基于 ANSYS 环境的参数化有限元建模

基于 ANSYS 环境的参数化有限元建模

参数化建模是指先用一组参数来定义几何图形( 体素 ) 尺寸数值并约束尺寸关系 , 然后提供给设计者进行几何造型使用。它的主题思想是用几何约束、数学方程与关系来说明产品模型的形状特征 , 从而得到一簇在形状或功能上具有相似性的设计方案。产品设计的目的是为了满足工业生产、科学研究和实际生活的需要。对于实际需要提出的各种各样的要求 , 工业产品在功能上 , 型号上都要不断的进行改进。如果以往的设计不能满足功能的要求 , 就要重新设计产品 ; 如果仅是应用工况的不同造成的产品在尺寸方面的不同 , 只需要开发不同尺寸型号的产品就可以了。对于系列化、通用化和标准化的定型产品 , 如模具、夹具、液压缸、阀门等 , 这些产品设计所采用的数学模型及产品的结构都是相对固定不变的 , 所不同的只是产品的结构尺寸有所差异 , 而结构尺寸的差异是由于相同数目及类型的已知条件在不同规格的产品设计中取不同值造成的。对于这类产品进行设计时 , 采用参数化建模方法对尺寸进行替换 , 这样对于不同结构尺寸的产品只需要改变相应参数化尺寸的值就可以自动迅速的得到产品的模型 , 省去了大量重复过程 , 提高了设计生产效率。基于此优点 , 参数化建模的思想与功能在诸多 CAD软件中得到应用实现。然而 , 在许多三维 CAD 软件产品中建立的三维参数化模型导入有限元分析软件后很难保持参数化的特征 , 对于有限元优化设计带来困难。