使用Isight中fesafe組件進(jìn)行表面完整性敏度分析

2017-06-16  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

本文以受圖示載荷的錐形懸臂鋼梁作為對象,簡要說明使用Isight中fe-safe組件進(jìn)行表面粗糙度靈敏度的參數(shù)化研究。使用的有限元輸入文件為odb文件。模型如下圖所示。

(1)在Isight中創(chuàng)建工作流

啟動Isight,使用已發(fā)布的fe-safe組件創(chuàng)建工作流,具體操作步驟如下:

1)拖拽fe-safe組件到默認(rèn)工作流的水平箭頭上,使其成為仿真工作流的一部分,如圖所示。

2)雙擊fe-safe組件,彈出組件編輯器。

3)點(diǎn)擊FEA solution file:旁邊的按鈕,打開相應(yīng)文件夾,選擇對應(yīng)的有限元求解文件cantilever-2.odb,并點(diǎn)擊Open。需要注意的是,組件自動建議將項(xiàng)目保存在該目錄下。

在該面板下部,可以為項(xiàng)目選擇一個(gè)不同的文件夾。本次操作將使用兩個(gè)分析步中的所有增量步,因此在中間部分,需要取消只讀分析步的最后一個(gè)增量步的對應(yīng)選項(xiàng)。同時(shí),編輯項(xiàng)目之前,需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置,使得fe-safe能夠讀取三維實(shí)體有限元模型的幾何。

4)取消Extract just the last increment in a step*復(fù)選框。

5)選擇Read Geometry復(fù)選框。

(2)在fe-safe中編輯項(xiàng)目設(shè)置

1)點(diǎn)擊組件編輯器的右下角Edit Project…按鈕,fe-safe將以組件模式打開。

2)設(shè)置有限元模型應(yīng)力單位為MPa。

3)調(diào)整組,使得只有CANTILEVER_BEAM-1_PICKEDSET26和Default可用。

4)表面完整性設(shè)置定義為Value,并賦值為1.0。

5)將材料更改為SAE-1144。

6)定義載荷如下圖所示。

7)退出fe-safe(組件模式),返回Isight界面中的fe-safe組件編輯器。

(3)創(chuàng)建、編輯、設(shè)置和映射參數(shù)

1)在Isight中的fe-safe組件編輯器中,從Groups>Analysis Group 1中選擇Surface finish,將其設(shè)置為Isight的輸入變量。

2)關(guān)閉組件編輯對話框。

3)保存Isight文件(擴(kuò)展名為.zmf)。

4)左側(cè)組件樹中選擇fe-safe,進(jìn)入?yún)?shù)標(biāo)簽頁,可以看到表面完完整性已作為輸入變量添加到列表中,同時(shí),疲勞壽命作為輸出參數(shù)顯示在列表中。將表面描述參數(shù)的類型改為Real,因?yàn)楦暮蟮腒t值將返回到fe-safe中,并應(yīng)用于循環(huán)中定義的后續(xù)分析。設(shè)置完畢的參數(shù)標(biāo)簽頁如下圖所示。

5)返回工作流標(biāo)簽頁,將Task1組件更換為Loop組件。

6)左側(cè)組件樹中選擇Loop,進(jìn)入?yún)?shù)標(biāo)簽頁,為該組件創(chuàng)建兩個(gè)新參數(shù)gsf和clife,如下圖所示。

7)接著在數(shù)據(jù)流標(biāo)簽頁,完成Loop組件和fe-safe組件之間進(jìn)行參數(shù)映射,如下圖所示。

(4)配置并運(yùn)行循環(huán)組件

1)回到工作流標(biāo)簽頁,雙擊循環(huán)組件,設(shè)置循環(huán)組件參數(shù)。循環(huán)類型為for循環(huán),輸入?yún)?shù)為gsf。

2)點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕會按F4,啟動循環(huán)組件。

(5)監(jiān)控分析狀態(tài),查看結(jié)果

使用Isight運(yùn)行門戶的History標(biāo)簽頁,可以看到循環(huán)組件運(yùn)行的結(jié)果。在右側(cè)的預(yù)覽圖窗口,可以看到數(shù)據(jù)的動態(tài)更新。

(6)結(jié)果繪制及說明

1)繪制gsf和clife的關(guān)系曲線圖如下圖所示。

該圖顯示,gsf值為1.0-2時(shí),組件的靈敏度最高。之后,組件的靈敏度顯著降低,gsf大于3時(shí)靈敏度相對而言幾乎不變。這種類型的圖可用于以下兩種情況:

(a)找出表面粗糙度的改善量,使得結(jié)構(gòu)能夠滿足指定的壽命要求。

(b)找出表面粗糙度降低的量,同時(shí)保持所需的結(jié)構(gòu)壽命。這可用于減少成本以及組件的余量設(shè)計(jì)分析。

2)分別保存結(jié)果模型(擴(kuò)展名為.zrf)和工作流模型(擴(kuò)展名為.zmf)。

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