启动I-DEAS,
Project name: 你可指定你自己的,也可用缺省的;
Model file name: example2(当然也可自己任取);
Application : Simulation
Task: Master Modeler
OK
将单位设定为: Inch(pound f)
下拉菜单:Options->Units 弹出菜单上选:Inch(pound f)
下面绘制一L型封闭线框如图: 宽4in,高6in,厚0.5in
注意约束情况,如果你在用Polylines草绘时,关掉了导 航器Navigator ,则图示的几何约束和尺寸约束不一定全出来,可在选择了Polylines后图形区MB3->Navigator勾选相应约束选项;也可在绘制完成后通过constraint_Dimension添加约束关系。
fillet 倒圆角0.5in
extrude 拉伸2in。
name parts 取名为:Lpart
并在manage bins...对话框中用copy 复制一份取名为:partionedLpart
Put away Lpart,图形区只有件parttionedLpart.
下面我们将对该件作分区处理。
用sketch in place选取L形面为当前工作面。
Rectangle by 2 corners 画一个矩形框,取圆角圆心为第一点,第二点要确保矩形框与四条线相交。
Extrude 选取矩形框为section,partion选项,thru all将L形分在三部分。
将模块切换到meshing.
这个模型的材料将用缺省的钢。
Create FE model 建立以fem1为名称的一个有限元模型,前与零件PartionedLpart相关联。
define shell mesh....定义前面L型表面底区为一个映象网格。设置映象网格任选项,并且定义两长边单元数为12,两短边为2。
在第3步中须在prompt窗口中按提示输入长短边单元数:
Enter number ( > 0 ) of elements for highlighted sides (6)
12
Select menu (Done)
Enter number ( > 0 ) of elements for highlighted sides (1)
2
Select menu (Done)
当然第5步可以选择直接生成网格,在这里我们先定义好三个区网格参数,再一并生成网格。
下面生成圆角区映象网格定义。由于映象网格的限制对面生成映象网格必须是3边或者4边,如果面边数大于4须用Mapped Meshing Options 生成所谓的 composite sides。
在这里我们把两直角作为composite side。所以在define coners时用shift图示4点。
并定圆弧边单元数为8.
再定义前表面上区参数,两长边用20个单元,短边自动设为2.
Generate Shell Mesh 用shift选择三个刚定义了网格参数的面生成映象网格。
下面在建立的单元上检查strecth和distortion值。没有精确的回答最小可接受的数值为多少,这取决于几个因素,如单元设置的位置,将施加的载荷的类型,所做的分析类型,以及所需要的结果的精确度怎样等等。
两种质量检查的定义可参照:
quality check 提示选择单元,MB3 选all done 检查所有单元。
勾选要检查的项,这里勾选图示两项,可对后面的标准值根据你的需求作设定。
然后点对话框上的list按钮执行检查操作。在list窗口会列出当前检查操作的结果,如果有单元超出了你认定的标准在图形区内,会list窗口列出并在图形区变亮显示相应单元。
下面将用自动划分方式,重划L形前表面。先put away相前的模型。
create FE model 一个新有限元模型,与Lpart 关联。
define shell mesh....选择L型面。
element length:0.25
点击modify meshing preview按钮,对话框OK。
生成自动网格
类似映象网格,检查网格质量。
在这两个模型中变形与扩展方面哪种网格好呢?
虽然自由网格模型看起来比映象网格要坏,但是其变形和扩展要低。
但这不等于说你永远不要使用映象网格,但确实使你下决心要确立在单元的质量基础上,而不是去“看”一个网格模型,不要因为结果网格看起来不美观,就不用自由网格方法。
下面要修改这个模型的物理特性表,确定单元厚度为2in(我们建立这种单元时物理特性表“Thin shell 1"会自动建立)。
Physical property 弹出对话框,在对话框上点亮Thin shell 1行,点MODIFY按钮,在弹出特性表对话框中将thickness设为2.
模块切换到Boundary conditions
约束最左端三个节点,在最上端最左一个节点加X方向1000磅力。
直接在节点上加约束和载荷在实例(一)里已说过了,由于这个有限元模型是在一个几何面上建立起来的,可以在零件几何上施加边界条件。这样做的一个好处是:由于边界条件与零件几何联系在一起,当零件被修改时,边界条件也将随之更新。
基于零件几何的边界条件会影响节点的生成位置,所以它应在划分网格前施加。
所以现在,我们将重新在Lpart零件上新生成一个FEM模型。
边界条件施加方法同加在节点上一样,只是选择施加对象是一个是选节点,一个是选边(具体可参考实例(一))。
再切换到meshing同前述自动网格划分法再划分网格。
切换到model solution.新建一个解算集,存盘,解算(具体可参见实例(一))。
解算完后,切换到post processing,显示解算结果。
得到显示最简单的方法就是直接点击display命令,并用所有缺省值,回车选所有单元。
现在零件模型对显示结果已没多大意义,关掉它可使显示少一些杂乱。
display filter就是做这事的,包括设置显示与否实体,边界条件,节点,单元等等。
用箭头显示反作用力。
用results....选择:2-B.C.REACTION FORCE_2,LOAD SET 1作为display results
display template 点选Arrow...前无线电按钮。
回车,用所有单元。
显示最大主应力。
用results....选择:3 - B.C. 1,STRESS_3,LOAD SET 1作为display results
Maximum Principal 作为其component
回车,用所有单元。
可放大观察拐角周围的应力:
下面我们沿着某一条节点线,以模型厚度方向为X方向,绘制Y应力分量。
选择显示Y应力分量,方法同前。
line 显示有限元模型几何结构。
按CTRL+M调出级联菜单。
graph->XY graph->select entities->create group选择一条线上的三个节点作为组。
应力作为X坐标的函数来绘制。
graph->xy graph->set axis type->Node->part X coord
graph->xy graph->store 连续回车(6次),确认生成函数。
graph->xy graph->graph
同理可先在display template中选好要显示的应力类型,
graph->xy graph->store 连续回车(6次),确认生成函数。
graph->xy graph->graph选择刚生成的函数名
显示相应图形。
请大家自已完成最大和最小主应力函数曲线绘制!
file ->save
file ->exit
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