前面各节介绍了创建部件的基本方法、操作技巧和一些容易混淆的概念,下面给出一个创建部件的实例,介绍Part功能模块中一些容易遇到的问题。
一个边长100mm的立方体,在其中心位置挖掉半径为20mm的球,应如何建模?利用对称性,首先在Part功能模块中创建1/2模型,对其作镜像复制来得到对称的另一半模型,再在Assembly 功能模块中将二者合并为一个完整的部件。对应的ABAQUS/CAE操作如下。
1)创建1/2立方体:在Part功能模块中创建三维变形体部件haf-1,类型为extrude,拉伸长度为 50,如图3-9所示。
2)建立基准轴(用于旋转切割):单击菜单Tools→Datum,选择Axis和Normal toplane,thru Point,选中如图3-10所示的法向面(与X-Z面平行的面)和基准轴经过的点。
图3-9 创建1/2立方体
图3-10 旋转切割的半圆截面
3)旋转切割:单击菜单Shape→Cut→Revolve,绘制半圆,将旋转角度设为180°,如图3-11所示。完成后的部件如图3-12所示。
4)镜像复制:单击菜单Par→Copy-haf-1,将新部件命名为half-2,选择Mirror partabout X-Yplane(以-Y面作为对称面来作镜像复制)。
5)装配:进入Assembly功能模块,为部件half-1和half-2创建部件实体(partin-stance),并平移定位。
6)通过布尔操作合并两个1/2立方体模型:单击莱单Instance→Merge/CutInstances,按照图3-13所示来设置各参数,并选择要合并的两个部件实体。这样就生成了中心挖掉球体的立方体部件,在Part功能模块中可以看到新的部件cubic。
括:
在上述操作中,虽然模型的几何形状比较简单,但运用了一些很有用的建模技巧,包括:
1)利用基准轴来完成旋转切割。
2)利用对称性和镜像复制来节省建模时间。
3)通过布尔操作将对称的两部分合并在一起。
图3-11 旋转切割的角度
图3-12 旋转切割后的1/2立方体
方法2:
不利用对称性,直接通过布尔操作来让立方体和球体相减,达到挖空的效果。对应的ABAQUS/CAE 操作如下。
1)创建立方体和球体部件:在Part功能模块中,以拉伸(extrude)方式创建边长为100mm的立方体部件cubic,再以旋转(re-的方式创建半径为20mm球体部件volve)sphere(半圆截面旋转360°)。为方便接下来的装配操作,应该让正方形截面的中心和半圆截面的圆心都为原点。
2)装配:进入Assembly功能模块,为两个部件创建部件实体。旋转模型来查看立方体和球体的相对位置,单击菜单Instance→Trans-Iate,将球体平移至立方体的中心,如图3-14所示。
3)通过布尔操作让立方体和球体相减:单图3-13在Assembly功能模块进行布尔操作击菜单Instance-Merge/CutInstances,选择Cutgeometry,如图3-15所示,先选择立方体(被切割的部件实体),再选择球体。这样就生成了中心挖掉球体的立方体部件,在Part功能模块中可以看到新的部件cubicsphere。
图3-15布尔操作
被挖掉的球形区域在立方体内部,无法直观地查看操作结果是否正确,在划分网格时也很难在内部边界上布置种于。可以首先在Part功能模块中将部件分(partition)为对称的两块区域,如图3-16所示。再利用显示组(displaygroup)功能只显示模型的一半,如图 3-17所示。
在上述操作中运用了以下建模技巧:
1)通过布尔操作来让两个部件实体相减,生成新的部件。
图3-16 分割部件
2)使用分割和显示组来查看复杂几何部件的内部区域。
(内容、图片来源:《ABAQUS有限元分析常见问题解答》,侵删)
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