MSC.PATRAN中GROUP的应用

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2012-8-7 14:59 上传

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摘要：Group是PATRAN前后处理中的一个非常重要、功能强大、应用灵活的工具之一。它可以把众多的几何、有限元等信息按照实际需要分解成元素相对单一的组，在每个组中进行各种操作就很方便，尤其是对由许多构件组成的系统进行建模、网格划分、边界条件设定和分析时，Group的运用至关重要，可以大大提高工作效率。本文以卡车车架的有限元分析为例，介绍一下应用Group的体会。

关键词：PATRAN  GROUP  车架

MSC/PATRAN是集工程设计、工程分析、结果评估、客户化和交互图形于一身的完整的CAE集成环境，是世界公认的一流有限元前后处理器。它独具的DGA技术使先导的CAD/CAM软件系统间的几何模型沟通，在PATRAN中访问CAD/CAM系统数据库成为可能，它自身也具有丰富的几何造型功能。PATRAN还提供了功能全面、方便灵活的可满足各种分析精度要求的复杂的有限元建模能力，用户可利用多种网格生成器对任意曲面和边界封闭实体进行高质量的快速网格划分。而与几何相关的单元、载荷、约束等使得分析条件的定义更加便捷。MSC/PATRAN 2001 增加了一系列几何建模、网格划分功能，更奠定了其功能最全和最强的CAE前后处理软件的地位。本文以车架分析为例，仅就GROUP的应用与大家探讨。

车架是汽车底盘中的主要承载构件，它包含纵梁、横梁和各种支架等，它们之间可以是铆接、焊接或铆焊结合，在模型简化时会有所不同。车架分析的一般过程包括：CAD模型的读入、几何模型的编辑修改、网格划分、边界条件定义、分析、结果后处理等。在每个过程中合理地运用GROUP，可以使整个建模、分析井然有序。

1.CAD几何模型的读入

由于车架数模是设计部门在三维CAD软件中构造，可利用PATRAN与各种CAD的接口将其调入PATRAN，PATRAN将所有几何放在default组中。我们首先用edit-surface-refit命令将所有面降阶，尽可能多获取简单面。然后创建若干GROUP，将每个零件放在一个组中。具体的方法有两种：(1)用group-create先建一系列空group，再利用group-modify-add将各零件几何加到各自组中。(2)用group-create-add entity一次创建一个组。图1是车架半模的分组图，图2是组名列表。该例中共有30个组。

图 1  车架半模分组图

图 2  组名列表

由于车架左右结构基本对称，因此为减少后续工作量，在整个车架模型进入PATRAN后，将其一分为二，只保留左或右半部分。

2．网格划分、属性定义

  在为每个零件构造了组后，将使网格划分十分方便，不会因为构件间有连接关系而易混淆。比如，构件间是铆或螺栓连接，用梁单元来模拟时，由于两构件间距很近（两构件厚度一半），很容易使连接点出错。但建立了组后，利用Display-Entity Color/Label Render菜单，将组的颜色区分开，从而使节点的选择清晰明了。图 3是横梁五与其连接板、纵梁通过梁单元连接的部分有限元
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图 3  三个构件的连接图

纵梁（粉色）

横梁（绿色）

横梁连接板（蓝色）

图 4  定义属性后的车架半模图（不同颜色代表不同属性集）

铆钉位置

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