口軟件轉(zhuǎn)換。1. IGES(The Initial Graphics Exchange Specification—基本圖形交換規(guī)范標準)是1981年有ANSI（ American National Standards Institute—美國國家標準學會）公布為美國標準，目前已經(jīng)得到了廣泛的應用。IGES是一種普遍接受的中間標準格式，用來在不同的CAD和CAE系統(tǒng)之間實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)共享。ANSYS內(nèi)置了IGES轉(zhuǎn)換過濾器，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IGES格式進行兩個軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時比較常用的方法，且比較容易實現(xiàn)。具體的做法為： IGES文件轉(zhuǎn)換對話框（1）在PROE中建模完成后，點擊菜單中的“文件”/“保存副本”，彈出保存副本對話框。選擇保存路徑，在文件類型列表框中選擇“IGES(*.igs)”，然后點確定。（2）在ANSYS中，點擊菜單欄File / Import / IGES…。彈出Import IGES對話框。選擇Defeature model選項。點擊OK，彈出下一個import IEGS File對話框，：點擊Browse,彈出IEGS文件選擇對話框，：選擇剛生成的副本，就成功的把PROE文件導入了ANSYS中。 Import IGES File對話框（1） Import IGES File對話框（2）2. 雖然IGES作為一種表達產(chǎn)品數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換成文件格式的行業(yè)標準，在開發(fā)維護方面與專用的轉(zhuǎn)換軟件相比有明顯的優(yōu)勢。但也存在著一些缺陷：首先IGES沒有規(guī)范化的模型，表達結(jié)構(gòu)及某些幾何模型時較為復雜，容易導致轉(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于冗長。此外由于這些文件的數(shù)據(jù)安排方式相當復雜，以至于難以被人理解，因此如果文件出錯，很難將其找出修正。其次這種方法是間接進行的，如果PROE中的文件建立的模型特征過多或者結(jié)構(gòu)過于復雜，生成的IGES文件會丟掉很多的特征，導致數(shù)據(jù)不完整，導入ANSYS后會影響分析結(jié)果的準確性。（1）通過PROE—ANSYS接口軟件設計ANSYS軟件內(nèi)嵌了對PROE的支持，他不僅將PROE模型數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換給ANSYS，同時也提供了以執(zhí)行部件為基礎的參數(shù)化設計功能。該功能允許由部件為基礎的參數(shù)化PROE模型開始，用ANSYS程序?qū)ζ溥M行優(yōu)化，并以一個優(yōu)化的模型結(jié)束，而且仍是以部件為基礎的參數(shù)化模型?？梢越o工程技術人員在有限元分析中采用何種后處理提供良好的支持。它可以快速準確的傳遞數(shù)據(jù)，可以方便的修改模型，對于ANSYS的后處理也是很有幫助的。PROE—ANSYS接口的設置方法為：（2）運行“開始”/“所有程序”/ANSYS ,彈出ANS_ADMIN 。 ANS_ADMIN （3）選擇Configuration options選項，點擊OK，彈出Configuration options對話框。 Configuration options對話框（4）選擇Configure Connection for PROE選項，彈出Configure ANSYS Connection for PRO/E對話框。 Configure ANSYS Connection for PRO/E對話框（5）選擇ANSYS Produce：為“ANSYS Metaphysics”；選擇Graphics device name為“Win 32”,。點擊OK，彈出PRO/Engineer installation information對話框。 PRO/Engineer installation information對話框（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:中使用默認的“usascii”,。點擊OK，彈出ANSYS配置成功的消息框。 ANSYS系統(tǒng)配置文件創(chuàng)建成功對話框（7）運行PROE，點擊“工具”/“選項”對話框，找到所需的選項名稱，設置相應的值。（8）上述配置完成之后。建模完成后，將模型直接傳到ANSYS中。ANSYS啟動后，點擊菜單欄Plot/Volumes，便可看到完整的模型。 單元類型的選擇 在生成節(jié)點和劃分網(wǎng)格之前，通常都要指定所分析對象的特征，即定義單元類型。主要包括3個基本類型的常數(shù)定義:單元類型定義(Element Type)，實常數(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、梁單元、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) 梁單元：主要用于螺栓，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，或細長桿件，或通過剛度等效替代復雜結(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）三維實體單元f) 用于那些由于幾何形狀、材料、載荷或分析要求細節(jié)等原因造成無法采用簡單單元進行建模的結(jié)構(gòu)g) 用于從三維CAD系統(tǒng)轉(zhuǎn)化來的幾何模型，把它轉(zhuǎn)化為二維或殼體需要花費大量的時間和精力。套筒大多是由薄壁管組成的，為了減少計算難度和運算效率，可以考慮采用殼（SHELL）單元，但由于扳手結(jié)構(gòu)的復雜性，并且是由PROE系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化過來的，所以應優(yōu)先選用三維實體單元，分析的結(jié)果將更加精確。考慮扳手的結(jié)構(gòu)和變形位移特點，本文選SOILD中的 10 NODE 92單元類型進行網(wǎng)格劃分。該單元類型是3維10節(jié)點四面體結(jié)構(gòu)實體，由10個節(jié)點定義，每個節(jié)點3個自由度：x，y，z方向具有二次位移，具有自動調(diào)整單元結(jié)構(gòu)以便適應局部不規(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，應力強化，大變形，大應變能力，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常數(shù)一樣，每一組材料屬性也有一個材料屬性參考號。與材料屬性組對應的材料屬性參考表稱為材料屬性表。在一個分析中，可能有多個材料屬性組(對應模型中有多種材料)。在創(chuàng)建單元時可以使用相關命令通過材料屬性參考號來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 在對模型