3D手册3.doc

第四章几何图形及单元网格划分
本章纲要:








4. Spike几何图形及网格划分

本部分及随后的一些内容,我们介绍利用物体几何和物理对称性,仅用四分之一模型进行锻造模拟。由于工件具有轴对称性,所以该问题也可以在2D中完成。但为方便大家了解3D的一些基本概念,我们放在3D中介绍。
在利用工件几何对称性时应注意对称面上没有物质流过,同时变形为0。这样在该面上切开工件并规定该面上的初始节点位移为0,而且始终保持不变。本例中,可设定对称面上节点的法向速度为0,在接下来的例子中我们采用另一种方法。
本单元的目标为:
1) 输入模具和工件的几何形状STL格式文件
2) 工件网格划分
3) 确定直角平面上的对称边界条件
这儿创建的几何图形在 Lab 6例中热传导模拟时还要用到。
要点是:
1) 正确定义和工作搭接部分的几何形状和对称平面。
2) 正确定义对称边界条件

首先查看当前目录,如还是BLOCK目录,请返回上一级目录。现在创建一新目录SPK_SIM,从该目录运行DEFORM 3D,设置Problem ID 为 SPK_SIM后单击Pre-Processor 按钮开始前处理过程。

选取1/4对称位移边界条件和热交换条件。单击前处理中的Simulation Controls 按钮,选取Unit 为English英制单位,模拟模式Simulation Mode为非等温Non Isothermal,完成后单击OK键,名称改为Spike。

选择Preprocessor 窗口中的Objects 按钮创建一个新对象, 所示。对象1已被创建且已加亮显示处于激活态,更名对象1的Object Name 为BILLET,按回车键。设定Object Type 为plastic (塑性),现在单击Geometry 图标输入选择对象的几何数据。单击Load STL File图标,会出现文件读入窗口,。要求指定STL图形的误差容限,-05满足条件,不必修改。
图 - Object 窗口
加载文件后会出现曲面信息Surface Information 窗口,任何时候加载STL 文件,都注意文本框中的数值。尤其是: 有且只能有一个拓扑表面,“Poly with invalid edges,”, “Poly with invalid orientation? ”和“Poly with small area”的行内读入数值必须全部为0,否则一定要重新修改模型。不然的话,以后模拟过程可能会遇到一些难以预料的问题。
在查看完曲面信息Surface Information 窗口的文本后,单击OK键返回Geometry窗口。在这一步可进一步查看几何尺寸。现在单击OK键钮返回Objects窗口,窗口会出现已输入的几何形状。现在用同样的方式输入另外两个新对象。单击 Objects窗口中的Add Objects图标,添加对象2。接着选中对象2,此时有关对象2 的信息也被激活,在名称文本框中键入TOP DIE。接下来点击Geometry图标,单击Load STL file 。由于误差容限在许可范围内,故而单击OK键退出。
重复上面过程创建对象3,更名为BOTTOM DIE,并按回车键。,单击Surface Information窗口中的OK按钮,最后单击Geometry窗口中的OK键钮关闭这些窗口。

由于输入的是STL文件,不象IDEAS 文件那样已经在外部完成了网格化处理。因而还需要生成对象的单元网格。从Objects窗口选中对象1,接着单击Mesh按钮,打开Meshing/ Remeshing 窗口。出于练习目的,为加快模拟速度,我们选用的单元数比较小。设置表面单元数
Number of Surface Elements 为500,最大单元间尺寸比Maximum size ratio ,接着单击Generate Surface Mesh钮。一旦表面单元生成完成,可利用旋转按钮查看网格剖分情况,必要时可以修改网格划分参数。一旦表面单元划分满足要求,单击Generate Solid Mesh生成实体单元。在本例中,无需做修改,这一过程大约产生1400个单元。
注意:这样划分的网格非常粗糙,若用户寻求精确结果,单元应进一步细化,本例这样