• 基于simulation的螺纹网格划分和简化问题
    2017-05-22

基于simulation的螺纹网格和简化问题

【摘 要】:本文将介绍SOLIDWORKS Simulation在进行螺纹分析的时候的简化和应用,其中着重提出了对于大装配体上的小螺纹的网格画法,合理的利用计算机资源,以及巧妙的使用仿真中的接触关系帮助我们简化运算量

【关键词】:SOLIDWORKS Simulation  、大装配体螺纹 、减少网格数量

Simulation功能

  具有易于使用的 CAD 嵌入式分析功能的 SOLIDWORKS Simulation 软件工具和解决方案使所有设计师和工程师能够模拟和分析设计性能。在设计时,可以快速轻松地利用高级仿真技术来优化性能,以减少对成本高昂的样机的需求、消除返工和延迟、以及节省时间和开发成本。

在进行螺纹螺栓连接的过程中,我们不难发现,在进行螺纹螺栓的连接中,我们会遭遇以下几个问题:

关于螺纹干涉的问题,在螺纹配合时,螺纹不好装配,装配后产生大量干涉,反复修改的工作量很大,在FEA中,我们可以采用适当的方式进行处理,这里举一种简单的方式:即首先绘制出螺纹,并进行装配,此时进行干涉检查会发现螺纹部位会有干涉,这时采用压凹模型的方式,将螺纹压凹出来,不仅不会产生干涉,还会对后续的有限元分析有很大的简化作用(图一)



1.  螺纹网格的绘制,以宁波斗士油压的产品为例,客户的产品用来对轮胎模具进行冲压成型,因此产品十分粗大,但是进行连接的螺纹尺寸又十分小巧,在进行有限元离散行为的时候,这样的尺寸差距会导致网格划分失败的必然性。



通过这两张图表的对比,我们可以看到,尺寸上不成比例,因此不论是标准网格也好,基于曲率的网格也好,都会导致网格生成失败,一般情况下,如果客户没有特殊需求,一般螺纹这里采用夹具中的“在圆柱面上进行处理,这里我们着重讲一个网格的特殊设置。如下图



在这里,使用不兼容网格之后,我们就可以将网格以分别独立划分的方式赋予给装配体,但是注意,一般我们要先在零部件处进行划分,之后再进行装配体上的划分。确保零部件的划分没有问题。

2.不兼容网格划分的原理

  何为不兼容网格?不兼容网格是指不同的特征、曲面乃至装配体之间的网格没有采用刚度矩阵方程进行连接的网格划分方式,在传统的网格划分的过程中,我们可以观察到兼容网格的网格节点和单元大小基本相似,中间用线条连接,而不兼容网格采用新的算法,我们在网格图解里可以看到不同的网格中间没有连接起来,即所谓的不兼容

3.不兼容网格的必要简化

   即使进行了如上的设置,在E5处理器上,进行网格划分,大约需要3h左右,计算量难以评估,因此,我们将再次进行模型简化

    划分网格用时很久的原因很简单,因为我们的螺纹是一段很长的螺纹线的扫描,为了保证不间断的划分,会耗费大量的时间,那么此时我们会采用等效的解决方法去处理,第一步,采用分割面将一个螺栓一份为二,从顶部到底部,整个螺纹也被从头至尾一分为二,使用零部件接触中的结合,将二者再粘连在一起,剖分的目的是减少计算量,而结合则是保证不会出现位移。通过这样的方式,我们可以减少大量的网格生成时间,在保证精度的情况下很好的减少了计算机的工程量



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