摘 要:文章首先對Solidworks軟件及 Ansys軟件的基本功能和模塊進行了相應的介紹。文章通過具體的實例,說明把Ansys有限元分析和Solidworks三維建模結結合運用能有效提高工作效率,操作更加簡單、方便。 

關鍵詞:三維建模;Solidworks;Ansys 
  引言 
  隨著科學技術的發(fā)展,對計算機軟件的要求越來越高,一種能直接繪制三維模型的軟件取代傳統(tǒng)的二維AutoCAD也顯得越發(fā)迫切。目前市場上應用廣泛的三維CAD主要包括:Solidworks(下文簡稱SW),Pro/Engineer,Catia等等。其中Solidworks[1]主要包括零件、裝配體、工程圖三部分,還具備運動、仿真、渲染、動畫等功能。Ansys[2]軟件是集結構、流體、電場、磁場、聲場于一體的大型通用的有限元分析軟件,主要包括三部分:前處理模塊、分析計算模塊、后處理模塊。并且利用Workbench平臺與CAD、Solidoworks、Pro/E、UG等實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交換以及無縫連接。 
  本文主要解決的問題:利用SW實體建模,經(jīng)模型導入后,直接添加材料屬性、映射網(wǎng)格、添加約束載荷、求解。 
  1 桁架類結構設計 
  結構特點:兩端面尺寸為2m方形,中間面為1m方形,兩方形底邊相距2.5m,整體外形符合默許條件下Solidworks三面放樣后的曲面上,桿長平均1m,如圖2所示。 
  此桁架相對比較復雜,每個節(jié)點在曲面上的位置無法直接通過坐標的方法直接輸入,且節(jié)點數(shù)量較多,很難直接在Ansys中建立有限元模型。如果通過三維建模的方法進行建模,再進行導入,將會大大的節(jié)省時間,具體方法如下: 
 。1)在SW中建立如上圖的放樣模型來確定桁架的外形。 
 。2)將空間3D草圖中的點布置在曲面上,用尺寸控制KP,間隔為1m左右。 
  (3)用獨立的 中的直線當做桁架桿,連接布置好的KP。注意每條直線單獨在一個3D草圖里。 
 。4)用曲面填充填充所有的相鄰的line,期間可以用鏡像的方法先鏡像對稱的面。 
 。5)保存3D模型為“x.t”。 
 。6)打開Ansys,在GUI界面下進入:Utility Menu> File>Import>Para…選擇“x.t”文件。 
  (7)添加Link8單元;添加界面尺寸4.91E-4: 
  添加材料模型:Main Menu >Material props>Material Modls>Structural>Linear >Ekastic>Isotropic 
  EX:2.07E+011 PRXY:0.3Density(密度)輸入7800 
  (8)通過KP、line劃分有限元模型: 
  Main Menu >preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>All KP>OK 
  Main Menu >preprocessor>Meshing>MeshTool。 
  在出現(xiàn)Mesh Areas后,選擇Pick All后點擊ok,即建立模型完畢。 
  2 結論 
  模型建立是有限元分析的基礎,雖然Ansys軟件可以建立模型,但建模過程遠不如Solidworks簡便,復雜模型建立更加困難。 
  Solidworks提供的多的數(shù)據(jù)接口中,IGES可以實現(xiàn)Solidworks和Ansys的無縫連接進行數(shù)據(jù)交換。即Solidworks環(huán)境下建模,接著將其導入Ansys環(huán)境下進行網(wǎng)格劃分,再進行材料性質、載荷定義和求解,為復雜機械的優(yōu)化設計提供技術支持,提高工作效率。