UG与ANSYS模型数据转换的方式及实例分析

2013-08-14 by:广州ANSYS Workbench软件培训中心来源:仿真在线

0引言

    ANSYS 具有结构、流体、热、电磁及其相互耦合分析的功能,是有限元领域的大型通用软件,以其多物理场耦合分析的先进技术和理念,在工业领域和研究方向都有广泛而深入的应用。但与其强大的有限元分析功能相比,ANSYS 的建模功能显得较为逊色,在应用ANSYS 进行有限元分析中,有限元建模耗费了工程技术人员大量的时间与精力。虽然ANSYS 带有自建模功能,但是这个建模功能非常有限,只能处理一些相对简单的模型,而且操作起来并不十分便利。随着ANSYS 的应用日益广泛,它需要处理的模型也越来越复杂, ANSYS 自带的建模功能就显得非常不足。UG 、proe、SolidWorks 、SolidEdge 等CAD造型软件拥有强大的参数化设汁能力,可以进行复杂的实体造型。因此,如果把这些CAD 造型软件与ANSYS 结合使用,充分利用CAD 造型软件快速准确建模的特长,就可以很好地解决CAD 建模能力的不足。许多工程技术人员就利用这些CAD 软件建模,利用ANSYS 与CAD 软件之间的图形接口将模型导人ANSYS。ANSYS提供了与大多数CAD 软件进行数据共享和交换的图形接口,ANSYS自带的图形接口能识别IGES 、Para Solid 、CATIA 、Pro 在、UG 、SAT 等标准的文件。使用却让SYS 与CAD 造型软件的快速方便的接口,能有效提高建模速度,提高模型品质,简化分析工作。

    在很多情况下,技术人员已经在擅长的CAD 系统中建立了几何模型,这时可以通过ANSYS 与CAD 系统的接口把它输入到A. NSYS 中进行分析。工程师可以利用自己熟悉的工具去建模,而且避免了在ANSYS 中重复对现有CAD 模型进行建模。

    UG 、Pro\E 是最为常用的三维造型软件,它们强大的参数化建模功能使得复杂零件的造型容易实现。ANSYS 为UG 和proe 都提供了直接的接口,使用ANSYS进行有限元分析时可以直接将模型导人。ANSYS 为proe 提供了连接向导,比较容易实现数据的转换。选择"程序"→ANSYS8 .0→Utilities →ANS_ ADMIN ,打开ANSYS 管理器,按照提示进行与目。在连接即可。

    与proe不同,且让SYS 并没有为UG 提供连接向导,一般来说,先安装UG 再安装ANSYS , ANSYS 会自动与UG 连接。虽然ANSYS 与UG 有直接的接口,但由于版本问题等各种原因导致不能成功直接在ANSYS 导人UG的赞. prt 模型文件,因此本文主要讨论UG 和ANSYS 的数据转换。螺栓有一个复杂的螺旋曲面,能够很好地考察模型数据的转换是否成功,下面以UG 中建立的一个M8x25 螺栓模型(文件名为bolt. prt) 为例(图1),介绍从UG 导入数据到ANSYS 方法,各种软件版本可能不尽相同,本文使用的是ANSYS8.0 和UG NX2 .0 。
    1 直接导入UG 文件

    ANSYS 支持UG 的*.prt文件,在ANSYS 中选File→Import→UG 再指定bolt. prt ,一般可以导人数据。但是在某些版本的ANSYS 中往往提示缺少bolt. ans 文件,操作失败,模型无法导人ANSYS。

    总结经验发现,在某些版本的ANSYS 中,要使UG 文件成功导人ANSYS 之前需要在系统中添变量,变量名为PATH ,变量值为UG 安装文件夹里UGH 文件夹的路径,本例的变量值为H:\Unigraphics NX 2.0\UGH ,不同版本的UG 具体的变量值不尽相同。操作为在WindoW中选系统→高级→环境变量→系统变量→新建,按确定后所示,"环境变量"对话框新增了所添加变量,添加系统变量后须重启计算机。

    重启后,在ANSYS 中选File→mport →UG 指定.bolt.prt,螺栓模型成功导人ANSYS 。但模型实体以线框形式显示,不能显示丽和体,难以直观操作。在ANSYS中选Plot → Style →Solid Modelo Normal Faceting. 然后选Plot-Volume后,显示的实体,很好地表达了模型各种特征细节,基本没出现线面丢失、因无法转换等问题,这样就很快的在ANSYS建立了复杂的螺旋曲面。使用ANSYS进行有限元分析时,其它复杂的也可以同样使用UG 进行建模再导人ANSYS 中,免去了费时ANSYS建模工作。一些原先元法直接用ANSYS 自带建模功能建立的复杂模型也能在ANSYS 中建立,提高了有限元分析的正确性和准确性。

    若UG 模型成功导人了ANSYS,则会在ANSYS工作文件夹中生成与UG 文件同名的UG-ANSYS通信列表文件bolt.tbl 和UG-ANSYS 属性文件bolt. attr. 这两文件记录了被导入模型的各种信息。

    2 间接导入UG 文件

    将UG 中模型另存为其它ANSYS 支持的格式,再导人ANSYS。在UG 中将模型另存为CATIA MODEL File, ANSYS 支持这两种格式的文件。下面依然将螺栓作为例子,在UG 中将螺栓模型另存为bolt. model 和bolt igs。在ANSYS 中选File-LMPORT→CATIA→bolt.model 或File-miport-IGES-blot.igs,将螺栓模导人ANSYS 中,图形同样以线框表示显示,选Plot- >Style 一>Solid model- >normal faceting,然后选Plot 一>Volume 显示实体。

    对比两种不同格式生成的剧唱SYS 模型,可以明显地看出,螺栓并没有生成螺纹c 分析导人的模型,发现CATIA Model 格式导入的模型明显优于IGES 格式导人的模型。ANSYS 能很好支持CATIA 的格式.CATIAModel 格式导人的模型生成了线、画和体,完整地保留了UG 中的螺栓模型各种细节特征,连复杂的螺纹曲面也得到了很好的表达。

    IGES 作为一种表达产品数据并将其转换成中性文件格式的行业标准,实现文件之间的交换具有很大的优势,但是剧唱YS 对IGES 的支持不够,ANSYS 读入所需IGES 文件的时间很长,占有系统资源较多。而且,在导入IGES 文件的时候,无法识别小的几何元素,造成所生成拓扑结构不连续,无法生成实体,导人的螺栓模型只是由一些面组成,并不能生成实体,不能表达螺纹的曲面。而且,倘若要在ANSYS 使用这种模型进行有限元分析,则必须费时做大量的修补工作,影响分析的精度和准确性,甚至还可能还会影响后面划分网格等工作。