基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副

最近重点学习了一下这方面的内容,谈谈我的感想:

1.使用hypermesh去建立运动副相比于workbench来说操作上的繁琐程度高了不止一点,所以其实不是很懂学这个的意义在哪里;

2.唯一觉得可能有用的在于后续去在dyna联合仿真中去建立运动副有一定的参考意义,再者就是apdl本身在后处理方面的批量化于实时性的反馈比较好,这是我个人的理解;

3.最后说说瑕疵吧,我用的hypermesh是2021版本的,算是老版本最后一代,但是在接触建立上也没有了contact manger这个选项,所以学习这块的知识还是下了一些功夫,再者hypermesh在定义时定义的参数不够apdl的要求,这个也是一个难点,需要后续在apdl中去补充这些内容,所以我深刻的感受到了workbench的便捷性,但是也体会到了它自身所忽略的底层逻辑。

下面就介绍运动副与转动副的建立:

转动副

这里采用的是一个单独的齿轮,用了结构化的网格划分方式,转动副是对地的转动,同理绕轴的转动也是异曲同工

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图1

网格划分采用的hypermesh的划分,在划分过程中体会到容差这个选项的关键,真的是解决了很多问题,其次要多多使用共节点,tool-edge可以避免后续众多的问题,最后要face,edge去检查自由边,t型边,没有问题再进行之后的操作。

建立机架与mpc单元,这里由于是对地,所以机架很关键,最后要对这部分进行固定操作,mpc单元本质就是在同一个位置建立了两个点所建立的单元,下面是建立过程中的选项

采用转动的value

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图2

便于选点(重合点)在preference中打开graphics中的coincident picking,效果如下,可以看到,这里实际上是两个点

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图3

最终结果如下

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图4

最困难的是之后去建立转动副的过程,用到的是contact的部分,下面是树状图

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图5

在接触组中需要选择接触单元与目标单元,也就是这里的contact surfaces与单独的一个点集合sets,接触面为齿轮内表面,目标面也就是前面建立的mpc单元的节点,单元采用的是contact173与targe170单元,相关的参数设置如下:

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图6

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图7

这里的参数使用的都是apdl中很经典的接触参数设定,感兴趣去的可以找本讲单元的书去琢磨琢磨。

最后考虑到hypermesh中相关转动只能绕着x轴或者z轴去转动,所以建立一个坐标系很重要,如下

在analysis中的systems中

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图8

同理apdl中坐标系的建立需要从11开始,要进行重新的编号tool-renumber

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图9

移动副

到这里就介绍完毕了,下面是移动副的介绍,本质上的一样的所以讲的稍微粗糙些,如下

导入我们在solidworks中建立的装配体模型,并且进行网格划分操作

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图10

移动副的区别在于建立两个接触组,接触面与mpc的i节点连接,目标面与mpc的j节点连接,如下

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图11

树状图如下

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图12

对于mpc单元这里的设定改为了移动而不是转动

基于hypermesh与ansys apdl的联合仿真——如何建立运动副的图13

后续操作都是一样的就不介绍了,也就是建立坐标系,坐标系编号,建立约束。

最后就是导入apdl中补充一些比如说单元的界面属性等相关的参数来进行计算,无奈这部分确实还没有理解明白,之后学懂了再分享给大家,或者有懂得也可以讲讲,不胜感激。

用文字来表述确实有些说不明白,只能简单的讲讲,很多地方都讲的不是很透彻,所以大家可以留言这块内容,需要的比较多的话可以考虑出一个视频的教学,同时需要源文件的也可以留言私信,看到了会发。

公众号为:仿真学习cae,也就是本人头像,此外还有其他文章可供学习,欢迎关注交流。


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