ansys车轮的实体建模

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ANSYS建立实体模型

CAD文件用一种看起来正确但对有限元分析工具却会产生问题的方法生成的。
CAD文件可能包含难以进行网格划分的物理细节。对模型进行修改时，需要知道实体模型和有限元模型中图元的层次关系，不能删除依附于较高级图元上的低级图元。否则会引起模型错误。例如不能删除依附于面上的线，依附于体上的面等。
3.4 ANSYS环境内直接建模方法
3.2.2 IGES格式实体的导入
IGES（Initial Graphics Exchange Specification）是一种被广泛接受的中间标准格式，用来在不同的CAD和 CAE系统之间交换几何模型。使用该文件格式可以输入全部或者部分模型文件，因而用户可以通过它来输入模型的全部或者一部分从而减轻建模工作量，然后在ANSYS里对输入的模型进行修改。对于输入IGES文件，ANSYS提供如下两种选项：
第3章建立实体模型
实体模型是分析的基础，约束和载荷加载在实体模型才能进行分析计算。实体模型的建立，可以视为前处理器中阶段性的任务。设计工程师可以通过CAD软件所提供的构建、旋转、平移、放大、缩小等功能，达到建立、查看和修改产品实体模型的目的。
ANSYS中实体模型的来源有两种，一种方法可以通过常用的中间文件格式导入；另外一种方式就是在ANSYS前处理器中直接建模。当来自CAD软件时，可以通过IGES,SAT,STEP,PARASOLID等中间文件格式进行转换，而输入ANSYS，或者经由直接转换界面，将CAD模型直接转换至ANSYS中。使用这种方式时，最好先在CAD软件中对模型进行简化，再把模型输出，这样可以节省处理模型的时间。
进入ANSYS时，有一个默认的工作平面，即总体笛卡尔坐标系的XY平面。工作平面可以根据需要被移动和旋转。

车轮轮毂 catia建模 ansys分析

目录第1章用CATIA建立CATIA 建立轮毂模型 (1)1.1汽车轮惘规格系列 (2)1.2轮毂建模 (4)第2章模型导入ANSYS10.0 (10)2.1轮毂零件模型*.model导入导入ANSYS10.0 (10)2.2导入模型生成实体 (11)第3章ANSYS模态分析 (12)3.1参数设定 (12)3.2网格划分 (12)3.3模态分析及图形显示 (13)3.4模态分析数据及总结 (25)参考文献 (29)第一章用CATIA建立轮毂模型1.1汽车轮惘规格系列1.范围本标准规定了汽车车轮与轮胎相配合部分的轮辆轮廓术语、标记、负荷、50深槽轮惘(50DC),15“深槽轮辆(150DC),50半深槽轮惘(50SDC),50斜底轮辆(50FB),本标准适用于汽车所使用的轮辆规格系列。

2.轮辆轮廓术语图1-1 轮辋轮廓A —轮辆标定宽度;B —轮缘宽度; C—轮缘半径位置尺寸; D —轮辆标定直径; F1，F2—轮辋上气门嘴孔位置尺寸; G - 轮缘高度; H - 槽底深度; DR,DF—胎圈座突峰直径; L - 槽底宽度; M —槽的位置尺寸; P—胎圈座宽度; R1—轮缘接合半径; R2—轮缘半径; R3—胎圈座圆角半径; R4—槽顶圆角半径; R5- 槽底圆角半径; R6—轮缘端部圆角半径; R7—槽侧半径; V —气门嘴孔或槽的尺寸; α—槽底角度; β—胎圈座角度。

注1:凡标注二的尺寸与轮胎在轮惘上的装、拆有关，是轮辆槽底的最小尺寸，M表示槽底位置的极限尺寸注2:槽顶圆角半径R 和槽底角度a是轮胎在轮惘上装、拆的重要参数。

注3:安装面，即轮胎从这一面装人轮辆或从这一面拆下轮胎.对于多件式轮辆，安装面是可拆卸轮缘的一面。

3.标记轮辋规格名称采用“轮惘名义直径X/一轮辋名义宽度轮辋轮廓代号”，也可采用“轮辋名义宽度轮辋轮廓代号X/一轮辆名义直径”表示。

4．负荷施加在轮辋/车轮上的负荷和气压，不应超过轮辋/车轮制造厂推荐的最大值。

ANSYS实体建模

全局坐标系（续） ■ 缺省时，全局直角坐标系是激活坐标系 ■ 激活坐标系也可为柱（或球、其它坐标系）
局部坐标系（Local CS ）
节点坐标系—用于载荷和自由度定向（续）
■ 有时，需要旋转模型中某些节点的节点坐标系，用于有坡度的滑动支撑或施加径向位移：
节点坐标系—举例
■ 观看节点坐标系： Utility Menu: PlotCtrls > Symbols >
体的生成
选项-创建体的功能 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > Volumes-
实体建模的基本途径
■ 由底向上建模: 按点、线、面、体顺序由低级图元起形成几何实体；
■ 由顶向下建模: 直接生成顶级图元，通过布尔操作完成目标几何实体。
■ 利用已有的图元
模型
实体建模和直接生成有限元模型的优缺点对比
实体建模的方法
➢ 一、自底向建模：即首先定义关键点，再利用关键点定义较高级别的图元（线、面、体），即由点到线、由线到面、由面到体，即由低级到高级
➢ 二、自顶向下建模：即直接建立体、面或线，然后 ANSYS软件自动生成所有从属于该图元的低级图元。
图元: 点、线、面、体图元的等级：由低至高 => 点、线、面、体
Operate其它操作（续）
➢ Extrude——拖拉，是利用低维数的几何元素按照一定的拖拉方式获得高维数的几何对象
Operate其它操作（续）
➢ Extand Line——延伸线，在线的一端延长给定长度
Operate其它操作（续）
➢ Scale——比例缩放，是在将激活的坐标系下对单个或多个图元进行放大或缩小，包含复制和移动两种方式。

ANSYS基础教程—实体建模

ANSYS基础教程—实体建模ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以用于解决各种工程问题。

在使用ANSYS进行有限元分析之前，我们需要先进行实体建模，即将实际工程问题转化为计算机可解析的几何模型。

本文将介绍ANSYS基础教程中的实体建模部分。

首先，我们需要打开ANSYS软件。

在主界面上选择“几何建模”选项。

接着，我们可以选择不同的几何建模方法，如二维绘图法、三维绘图法或者实体建模法。

在这里，我们选择实体建模法。

在实体建模法中，我们可以利用ANSYS提供的几何绘图工具对几何模型进行创建。

这些绘图工具包括直线、弧线、曲线、曲面等。

我们可以根据实际情况选择不同的绘图工具来创建几何模型。

在创建几何模型之前，我们需要先选择坐标系。

ANSYS提供了多种坐标系选择，如直角坐标系、极坐标系、柱坐标系等。

我们可以根据实际情况选择适合的坐标系。

接下来，我们可以开始创建几何模型。

首先，我们可以选择直线工具来创建直线段。

在鼠标左键作用下，我们可以绘制直线段的起始点和结束点。

当我们绘制好直线段之后，可以按下鼠标右键进行确认。

除了直线段，我们还可以创建曲线和弧线。

曲线可以通过选择多个点来创建，而弧线可以通过选择起点、中点和终点来创建。

这样，我们就可以在实体建模中创建出复杂的几何曲线。

在完成几何曲线创建后，我们可以再利用这些几何曲线来创建曲面。

在ANSYS中，我们可以选择多边形工具来创建曲面。

我们只需要选择几何曲线边界上的点，然后根据需要选择特定的曲面面积来创建曲面。

ansys中实体建模

第五章实体建模5.1实体建模操作概述用直接生成的方法构造复杂的有限元模型费时费力，使用实体建模的方法就是要减轻这部分工作量。

我们先简要地讨论一下使用实体建模和网格划分操作的功能是怎样加速有限元分析的建模过程。

自下向上地模造有限元模型：定义有限元模型顶点的关键点是实体模型中最低级的图元。

在构造实体模型时，首先定义关键点，再利用这些关键点定义较高级的实体图元（即线、面和体）。

这就是所谓的自下向上的建模方法。

一定要牢记的是自下向上构造的有限元模型是在当前激活的坐标系内定义的。

图5-1自下向上构造模型自上向下构造有限元模型：ANSY 程序允许通过汇集线、面、体等几何体素的方法构造模型。

当生成一种体素时，ANSYS?序会自动生成所有从属于该体素的较低级图元。

这种一开始就从较高级的实体图元构造模型的方法就是所谓的自上向下的建模方法。

用户可以根据需要自由地组合自下向上和自上向下的建模技术。

注意几何体素是在工作平面内创建的，而自下向上的建模技术是在激活的坐标系上定义的。

如果用户混合使用这两种技术，那么应该考虑使用 CSYS WP 或 CSYS 4命令强迫坐标系跟随工作平面变化。

Areas“ P图5-2自上向下构造模型（几何体素）注意：建议不要在环坐标系中进行实体建模操作，因为会生成用户不想要的面或体。

运用布尔运算：可以使用求交、相减或其它的布尔运算雕塑实体模型。

通过布尔运算用户可直接用较高级的图元生成复杂的形体。

布尔运算对于通过自下向上或自上向下方法生成的图元均有效。

拖拉或旋转：布尔运算尽管很方便，但一般需耗费较多的计算时间。

故在构造模型时，如果用拖拉或旋转的方法建模，往往可以节省计算时间，提高效率。

图5-4拖拉一个面生成一个体〔VDRAG移动和拷贝实体模型图元：一个复杂的面或体在模型中重复出现时仅需要构造一次。

之后可以移动、旋转或拷贝到所需的地方。

用户会发现在方便之处生成几何体素再将其移动到所需之处，这样往往比直接改变工作平面生成所需体素更方便。

ANSYS实体建模教程

第2章 ANSYS实体建模
湖北工业大学
2.5 定义单元类型
ANSYS单元库中提供了超过150种的不同单元类型，每种单元类型有一个特定的编号和一个标示单元类型的前缀，如BEAM4（4号梁单元），PLANE82（82号板单元），SOLID95（95号实体单元）。
单元类型决定了单元的：
（1）结点数和自由度；
第2章
定义途径：
ANSYS实体建模
湖北工业大学
•Command:/R
•[Main Menu]：Preprocessor|Real Constants|Add/Edit/Delete
2.7 定义材料属性
绝大多数单元类型都需要材料属性。根据应用的不同，材料属性可以有如下几种：
•线性或者非线性；
•弹性（各向同性、正交异性）或非弹性；
•Command方式：/FILNAME
•GUI方式： [Utility Menu] File|Change Jobname
需要注意的是：设置作业名仅在Begin level才有效（开始级，此时ANSYS不处于任何一个处理器中），且新的作业名只适用于更名后打开的文件。在更名前打开的文件，如记录文件、错误信息文件等仍然是原来的作业名。如果想新指定的作业名重新建立这些文
新建立的局部坐标系的
识别号，必须大于10
右手法则
原点选取对话框
在指定位置创建局部坐标系对话框
第2章 ANSYS实体建模
湖北工业大学
通过已有3个结点定义局部坐标系 Command方式：CS GUI方式： [Utility Menu] WorkPlane | Local Coordinate Systems | Create Local CS|By 3 Nodes 坐标系的确定方法如下：

catia轮毂建模 ansys分析

图1-4螺栓孔
3.选择zx平面，单击“平面”命令图标，弹出平面定义对话框，平面类型：偏移平面参考：zx平面偏移：-80mm单击“确定”。生成平面2，在平面2上画一条水平直线。将平面2绕此水平直线旋转15度，生成平面3，再将其平移15mm。进入生成的平面3，进行草图编辑，在平面3上画一底边长为22mm的，腰长为20mm的等腰三角形，并倒角，其倒角半径为3mm。退出工作台，对以上图形进行凹槽，再进行圆弧阵列，选择平面3，进行平面偏移，偏移距离为20并旋转75度，生成平面4，在平面4上画一半径为5的圆，退出工作台，将其凹槽，在挡圈上生成气门嘴孔。再将轮毂中间轴孔进行倒圆角。生成图形如下:
依次选择Main Menu>General Postproc>Results Summary,求得结果如下：
图3-4计算机结果列表
保存数据。
依次选择Main Menu>General Postproc>Read results>First Read
依次选择Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu>Nodal Solution>DOF Solution>Displacement vector sum,所求解1~15阶模态分析的振型如图所示：
此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或查阅相关资料，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识。课设过程中，也对团队精神进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。总而言之，这次课设我受益匪浅，在此，我要感谢我的指导老师以及帮助我的那些同学！

ansysworkbench实体建模及计算(详解)

实例分析（基础）快捷键：滚动鼠标滚轮缩放，按住鼠标滚轮不放移动鼠标旋转，ctrl+鼠标中键（滚轮）移动。

Shift+鼠标中键上下移动改变视图大小。

Ctrl+鼠标左键点选可选择不连续多个对象（可在绘图窗口直接选择或在设计树中选）。

绘图时（草图模式sketching下）选中某个对象按delete 可删除该对象。

打开ansys workbench（点击“开始”----->“程序”----->“ansys12.1”----->“workbench”）出现这个窗口。

左半边儿有很多按钮，可以双击这些按钮打开相应的程序。

这是局部放大后的图片，双击这里面的按钮，加入建模程序。

这时原来空白的地方出现了一个图标。

程序启动后点击选择单位点击OK之后就可以建模了。

建立模型这个窗口就是建模程序的主窗口。

左半边儿白色小窗口里有三个坐标供选择。

分别是“XYPlane”“ZXPlane”“YZPlane”。

绘图前必须选择相应的坐标，在坐标上建立草图。

比如现在要选择“XYPlan”，在这个平面建立草图“sketch1”，在这个草图上进行平面图绘制。

可以看到下图上边儿偏右处有个新建草图按钮，点击这个按钮可以建立一个新的草图。

新建草图后，XYPlan下出现sketch1，如下图。

点击选中这个草图（或者点击选中“XYPlan”），点击正视于（look at）按钮。

这个按钮位于下面的工具栏右边。

也可以点击选中sketch1（或“XYPlan”）右键点击调出快捷键菜单，选中“look at”。

这时绘图区的坐标会自动摆正。

在新建的草图上绘制平面图单击选择下图上的点击这个图左下角的按钮“sketching”，转化到绘图模式下。

开始绘图。

点击后这个图片会变成下面的图片：选择“Line”就可在绘图窗口划线了。

比如在x轴上画一条线，左键点击x轴上的某一点，松开移动到另一点，再点击，就会出现一条直线。

画完后可以对这个直线进行约束，比如让让它关于y轴对称。

基于ANSYS的小轮廓农机轮胎有限元模型设计

图１农机轮胎（．０—１）５５６断面材料分布图
Ｆｇ１Ｍａｒｌｉｒｕｉｎｍａｏｒ（．０一ｌ）ｉ．ｔｉｓｂｔｐｆｔｅ５５ｅａｄｔｉｏｒｉ６
ｊｕｉｈｎ＠１３ｃｒ。ｉｑｎｏｇ６．ｏｙｇｎ
通讯作者：师帅兵（９６一）男，西永寿人，授，士生导师，Ｅ１５，陕教硕（
—
ｍａ）ｈｓｕｉｉｇｔｅｍ。ｉｓｉａｎ＠ｏｏｌｈｂｍ．
２１００年５月
农机化研究
第５期
２３运用接口程序把轮廓曲线导入到ＡＳＳ．ＮＹ大型通用有限元（Ｅ软件包都带有ＩＥ文件接Ｆ）ＧＳ
口。通过这条公共通道，ＣＤ系统中建成的模型都在Ａ
气时的性能分析时，只绘制轮胎半胎的断面图就可以
满足研究的需要。结合轮胎设计参数，根据文献［］４
绘制轮胎断面材料分布图，图ｌ所示。如
为８Ｐ标准轮辋为４０Ｅ，Ｒ，．０充气断面宽变化范围为１７２３．８～１８７ｍ充气外直径变化范围为６１２４．２ｍ，７．２
用文献［］３中的数据。２２利用ＡＴＡＤ绘制轮胎断面材料分布图．ＵＯＣ众所周知，ＵＯＡＡＴＣＤ有强大的图形处理能力，这点是ＡＳＳ所无可比拟的。对于轮胎的前期模型建ＮＹ
型非线性有限元软件应用水平的飞速发展，对轮胎进行结构分析也有了较快的发展。本文采用大型有ｊ限元软件ＡＳＳ根据轮胎实际情况，ＮＹ，建立起小轮廓

ANSYS做的轮胎模型

ANSYS做的轮胎模型fini/cle/prep7/title,wheel-3!_____________________________________定义单元类型__________________________________________________et,1,45 !用来给土层，轮辋以及基层来分网格et,2,181!_____________________________________________________________ _______________________________________!____________________________________定义轮胎材料参数_________________________________________________!___________________________定义超弹材料，用9常数模型(单位为MPa)___________________mp,ex,1,8000e6mp,prxy,1,0.4!____________________________定义正交弹性材料(单位为MPa)___________________________mp,ex,2,1.03e10mp,prxy,2,0.33mp,ex,3,2.1e11mp,prxy,3,0.3save,material4,db/prep7!_______________________________________定义道路几何参数___________________________________________areaload=0.557800e6 !单位mpaarearadiu=0.1066 !单位mtop=0.5493thick1=0.04+top !单位mthick2=0.06thick3=0.07thick4=0.25thick5=0.27thick6=3.5distanceofaxie=1.5*arearadiu !两轮中心距rightb=1.50leftb=-1.50frontb=1.50backb=-1.50depthb=-(thick1+thick2+thick3+thick4+thick5+thick6)!_____________________________________________________________ ______________________________________!______________________________________定义道路材料参数_____________________________________________ex1=1200e6 !单位MPaprxy1=0.35dens1=2.509e-03 !单位kg/m3ex2=1000e6prxy2=0.35dens2=2.447e-03ex3=1000e6prxy3=0.35dens3=2.432e-03ex4=1400e6prxy4=0.2dens4=2e-03ex5=800e6prxy5=0.2dens5=1.800e-03ex6=35e6prxy6=0.4dens6=1.900e-03!_____________________________________________________________ ______________________________________!________________________________定义道路材料参数__________________________________________________mp,ex,4, ex1 !定义道路第一层材料参数mp,PRXY,4,prxy1mp,dens,4,dens1mp,ex,5, ex2mp,PRXY,5,prxy2mp,dens,5,dens2mp,ex,6, ex3mp,PRXY,6,prxy3mp,dens,6,dens3mp,ex,7, ex4mp,PRXY,7,prxy4mp,dens,7,dens4mp,ex,8, ex5mp,PRXY,8,prxy5mp,dens,8,dens5mp,ex,9, ex6mp,PRXY,9,prxy6mp,dens,9,dens6!_____________________________________________________________ _____________________________________/prep7!______________________________建立轮胎模型_________________________________________________________k,1,0,0,0k,2,0,0,0.03k,3,0,0.01,0k,4,0.297,0,0k,5,0.297,0,0.2k,6,0.297,0,-0.2k,7,0.297,0,0.01k,8,0.297,0,-0.01k,9,2,0,0.01k,10,0,0,-0.005k,11,0,0,0.005k,12,0.4028,0,0k,13,0.5425,0,0k,14,0.4028,0.01,0circle,1,0.297,2,4,360,1l,5,6LGEN,2,4,,1,0.01l,6,19l,5,18lsel,s,,,4,7,1al,alllsel,allVDRAG,1,,,,,,1,2,3vsel,s,,,1,3,1vadd,all !4torus,0.4028,0.1362,0.1422 !1torus,0.4028,0.1422,0.1465 !2vsbv,2,4,sepo,dele,keep !3,5vdele,3vsbv,1,4,sepo,dele,keep !2,3vdele,2wpoffs,,, 0.110836 WPSTYLE,,,,,,,,1wpstyle,0.05,0.1,-1,1,0.003,0,0,,5 vsbw,4,speo,delevdele,2wpoffs,,, -0.110836*2vsbw,1,speo,dele !轮辋宽0.11085 vdele,4l,11,10 !40circle,11,0.297,2,7,360,1lsel,s,,,41,43,2lsel,a,,,56al,all !11lsel,allvdrag,11,,,,,,40 !1vsel,s,,,1,2vadd,all !4vsel,allvglue,3,4,5 !1内胎,2外胎,6轮辋!分网格HPTCREATE,area,11,, coord,0,0,0.005HPTCREATE,area,73,, coord,0,0,-0.005 vsel,s,,,6type,1mat,3mshape,1,3Dmshkey,0esize,0.04!要粗化vmesh,allvsel,all !1336,1178csys,0!给外轮胎分网格!HPTCREATE,area,21,, coord,0,0.5493,0 vsel,s,,,2type,2mat,1mshape,1,3D !定义单元形状mshkey,0esize,0.02 !定义为自由网格!可能要局部粗化vmesh,allvsel,all!给轮胎束带层分网格vsel,s,,,1type,2mat,2mshape,1,3Dmshkey,0esize,0.02!可能要局部粗化vmesh,all!在内胎的内面上施加面荷载!13,14,67-70asel,s,,,13,14asel,a,,,67,70,1nsla,sSF,all,pres,0.63e6 !压力单位为Pa csys,0save,finimodel,db/prep7!____________________________________________________定义路面_______________________________________________block,rightb,leftb,-top,-thick1,frontb,backb !3block,rightb,leftb,-thick1,-(thick1+thick2),frontb,backb !4block,rightb,leftb,-(thick1+thick2),-(thick1+thick2+thick3),frontb,backb !5 block,rightb,leftb,-(thick1+thick2+thick3),-(thick1+thick2+thick3+thick4),frontb, backb!7block,rightb,leftb,-(thick1+thick2+thick3+thick4),-(thick1+thick2+thick3+thick4+ thick5),frontb,backb!8block,rightb,leftb,-(thick1+thick2+thick3+thick4+thick5),depthb,frontb,backb!9 vglue,3,4,5,7,8,9 !3,10,11,12,13,14vsel,s,,,3type,1mat,4mshape,1,3D !定义单元形状mshkey,0esize,0.0.5 !定义为自由网格vmesh,allvsel,s,,,10type,1mat,5mshape,1,3D !定义单元形状mshkey,0esize,0.15 !定义为自由网格vmesh,allvsel,s,,,11type,1mat,6mshape,1,3D !定义单元形状mshkey,0esize,0.18 !定义为自由网vmesh,allvsel,s,,,12type,1mat,7mshape,1,3D !定义单元形状mshkey,0esize,0.2 !定义为自由网格vmesh,allvsel,s,,,13type,1mat,8mshape,1,3D !定义单元形状mshkey,0esize,0.3 !定义为自由网格vmesh,allvsel,s,,,14type,1mat,9mshape,1,3D !定义单元形状mshkey,0esize,0.5 !定义为自由网格vmesh,allnsel,allvsel,allasel,allfini/solu!__________________________________给道路加约束_______________________________________________csys,0nsel,allnsel,r,loc,y,depthbd,all,all,0nsel,allnsel,r,loc,x,rightbnsel,a,loc,x,leftbd,all,ux,0nsel,allnsel,r,loc,z,frontbnsel,a,loc,z,backbd,all,uz,0save,pavemodel,dbfini/prep7!______________________________加接触对_________________________________________r,1001et,11,targe170et,12,conta174KEYOPT, 12,2,1 !定义使用罚函数KEYOPT, 12,12,1 !定义为无限大,忽略滑动KEYOPT, 12,7,3 !对下一个子步预测一个最小的时间增量asel,s,,,22asel,a,,,100,101nsla,s!nsel,r,loc,y,-0.4,-0.5493,0.0001cm,_contact12,nodetype,12real,1001esurf,,buttomasel,s,,,9 !目标面，选择较为粗的网格nsla,s!nsel,r,loc,x,-0.8,0.8,0.0001!nsel,r,loc,z,-0.7,0.7,0.0001cm,_target12,nodetype,11real,1001esurf,,topsave,contact,dbfinifini/solunsel,s,,,206nsel,a,,,412d,all,all,0!d,all,uy,0vsel,s,,,1,2nsel,r,loc,x,0d,all,ux,0vsel,s,,,1,2vsel,a,,,6nsel,r,loc,z,0d,all,uz,0antype,staticasel,allnsel,alltime,1solve但是其接触部分的UY,UX方向位移明显错误(问题1)当我把材料一改为超弹材料mp,ex,1,9000mp,prxy,1,0.49MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,1150TB,mooney,1,1,9,MOONTBTEMP,0TBDATA,,0.770,,0.0671,,,0.0955 TBDATA,,,,,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0。

基于CATIA和ANSYS的轮毂的有限元分析

基于CATIA和ANSYS的轮毂的有限元分析⽬录1.绪论 (2)1.1CATIA软件介绍 (2)1.2ANSYS软件介绍 (2)1.3PRO/E软件介绍 (2)1.4本次课程设计的主要内容及⽬的 (3)2. 轮毂的建模 (4)2.1轮毂截⾯的建模 (4)2.2轮毂⽴体建模 (9)3.CATIA导⼊ANSYS (16)3.1运⽤PRO/E改变CATIA输出格式 (16)3.2轮毂的LUNGU.X-T导⼊ANSYS (17)3.3导⼊模型⽣成实体 (18)4.轮毂的有限元分析 (21)4.1参数设定 (21)4.2⽹格划分 (23)4.3有限元分析 (23)4.4分析求解 (26)4.5保存为.LGW格式 (29)结束语 (38)1课程设计的主要⼯作 (38)2课程设计中存在的不⾜ (38)参考⽂献 (39)轮毂的建模及有限元分析1.绪论1.1 CATIA软件介绍CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决⽅案。

作为PLM协同解决⽅案的⼀个重要组成部分，它可以帮助制造⼚商设计他们未来的产品，并⽀持从项⽬前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部⼯业设计流程。

模块化的CATIA系列产品旨在满⾜客户在产品开发活动中的需要，包括风格和外型设计、机械设计、设备与系统⼯程、管理数字样机、机械加⼯、分析和模拟。

CATIA产品基于开放式可扩展的V5架构。

通过使企业能够重⽤产品设计知识，缩短开发周期，CATIA解决⽅案加快企业对市场的需求的反应。

⾃1999年以来，市场上⼴泛采⽤它的数字样机流程，从⽽使之成为世界上最常⽤的产品开发系统。

CATIA系列产品已经在七⼤领域⾥成为⾸要的3D 设计和模拟解决⽅案：汽车、航空航天、船舶制造、⼚房设计、电⼒与电⼦、消费品和通⽤机械制造。

本次使⽤软件版本为CATIA V5R19.1.2 ANSYS软件介绍ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于⼀体的⼤型通⽤有限元分析软件。

ANSYS实体建模全解

要点：修改图元必须由低至高删除图元必须由高至低
■ 几何实体：由一系列图元组成几何实体 ■ 基本图元的生成及修改：
关键点的生成与修改
选项：Main Menu: Preprocessor > - Modeling - Create > Keypoints
线的生成与修改
选项- 创建线的功能
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- …
（由底向上建模：定义关键点、线、面等）
■ 缺省时，与全局坐标系 XY平面重合
全局坐标系 ( Global CS )
全局坐标系（续）
■ 缺省时，全局直角坐标系是激活坐标系 ■ 激活坐标系也可为柱（或球、其它坐标系）
全局坐标系-举例
局部坐标系（Local CS ）
节点坐标系—用于载荷和自由度定向（续）
Create > -Lines- Lines
Create > -Lines- Splines
Create > -Lines-Arcs
Operate > Extrude/Sweep
面的生成与修改
选项-生成面的功能
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- …
Create >…
粘接的选项
Main Menu:Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Glue
切分
切分的选项
Main Menu:Preprocessor > -Modeling- Operate > -BooleansSubtract or Divide
切分的选项（续一）

车轮轮毂-catia建模-ansys分析

注3:安装面，即轮胎从这一面装人轮辆或从这一面拆下轮胎.对于多件式轮辆，安装面是可拆卸轮缘的一面。

3.标记轮辋规格名称采用“轮惘名义直径X/一轮辋名义宽度轮辋轮廓代号”，也可采用“轮辋名义宽度轮辋轮廓代号X/一轮辆名义直径”表示。

4．负荷施加在轮辋/车轮上的负荷和气压，不应超过轮辋/车轮制造厂推荐的最大值。

实验一轴承座及微机械车轮的ANSYS实体建模

实验一：轴承座及微机械车轮的ANSYS实体建模一、实验目的1、学习ANSYS软件的操作2、学会建立模型的高级操作和步骤3、实际操作建立轴承座及微微机械车轮模型二、实验器材能够安装ANSYS软件，内存在512MHz以上，硬盘有5G空间的计算机三、实验说明1、轴承座的ANSYS实体建模建立一个轴承座，轴承座各尺寸如下图1所示:图12、微机械车轮的ANSYS实体建模建立一个微机械车轮，微机械车轮各尺寸如下图2所示图2（一）基本思路有限元分析的最终目的是还原一个实际工程系统的数学行为特征，即分析必须针对一个物理原型准确的数学模型。

广义上讲，模型包括所有节点、单元、材料属性、实常数、边界条件，以及其他用来表现这个物理系统的特征。

建立模型的典型步骤是：(1)确定分析目标及模型的基本形式，选择合适的单元类型并考虑如何建立适当的网格密度。

(2)进入前处理（PREP7）建立模型，一般情况下利用实体建模创建模型。

(3)建立工作平面。

(4)利用几何元素和布尔运算操作生成基本几何形状。

(5)激活适当的坐标系。

(6)用自底向上方法生成其他实体，即定义关键点后生成线、面和体。

(7)用布尔运算或编号控制适当地连接各个独立的实体模型域。

(8)生成单元属性表。

(9)设置单元属性指针。

(10)设置网格划分控制以建立需要的网格密度。

若需用自动网格划分功能，应在退出前处理后激活自适应网格划分。

(11)通过划分实体模型的网格生成节点和单元。

(12)在生成节点和单元后定义面与面的接触单元、自由度耦合及约束方程等。

(13)保存模型数据为Jobname.DB(14)退出前处理四、实验内容和步骤（一）、轴承座的ANSYS实体建模1. 创建基座模型 ⑴生成长方体Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Volumes > Block > By Dimensions 输入 x1=0；x2=3 y1=0；y2=1 z1=0；z2=3⑵平移并旋转工作平面Utility Menu > WorkPlane > Offset WP by Increments X,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,0.75 点击Apply XY ，YZ ，ZX Angles 输入0，－90，0点击OK 。

《ansys建模和网格划分》第五章实体建模

第五章实体建模5.1实体建模操作概述用直接生成的方法构造复杂的有限元模型费时费力，使用实体建模的方法就是要减轻这部分工作量。

我们先简要地讨论一下使用实体建模和网格划分操作的功能是怎样加速有限元分析的建模过程。

自下向上地模造有限元模型：定义有限元模型顶点的关键点是实体模型中最低级的图元。

在构造实体模型时，首先定义关键点，再利用这些关键点定义较高级的实体图元（即线、面和体）。

这就是所谓的自下向上的建模方法。

一定要牢记的是自下向上构造的有限元模型是在当前激活的坐标系内定义的。

图5-1自下向上构造模型自上向下构造有限元模型：ANSYS程序允许通过汇集线、面、体等几何体素的方法构造模型。

当生成一种体素时，ANSYS程序会自动生成所有从属于该体素的较低级图元。

这种一开始就从较高级的实体图元构造模型的方法就是所谓的自上向下的建模方法。

用户可以根据需要自由地组合自下向上和自上向下的建模技术。

注意几何体素是在工作平面内创建的，而自下向上的建模技术是在激活的坐标系上定义的。

如果用户混合使用这两种技术，那么应该考虑使用CSYS，WP或CSYS，4命令强迫坐标系跟随工作平面变化。

图5-2自上向下构造模型（几何体素）注意：建议不要在环坐标系中进行实体建模操作，因为会生成用户不想要的面或体。

运用布尔运算：可以使用求交、相减或其它的布尔运算雕塑实体模型。

通过布尔运算用户可直接用较高级的图元生成复杂的形体。

布尔运算对于通过自下向上或自上向下方法生成的图元均有效。

图5-3使用布尔运算生成复杂形体。

拖拉或旋转：布尔运算尽管很方便，但一般需耗费较多的计算时间。

故在构造模型时，如果用拖拉或旋转的方法建模，往往可以节省计算时间，提高效率。

图5-4拖拉一个面生成一个体〔VDRAG〕移动和拷贝实体模型图元：一个复杂的面或体在模型中重复出现时仅需要构造一次。

之后可以移动、旋转或拷贝到所需的地方。

用户会发现在方便之处生成几何体素再将其移动到所需之处，这样往往比直接改变工作平面生成所需体素更方便。

基于ANSYS的汽车轮毂模态分析

技术创新 57基于ANSYS 的汽车轮毂模态分析◊三明医学科技职业学院吴文群翁振斌轮毂是车辆承载的重要安全部件，由轮辎和轮辐两个部分组成。

行驶过程中，汽车轮毂路面不同幅值、不同频率的激励而受到不同类型的作用力，高速旋转的轮毂直接影响车辆的平稳性、和操纵性。

以某品牌家用小轿车铝合金材质轮毂为研究对象，利用UG 软进行三维建模，然后利用ANSYS 软件对三维模型进行网格划分和模态分析，获得六阶振动频率，将获得的振幅频率与发动机转速振动频率和路面激励频率进行对比，从而验证结构的合理性。

轮毂是车辆承载的重要安全部件。

行驶过程中，汽车轮毂承受来自路面不同幅值、不同频率的激励除受垂直力外，还受因车辆起动、制动时扭矩的作用，转弯、冲击等来自多方向的不规则受力。

高速旋转的轮毂直接影响车辆的平稳性、和操纵性％随着国民家用轿车保有量的逐年猛增，人们对汽车的安全性和美观度需求也是不断的提高，因而，对家用汽车轮毂要求尺寸精度高、不平衡度小、质量轻、高耐疲劳性、足够的刚度和弹性并且大方美观。

如何实现轮毂的高要求是一个技术人员长期研究的过程，利用ANSYS 软件对汽轮毂毂运动过程进行模态分析，对比轮毂在自由状态下的固有频率和模态振型，对防止轮毂由于振动造成变形或损坏等现象和优化轮毂参数具有重要的工程应用价值。

1建立几何模型轮毂是在轮胎以及车轴间承受载荷的部件，一般情况下，由轮網和轮辐两个部分组成％本文以某品牌家用小轿车铝合金材质轮毂为研究对象，轮網和轮辐的厚度分别为2 mm 和3 nrn,都属于薄壁构件。

铝合金材质轮毂重量较轻，惯性阻力小，制作精度高，在高速转动时的变形小，惯性阻力小，有利于提高汽车的直线行驶性能，减轻轮胎滚动阻力，从而减少了油耗。

同时合金材质的导热性能又是钢的三倍左右，散热性好，对于车辆的制动系，轮胎和制动系统的热衰减都能起到一定的作用葺该轮毂轮辐的材料是A356,具体参数见表1。

ansys车轮的实体建模

车轮的实体建模和网络分格侯成禹20065522 1建立切面模型建立三个矩形Main Menu: Preprocessor -> -Modeling->Create -> -Areas->-Rectangle -> By Dimensions依次输入x1=5, x2=5.5, y1=0, y2=5单击Apply再输入 x1=5.5, x2=7.5, y1=1.5, y2=2.25单击Apply最后输入x1=7.5, x2=8.0, y1=0.5, y2=3.75单击OK将三个矩形加在一起Main Menu: Preprocessor ->Modeling->Operate >Booleans->Add >Areas单击Pick All打开线编号Utility Menu >PlotCtrls > Numbering 线编号为ON，并使[/NUM]为Colors & Numbers分别对线14与7；7与16；5与13；5与15进行倒角，倒角半径为0.25 Main Menu: Preprocessor ->Modeling-Create >Lines-Line Fillet拾取线14与7，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply；拾取线7与16，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply；拾取线5与13，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击Apply；拾取线5与15，单击Apply，输入圆角半径0.25，单击OK；打开关键点编号Utility Menu >PlotCtrls > Numbering 关键点编号为ON，并使/NUM为Colors & Numbers通过三点画圆弧Main Menu>Preprocessor>Create->lines>Arcs>By End KPs & Rad拾取12及11点，单击Apply，再拾取10点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击Apply;拾取9及10点，单击Apply，再拾取11点，单击Apply，输入圆弧半径0.4, 单击OK由线生成面Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Areas->Arbitrary >By Lines拾取线6、8、2单击Apply拾取线20、19、21单击Apply拾取线22、24、23单击Apply拾取线17、18、12单击Apply拾取线11、25单击Apply拾取线9、26单击OK将所以的面加在一起Main Menu: Preprocessor ->Modeling->Operate >Booleans-Add >Areas单击Pick All2．定义两个关键点（用来定义旋转轴）Main Menu>Preprocessor>Create>Keypoints-In Active CS NPT输入50，单击ApplyNPT输入51，Y输入6，单击OK。

ANSYS Mechanical轮胎高级非线性仿真应用

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带扭转的轴对称单元
下图显示了使用PLANE182带有扭转的轴对称单元建立的二维轮胎模型
束带角度 ( +/- 70 度加强杆单元)
基础网格: 带扭转的 PLANE182 (Keyopt3=6)
胎体层(0度加强杆单元)
使用REINF263单元类型建立加强单元
内部压力 ( P = 0.24 Mpa）
形只是径向坐标和轴向坐标的函数。 • 新的应力（应变）分量Syz 和 Sxz
•Plane182 和 Plane183单元新的应力状态选项
KEYOPT(3) =6
• 所有节点的新的自由度ROTY被激活 • 用户可以在任意节点施加扭转位移（ROTY)或者转矩（MY)
Plane182单元支持B-bar算法
25纤维方向0度纤维方向45度reinf263加强单元加强单元引起轴对称结构扭转变形26载荷只有顶面y方向的位移约束为底面固定边界条件和载荷27使用keyopt36打开轴对称的扭转纤维方向0度纤维方向45度扭转位移roty为0扭转位移roty非028结果具有显著差异纤维方向0度纤维方向45度应力分量syz接近为0应力分量syz非029二维分析拓展到三维分析30二维分析拓展到三维分析?将二维网格和非线性单元求解拓展到三维网格和求解然后继续基于三维模型进行求解所有的变形历史载荷以及约束条件都可以从二维模型继承31二维分析拓展到三维分析2d3danalysisclearnostartmap2dto3dstartldstepsubstepeextrudeactionnelem
轮胎模型
由于结构的各向异性，轮胎充气后得到的变形会包含圆周方向的变形。我们新开发的带扭转的轴对称平面单元可以用于这种分析。
20
带扭转的轴对称单元

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