01       傳統(tǒng)有限元建模工作流程及局限性

傳統(tǒng)有限元分析建模野疟，對于包含多個零部件和子結(jié)構(gòu)的大規(guī)模裝配結(jié)構(gòu)耐叽，例如：航空蟀蛆、航天器或者汽車，都不是由一個工程師甚至是一個部門來完成有限元模型的創(chuàng)建录抖。不同的FE部段由不同團隊的工程師進行創(chuàng)建男沛，最后再將這些FE部段模型進行組裝。

傳統(tǒng)的有限分析建模方法两候，不允許使用重復(fù)的ID編號滞泣，而大規(guī)模的裝配結(jié)構(gòu)需要通過組裝多個不同的部段模型來實現(xiàn)，隨著計算資源越來越廉價媳阴，精細化建模的需求越來越高奋屠，模型的單元、節(jié)點數(shù)量變得非常龐大窃爷，這就需要對大規(guī)模模型進行更加嚴格的模型管理邑蒋，隨之而來的就是傳統(tǒng)有限元建模方法的局限性越來越明顯：

■ 傳統(tǒng)的有限元建模方法，需要遵循嚴格吞鸭、復(fù)雜的編號規(guī)則寺董，避免出現(xiàn)ID號沖突覆糟；

■ 部段模型不能進行平移、旋轉(zhuǎn)遮咖、鏡像等操作滩字，很難實現(xiàn)其模型的重復(fù)使用；

■ 部段模型之間需要通過手動方式進行連接御吞；

■ 分析結(jié)果不能按照部段模型進行輸出麦箍。

02       全新的模型組裝管理工具  

Modules作為MSC Nastran的一個獨立的數(shù)據(jù)塊，用來表示獨立的模型部件或者子結(jié)構(gòu)陶珠，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類似于MSC Nastran的部件超單元挟裂，但是其模型不會發(fā)生縮減，所以不會損失計算的精度揍诽。Modules實例化的功能還可以將初始模型分解成多個實例诀蓉，簡單來講，可以把實例看作是一個標準件竖枚，這個標準件可以進行多次的引用劝讯，還可以對已有的Module模型進行替換，用來進行多種設(shè)計方案的嘗試路棍。

MSC Nastran多使用Include的方式引入不同部段的模型進行數(shù)據(jù)組裝持乌，此處我們通過對比Include與Modules兩種不同的建模方式來看一下Modules有哪些優(yōu)勢來解決大規(guī)模模型建模效率的問題：

PART.01

在數(shù)據(jù)格式上，Modules文件與Include文件非常相似攀叼，很容易將原有的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為Modules模型硫搏；

PART.02

Modules允許不同部段可以使用相同的節(jié)點、單元以及材料編號 要嘿，不再受限于計算中必須獨立編號的規(guī)則涝调；

PART.03

由于每個Module 都是獨立的，比傳統(tǒng)的建模方法更易于管理杭厘；

PART.04

一個Module 模型酣殊，可以在不同的位置，不同的裝配模型里多次重用隶丁；

PART.05

可以輕松的將Module進行復(fù)制锡移、平移、旋轉(zhuǎn)漆际、鏡像以及替換淆珊；

Module替換

PART.06

Modules支持自動連接 ，就像專屬模塊一樣即插即用奸汇，使用便捷施符；

PART.07

Module模塊信息以及連接信息都會輸出到 F06 文件中，方便查看擂找；

PART.08

結(jié)果輸出支持按照Module輸出 戳吝，便于后處理浩销。

03       前后處理ModuleMission    

為了簡化Modules的使用，我們基于MSC Apex定制開發(fā)了其使用界面“ModuleMission”听哭，其主要功能包括：

PART.01

外部Module的導(dǎo)入慢洋，已有FE模型的Module轉(zhuǎn)換

PART.02

Module的連接設(shè)置，默認自動連接陆盘，其他連接包括連接單元普筹，接觸等，其定義方式與基礎(chǔ)的Apex建模完全一致丰搞，可以自動轉(zhuǎn)換成Modules的連接

自動連接

手動連接

連接單元連接

接觸

PART.03

快速實現(xiàn)Module的位置變換或平移沉沾、旋轉(zhuǎn)、鏡像等復(fù)制

PART.04

支持按模塊顯示結(jié)果稚铡，或者整體結(jié)構(gòu)顯示結(jié)果

PART.05

模塊間連接力顯示革辖，用于分析載荷的傳遞路徑

04       總結(jié)  

總之，Modules作為新的組裝管理工具旺哀，允許不同Module之間使用重復(fù)的ID編號胀蹭，減少了模型組裝過程中的編號工作；其實例化工具甫沉，可以對已有的Module進行復(fù)制，通過平移酒危、旋轉(zhuǎn)似靖、鏡像等操作進行重新的定位，或者與其他的團隊共享使用模型败旋；其自動連接的功能可以讓Module文件組裝像搭積木一樣方便录切、快捷。這些功能都可以有效的縮短建模時間仁连，提高建模的效率蓝角。

（海克斯康工業(yè)軟件）

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