复杂模型的有限元分析方法

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Finite Element Analysis M ethod for Complicated M odelZHOU Jian，GUO Shi-yong，WANG Bao-guang(Qingdao Technological un e ，Qingdao Shandong 266033，China)Abstract：In order to overcome the dificulties of ANSYS finite element analysis on complicated and large-scale structures inthe process of model building and meshing，the computer aided design software HYPERMESH CATIA and the finite element a-nalysis software ANSYS are combined together，the practical model is established in CATIA，and then the entity model is im-ported into HYPERMESH and is meshed，the material properties and unit type are accomplished in HYPERMESH software，then the model is imported into ANSYS to load and solve.In this paper，It shows that the method not only plays the advantagesof CATIA entity modeling，HYPERMESH meshing and the powerful calculation function of ANSYS，but also improves the fea-sibility and accuracy of the analysis。

Key words：finite element analysis；aided design；CATIA；HYPERMESH；ANSYS1 前 言ANSYS软件是融结构、流体、电尝磁尝声场分析于-体的大型通用有限元分析软件，是目前国际上最流行的有限元分析软件之- 。然而它在复杂的实体模型的建模和网格划分的功能方面则相对较弱，因此如果只用 ANSYS去完成复杂模型的建立、网格划分和求解的话就比较困难了。法国达索公司开发的 CATIA软件是 目前最流行的实体建模软件之-，它具有强 大 的实 体建模 和 曲面造 型功 能。HY-PERMESH软件是美国 Altair公司的产品，在 CAE工程技术领域，HYPERMESH最著名的特点是它所具有强大的有限元网格划分前处理功能，并能够与众多CAD系统和有限元求解器进行方便的交换数据。鉴于此，对于复杂模型的有限元分析，可以在 CATIA软件中建立模型，通过 HYPERMESH软件与 CATIA之间的接口，可以把在 CATIA中建立好的实体模型导入到 HYPERMESH中进行网格划分和材料属性的设置，在 HYPERMESH软件中对模型进行网格划分，利用 HYPERMESH软件的开放性把模型保存为 ANSYS常用的文件格式0 ，这样便可把模型导入JANSYS中进行求解 j。在此有 限元分析的过程中，不仅发挥了各软件 自身 的优势 ，而且也提高了分析的准确性 ，为复杂模型的有 限元分析提供了-条新思路。

2 预处理2.1 实体模型的建立利用 CATIA的零件设计功能拈，根据设计图纸，运用从下而上或自上向下的建模方法，利用样条、桥接、偏置、投影、交叉等特性以及建立和编辑曲线、生成主片体等方法，逐步建立并修改模型，复杂的模型要利用 CATIA的装配设计拈对模型进行组装，最终完成研究对象完整准确的实体模型4j。

2.2 实体模型的网格划分在 HYPERMESH的 ANSYS拈 中导入 CATIA保存的实体模型 ，检查打开的实体模型是否完整，如果不完整则需要用 HYPERMESH里的修补功能补充模型。之后定义材料属性和单元类型。经过对模型的处理、网格划分、网格质量的检查等操作后把模型保存为ANSYS格式的.cdb”文件，至此实体模型的网格划分完成。

收稿日期：2013-04-14作者简介：周 健(1987-)，男，河南永城人，在读硕士，研究方向：有限元分析与多学科优化。