幾何建模

ANSYS DesignModeler-- ANSYS Workbench界面的進階建模工具

ANSYS DesignModelerANSYS Workbench的增加(add-on)模組,而所謂的「設計模型(design model)」指的是分析所採用的幾何模型與有限元素模型,ANSYS DesignModeler目標便是為了加快建立「設計模型」的速度,節省使用者建模所花費的時間。

CAE 分析的許多建模方法和CAD建模並不相同,例如CAE分析所採用的板殼元素、樑元素和桁架元素便是使用簡化的平面、曲面、線之幾何外形,若原來的3D CAD實體模型要簡化為板殼元素、樑元素和桁架元素,CAE工程師勢必要花費很多時間修整CAD實體模型,使之成為有限元素模型(設計模型)

ANSYS DesignModelerANSYS Workbench界面為基礎,提供了許多修整CAD實體模型的強大功能:細部幾何建模(detail geometry creation)CAD模型修改與簡化(CAD geometry modification and simplification)、概念模型建立(concept model creation)等,其中包括了手動、半自動與全自動的能力,讓CAE工程師可以快速完成所想要的有限元素模型。

 

ANSYS DesignModeler主要功能

  • 細部幾何建模(Detail Geometry Creation)

ANSYS DesignModeler提供了基本的CAD建模能力:拉伸(extrude)、旋轉(revolve)、掃成(sweep)、去角(chamfer) 等參數化功能。ANSYS DesignModeler所建立之幾何模型,可直接讀入ANSYS MultiphysicsANSYS MechanicalANSYS StructuralANSYS EmagANSYS DesignSpace等產品,也可轉入ANSYS DesignXplorer 做設計最佳化分析(design optimization)

  • CAD模型修改與簡化(CAD Geometry Modification and Simplification)

一般來說,建立CAD模型的目的是為了出圖與生產製造,並非為了CAE分析而建立,於是許多CAD模型不能直接使用於CAE分析。ANSYS DesignModeler提供了許多為CAE而設立的建模功能:截取殼元素所需的中心面(mid-surface)、定義銲接點(defining welds)、針對電磁分析所建立之空氣區域(creating regions around models that represent air)。此外,一般CAD模型還可能包括了許多CAE分析所不需要的特徵,例如在振動分析時經常會將小圓角忽略去除,ANSYS DesignModeler提供了刪除幾何特徵、刪除零件、結合不同零件等功能。

  • 概念模型建立(Concept Model Creation)

概念模型(concept model)是細部設計的前身,它不需要建立細部的幾何外形,此概念模型必須經由CAE分析才能確認產品特性。ANSYS DesignModeler提供了快速建立概念模型的功能,經由多個概念模型的分析結果,將可決定最佳的設計方案,降低失敗風險。

  • 幾何模型轉檔(Geometry Exchange)

ANSYS DesignModeler可讀取ANSYS Workbench所支援的CAD檔案格式。參數化的CAD軟體可與ANSYS DesignModeler做直接的雙向連結,使得ANSYS DesignModeler的建模與分析過程也成為參數化。ANSYS DesignModeler尚可輸出以下格式的檔案:ParasolidIGESANSYS ANF檔案,其中的ANSYS ANF幾何模型檔案與所有ANSYS軟體完全相容。

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