23 ICEM连接器属性约束和加载
23 ICEM连接器属性约束和加载
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–
2维属性 • 薄壳: • 剪切板: • 层合板 3维 属性 • 应用材料属性到三维单元
对于所有属性: – Part: 关联部件单元属性 – 材料名称 – PID: 属性 ID 号 • 在模型中必须独立 • 自动设为0
局部坐标系
默认是 Rectangular Global C.S., 但很多属性可以用 Local C.S.
• 点击有效按钮创建坐标系 – Name/Number; • 每个坐标系都不同 – Reference; • 全局或已经创建的 LCS – Type; 矩形 / 圆柱形 / 球形 – Defined by; • 3 Points;
– 中心, 第一个方向 (x or r), 第一个 平面的点
• 1 Point;
7 PID2
64113 66314 76457
8 PID3
64133 0 0
9 Diameter
0 8.00 0
Description
WSPOT MASTIC WSPOT
这些列定义 X,Y,Z 连接坐标的位置. 定义连接类型 所有列需如下定义.
定义连接的部件.
这列对于 “MASTIC” 连接很重要 如果第一列有 “WSPOT”, 第9列应该空白.
几何创建, 载荷, 约束, 等
t is for Theta, θ p is for Phi, Φ
AI*Environment 边界条件
• 一般情况: – 约束, 附加位移 和载荷可以在几何或网格上定义。 – 在用户的选择显示的模型树上，约束 (位移) 集中在 SPC 设置(单点约束) – 载荷集中在 “Load Sets” 或“Temperature Sets” 在模型树上
显示约束和载荷
ICEMCFD基础教程
ICEMCFD基础教程ICEMCFD是一款用于计算流体力学（CFD）建模和网格生成的软件。
它是一种强大的工具，可以帮助工程师们构建复杂的模型、生成高质量网格以及预处理CFD求解器所需的输入文件。
本文将为您提供一份ICEMCFD的基础教程，帮助您快速上手使用该软件。
首先，我们需要了解ICEMCFD的基本界面和常用工具。
打开ICEMCFD 后，您将看到一个由不同工具栏、菜单和视图窗口组成的界面。
菜单栏提供了各种命令和选项，工具栏可快速访问常用工具，视图窗口用于显示模型、网格和结果。
在学习ICEMCFD之前，建议先熟悉软件的界面和各种工具。
然后，我们将学习如何进行网格划分。
在CFD模拟中，网格的质量对结果的准确性和收敛性有重要影响。
ICEMCFD提供了多种网格划分算法和优化工具，可帮助您生成高质量的网格。
您可以使用“划分”菜单中的“体格网划分”选项对几何模型进行三维网格划分。
您可以选择划分算法、设置网格大小和边界条件等。
在划分完成后，您可以使用“检查网格”工具检查网格的质量，并进行必要的优化。
最后，我们将学习如何导出网格并准备CFD求解器所需的输入文件。
完成网格划分后，您可以使用“文件”菜单中的“导出”选项导出网格。
ICEM CFD支持多种网格格式，如ANSYS Fluent、OpenFOAM和CFX等。
选择适当的网格格式并指定输出文件路径后，即可导出网格。
您还可以使用“准备”菜单中的“CFD 前处理”选项设置物理属性、边界条件和初始条件等，并生成CFD求解器所需的输入文件。
本文只介绍了ICEMCFD的基础教程，您还可以进一步探索该软件的高级功能和应用。
ICEMCFD非常灵活和强大，适用于各种工程领域的CFD建模和网格生成。
通过深入学习和实践，您可以熟练使用ICEMCFD并在工程实践中取得优秀的结果。
ICEM CFD中常见参数和问题的解答
1.ICEM中的tolerance的作用tolerance代表容差，就是说小于这个值的点、线、面等将新生成为一个。
值的大小，在进行几何修复的时候是有区别的。
对一些细节的几何，应尽量设置的小一些，体现在精度的方面。
2. equivalence 用法“Equivalence”将同一空间位置的重复节点消除（通常，消除ID好较大的节点，保留ID好较小的节点），只保留一个节点，一般与“Verify”配合使用，这种方法可通过任何FEM定义（单元的相关定义、MPC 等式、载荷、边界条件等）、几何定义和组等实现。
缺省情况下，在经过消除重复节点而保留了唯一节点的位置，会用一个小红圆来表示。
在消除节点后，被消除节点原来所具有的与其它对象的关系转移到保留节点上，保留节点代替了被消除节点的作用。
“Equivalence”对组的影响是这样的，假如原来有两个节点node1和n ode2重合存在于一点处，但两个节点分别属于两个组group1和grou p2，经过“Equivalence”处理，node2将被消除，只保留node1，则no de1既属于group1，又属于group2。
“Equivalence”不会在单元的边上造成裂纹，也不会把多点约束等式删除掉，也不会把零长度单元删除掉（如弹簧单元和质量单元）。
一般来说，“Equivalence”应该在载荷和边界条件施加之前进行，也应该在进行单元优化和生成中间输出文件.lj、.kflj、.fds之前进行。
3、Maximum mesh Expansion Factor=36.5! 其不合理会对结果产生什么样的影响？它的值过大，是由于Icem中的哪个或哪些参数对应引起的？解答：1)几个参数的含义：Minimum Orthogonality Angle [degrees] =67.9 O KMaximum Aspect Ratio =5.0 OKMaximum Mesh Expansion Factor =36.5!●Minimum Orthogonality Angle：最小的网格正交角度，一般要求大于10度小于170度。
ICEM原版培训教程(ANSYS公司提供)12
ICEM原版培训教程(ANSYS公司提供)12ICEM原版培训教程是由ANSYS公司提供的一系列培训材料。
这些材料旨在帮助学习者了解ANSYS ICEM软件的基本功能和高级特性，并掌握基于CFD（计算流体力学）分析领域的实际应用技能。
ICEM软件是一种流体力学的预处理器，它的主要目标是生成高精度CFD模型。
它可以用于产生复杂几何形状并帮助用户进行CFD的前处理工作。
因此，如果您希望拥有CFD分析的成功，那么必须掌握并运用ICEM软件。
ANSYS公司的ICEM原版培训教程从基础知识开始进行讲解，包括ICEM核心概念、节点网格的生成和内插类型等。
它的第一部分完整地覆盖了软件的所有基础知识。
这是对于初学者来说非常重要的一步，因为这些概念是在后面的主题和应用中所必需的。
在这部分中，用户将学到如下内容：1. ICEM基本概念–这将涵盖ICEM软件的一些核心概念，包括ICEM界面的基本元素、略读、体/面/线和大小的测量等等。
2. 项目管理–需要控制自己的CAD和模型文件，这部分包含如何将CAD文件导入并处理成CFD模型的详细教程。
3. 网格类型及其生成–这是ICEM软件核心中的一个重要概念，包括Tetrahedral网格、半结构网格、边界层网格、Tetra/Pyramid混合网格等等，这些意义都需要了解。
4. 网格生成的工具–工具包括CAD添加、拓扑生成、网格生成台阶导向和网格生成器，这些都是控制网格生成的基本工具。
ICEM原版培训教程的第二部分将介绍CFD计算领域的一些高级技巧等。
这些高级技巧包括生成并行网格、域分离及其网格、采用事件表模型、创建通道流、计算数值、热仿真构建、CFD耦合建模，以及如何引入连接器等等。
值得一提的是，本教程不仅仅是针对初学者准备的，即使您已经掌握了基础知识，这份教程不仅可以帮助您加深对ICEM软件的理解，还能够让您广泛了解与IceM相似的软件所具备的更多优秀功能。
总之，如今在高科技工业中，计算流体力学是一项不可或缺的技术，使用ICEM软件进行前处理可以极大地减少CFD模拟的时间和成本。
ICEM-CFD-块操作技巧
ICEM CFD 块操作技巧1创建块（必选）Blocking →Create Block> Part（注意不能选择已有Part创建块，因为计算域是以块的方式进行组织的，且块必须放置在一个新的单独的Part中，所以必须重新命名创建一个新Part，比如FLUID）> Type（3D Bounding Box，三维边界盒，默认设置）> Entities（实体，默认为空）2分割块（必选）Blocking →Split Block→Split Method（Screen select，选择块的边进行切割，点选Edge（边）方框后Select edges 按钮> 在所创建的块上选择一条（黑）边，则会相切出另一条（黑）边，两条黑边必须能够相交，才能进行分割操作> 平移（黑）边到目标位置> 中键确认> 同理继续分割块）→Split Method（Prescribed point，选择几何点进行切割，先点选Edge（边）方框后的Select edges按钮> 在所创建的块上选择一条（黑）边> 再点选Point（点）方框后的Select points 按钮> 在几何上选择一个几何点> 则会相切出另一条（黑）边，这条黑边必须能够通过选定的几何点，才能进行分割操作> 中键确认> 同理继续分割块）3删除块（可选）Blocking →Delete Block →单击选择要删除的块→中键确认4块关联（必选）Blocking →Associate →Associate Edge to Curve> Edge(s)（点选块上的边，注意必须多选）> 中键确认> Curve(s)（点选几何上的曲线，注意必须多选）> 中键确认> 块上的边与几何上的曲线进行关联，关联好的块上的边会变成绿色，几何上的曲线的颜色一般不变。
5移动顶点（可选）Blocking →Move Vertex →Move Vertex> 分别选择块上需要移动的顶点，并移动到几何曲线上的对应位置> 中键确认（当块上的边与几何上的曲线贴合度不好时，需要通过移动块上的顶点，使块与几何尽可能贴合，这对网格质量影响很大）> 蓝色的边和顶点（这些块上的边和关联的顶点位于几何体内部，这些顶点是自由的顶点，可以选择顶点附近的边，并在其上移动）> 白色的边和顶点（这些块上的边和关联的顶点是映射到几何曲面上的，即约束到曲面Surface，这些顶点只能在附近的几何曲面上移动）> 绿色的边和顶点（这些块上的边和关联的顶点是映射到几何曲线上的，即约束到几何曲线Curve，这些顶点只能在它所映射的曲线上移动）> 红色的顶点（这些块上的顶点是映射到指定的点的几何点上的，即约束到几何点Point，除非改变关联，否则不可以移动）6自动指定（自动对齐，必选）Blocking →Associate →Snap Project Vertices> Vertex select（All Visible，所有可见，默认勾选）> Move O-Grid nodes（移动O型网格上的顶点，一般不勾选）7合并顶点（可选）Blocking →Merge Vertices> Merge Vertices（分别点选块上两个顶点，第二个顶点合并到第一个顶点的位置）> Merge Vertices by Tolerance（选择块上多个顶点，按设定容差进行合并）> Collapse Blocks（坍塌块，先选择边，再选择要坍塌的块，则边会缩至其中点）> Merge Vertex to Edge（将块上的顶点合并到块上的边上）8块编辑（可选）1）修改O型网格Blocking →Edit Block →Modify Ogrid> Method（Rescale Ogrid，默认设置）> Edge(s)（点选O型网格与几何边缘的联线）> Absolute distance（绝对距离，一般要勾选）> Offset (位移，修改O型网格径向边的长度）。
ICEM入门教程
ICEM入门教程ICEM是一种用于三维几何建模和网格生成的软件工具，被广泛应用于流体力学和结构分析等领域。
本教程将介绍ICEM的基础知识和操作技巧，帮助读者快速入门。
一、ICEM的界面和基本操作1.启动ICEM后，会显示出主界面。
主界面由菜单栏、工具栏、工具箱和3D图形窗口组成。
2.菜单栏包含了所有的命令选项，工具栏提供了一些常用命令的快捷方式，工具箱包含了各种网格生成工具。
1.可以通过菜单栏的“文件-导入”命令将几何模型导入到ICEM中。
支持的导入格式包括STL、STEP和IGES等。
3.使用选择工具可以选择几何体的边、面和体。
选择后，可以进行操作，如移动、旋转、缩放或删除。
三、网格生成的基本步骤1.网格生成的第一步是创建一个空的网格。
可以通过菜单栏的“几何-新建”命令创建一个新的几何体。
2.创建几何体后，可以使用绘图工具创建网格。
在创建网格之前，可以设置网格的边界条件和约束条件。
3.使用边界条件工具可以定义网格的边界条件，如壁面、进口和出口等。
约束条件工具可以定义网格的约束条件，如网格密度和网格尺寸等。
4.在设置完边界条件和约束条件后，可以使用生成工具生成网格。
生成工具会根据边界条件和约束条件自动生成网格。
5.生成网格后，可以使用检查工具检查网格的质量。
质量低的网格可能会影响数值计算的准确性，需要进行调整或修复。
6.调整或修复网格后，可以输出网格文件。
输出格式可以是CGNS、FLUENT或ANSYS等。
四、ICEM的进阶技巧2.使用网格生成辅助工具可以更高效地生成网格，如等间距法、背景网格法和缝合法等。
3.使用ICEM提供的优化工具可以优化网格的质量和结构，以提高数值计算的准确性和效率。
4.在处理大型模型时，可以使用ICEM的并行处理功能，以提高处理速度和效率。
5.学习和掌握ICEM的宏命令和脚本语言可以自动化网格生成过程，提高工作效率。
五、常见问题解决方法1.如果导入的几何模型存在错误，可以使用修复工具进行修复。
icem_cfd网格设置参数[指南]
![icem_cfd网格设置参数[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/16b51312e97101f69e3143323968011ca200f757.png)
一般来说，线和边单位参数设置，Height、Height Ratio和层数是常用的3个参数。
如果只设置了层数而没有设置高度和高度比的话，高度会视同等于最大单元尺寸，高度比视同为1.（1）Maximum size最大单元尺寸，真实值是该值与总体单元缩放因子的乘积。
如果采用Curvature/Proximity Based Refinement or Maximum Deviation也可以突破这个限制（2）Height指定垂直表面或者曲线的第一层单元的高度，对于体单元，这个参数能够影响六面体和菱柱的初始网格高度。
对于Patch Dependent面网格，使用于曲线时，这个值能够影响沿着曲线的四边形网格的初始高度。
例如，可以用于指定沿着螺栓孔一周的四面形网格的初始高度。
（3）Height Ratio从面第一层单元开始的扩大率，这个值乘以前一层网格的高度来决定下一层网格高度。
默认值为1.5，可以从1.0~3调整。
如果值小于1.0，将会取其倒数，如果值大于3，将会忽略该设置直接采用默认值。
当用于曲线时，能影响Patch Dependent meshing，当定义了初始高度和层数后，它决定了下一层四面体单元的生长率。
当采用Adapt Mesh Interior设置后，它会影响从曲线尺寸到面尺寸过渡的快慢。
（4）Num Layers从面或者曲线开始增长的层数（5）Tetra width创建指定数目的三角形层，这些层单元尺寸由最大尺寸指定。
（6）Tetra size ratio控制三角形单元的生长率，用于三角形网格。
（7）Min size limit限定最小单元尺寸。
这个参数只用于Curvature/Proximity Based Refinement选项。
（8）Max Deviation一种基于从三角形或者四边形面单元中心和实际几何形状的差别来再次细分的方法。
如果距离大于该值，单元会自动分裂，新的节点将会投影到几何体上。
ANSYS.ICEM-CFD教程
ANSYS.ICEM-CFD中文教程ICEM差价合约工程讲解目录中的每个项目都是一个子目录。
每个项目目录下都有以下子目录：导入，零件，域，网格，与转让。
他们代表：•进口/：导入到ICEMCFD的收集模型交换文件，例如igs，STL等；•部分/：CAD模型•域/：非结构六面体网格文件（hex.unstruct），结构六面体网格分区文件（domain.n），非结构四面体网格文件（cut_domain.1）•网状/：边界条件文件（family_boco，boco），结构网格的拓扑定义文件（family_topo，topo_mulcad_out），与特丁几何文件（tetin1）。
•转让/：求解器输入文件（star.elem），用于妈妈3d。
分析数据网状在目录中特丁该文件表示将被网格化的几何。
包含B样条曲面定义和曲线信息以及组定义重播文件为六面体网格的块脚本鼠标和键盘操作鼠标或键盘操作特征鼠标左键单击并拖动旋转模型鼠标中键单击并拖动翻译模型右键点击单击并上下拖动缩放模型右键点击单击并左右拖动围绕屏幕的Z轴旋转模型运行期间模型运动F9 按住F9，然后单击任何鼠标按钮F10 按F10 紧急图像重置第二章ICEM CFD网格编辑器接口网格编辑器，创建用于修改网格的集成环境，包括三个窗口•ICEM差价合约主视窗•展示窗•ICEM差价合约讯息视窗主视窗除了主窗口中的图形显示区域外，还有6个单选按钮：文件，几何，网格划分，编辑网格和输出量。
文件菜单的文件菜单包含•打开，保存，另存为，关闭，退出，项目目录，Tetin文件，域文件，B.C文件，导入地理位置，导出地理位置，选项，实用程序，脚本，注释，导入网格，DDN零件。
几何菜单的几何菜单模型修复和编辑，边界条件设置，调用ICEM CFD DDN。
它包含了•DDN工具，约束条件，修理，实用工具，全局设置。
模型编辑模式，由一行彩色组成单选按钮控制•表面，曲线，点，材料，密度，Loop。
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几何创建, 载荷, 约束, 等
t is for Theta, θ p is for Phi, Φ
AI*Environment 边界条件
• 一般情况: – 约束, 附加位移 和载荷可以在几何或网格上定义。 – 在用户的选择显示的模型树上，约束 (位移) 集中在 SPC 设置(单点约束) – 载荷集中在 “Load Sets” 或“Temperature Sets” 在模型树上
源实体
目标 实体
连接器
• 螺栓创建中心点并连接线单元到周边的线上 – 为了模拟垫圈的刚性，选择的垫圈也能连接中心节 点到第一层网格单元的外围
螺栓三脚架 wtain Tris/Quads or Quad Tent Welds (Glinka) • Tent Welds 将表面延伸到需要 连接的面上并与其结点对应。 – – – 在一侧或两侧都可以增 加对角线连接 No. Layers 是沿着焊缝方 向的网格节点层数 用过定义焊缝间距可以 确定网格尺度, 通过定义 焊缝过渡段的半径来决 定网格层数和增长率。
显示约束和载荷
• • 当在模型树上激活时, 载荷和约束可以在模型上显示 尝试 HVAC 的例子
• 属性
– 分配材料属性给几何/网格
• 约束
任意连接器
• 提供一些不同的连接器
目标 实体
源实体
任意
焊接缝 离散点 螺栓孔 来自文件 的离散点
线连接器
• •
•
•
任意连接器用线单元连接实体. 然后分配线单元属性。 实体可以是点、线、面, – 通常至少一个为点 在这个例子中, 沿着线的每个节点 都被线单元上的点连 接。 在部件网格划分前后都可以使用连接器
窗帘式四边形焊缝
点对点焊缝连接
连接四边形焊缝
点 焊缝
• 提供不同的连接器
• • 点焊缝连接确定位置的两个部件, 通常给定xyz坐标 两个部件可以由4种不同类型的连接器连接 – 简单的点对点 • 线单元连接部件表面 • 焊缝需要重新划分表面网格 – 网格不依赖线单元 – 网格不依赖于六面体单元 • 六面体单元由面上的线元素连接 – 面焊缝 • 线网连接两个面之间所有的元素
温度相关 / 非线性属性
• 应用 Table – 在特殊材料属性下采用 Varying 选项 – 设置 Base value 为一个较好的初始假设, 通常采用 “constant” 值
• 注意: Property 作为 ƒ(x) = Base Value ·y(x)
– 使用 Table 下拉选择合适的. – 在适当的位置填充材料, 然后 Apply – tables 和 material properties 在模型树上出现
•
速度和平面刚体璧面
• • • 速度 – 碰撞, 等等. 平面刚体壁面 – 碰撞、跌落试验等. 其他边界条件, 比如重力
金属板可在门上撞击
•
•
加载类型: – 力或力矩 – 压力 – 温度 – 重力 大部分加载可以应用到: – 点 – 线 – 面 – 子集
AI*Environment 加载
• •
载荷在输出到求解器前被转移到 网格上 直接在网格上加载荷, 在模型树 上先把几何关掉
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•
创建材料属性
• 下拉滚动条会看到更多的属性定义 – 材料属性 • 杨氏模量 • 剪切系数 • 泊松比 • 质量密度 • 热传导系数
– 带有参考温度
• 结构单元阻尼系数
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• 拉伸应力强度极限 • 压应力强度极限 • 剪切应力强度极限 最后是 Material Coordinate System
• Used for anisotropic and orthotropic materials
单元属性
通过如下所示的按钮可以定 义单元属性
• 类型: – – : • 点 (大量) 1维 属性: • Bar • Rigids (RBAR RBE2 RBE3) • Rod Connection • Damper Connection • Spring • Viscous Damper • Beam • Gap • Beam with Cross Section • 杆 • 刚体 (RBAR RBE2 RBE3) • 杆连接 • 阻尼连接 • 弹簧 • 粘性阻尼 • 梁 • 间隙 • 可变横截面的梁
点对点的 焊缝
六面体单元 线单元 (RBE3)
点焊缝文件输入
•
Column #
下面就是标准的点焊缝输入文件格式
1 2 No.
1 2 3
3 X
614.70 821.60 737.80
4 Y
-471.00 655.47 2257.85
5 Z
343.78 574.05 -13.00
6 PID1
64173 66375 74511
•
• 首先创建一个坐标系 Apply 后，新材料在模型树上出现
温度相关 / 非线性属性
–
Name 和 ID • 每个名字独立序号 •
Table Type • 温度相关 • 非线性 • 非线性温度 • 动载荷 • 模态阻尼 Edit Table 激活菜单编辑:
–
–
– –
–
Load from File (text) or by filling in spreadsheet like table entries Save material properties to a text file Graph material properties
连接器
11.0 New Features
连接器, 属性, 约束 和加载 (AI*Environment only)
1/10/2007 © 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
11.0 New Features ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002382 1-2
– 只移动到中心, 保留全局方位
局部坐标系
•
• •
为了设置局部柱坐标系 – 改变名称和第二个坐标系的编号 – 改变类型为柱坐标系 – 拾取三个点并应用 类似于球局部坐标系 LCS 在模型树上控制
同一方向： Rectangular X Y Z Cylindrical r t z Spherical r t p
网格独立 六面体焊缝 “Mastics”
点对点 焊缝
点对点 焊缝
属性标签
材料属性 • • 完成网格后, 用户定使用属性栏定义材料和单元属性 材料属性: – 读取存在的材料文件 (*.mat) – 写一个材料文件作以后使用 (*.mat) – 创建新的材料属性 – 创建材料属性工具条 单元属性: – 0d (Point) elements (MASS elements) – 1d (Line) elements Bars, Beams, Rigids, Dampers, Springs, etc. – 2d (Shell) elements Thin Shells Shear Panels – 3d (Elastic Solid) elements 单元属性
–
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2维属性 • 薄壳: • 剪切板: • 层合板 3维 属性 • 应用材料属性到三维单元
对于所有属性: – Part: 关联部件单元属性 – 材料名称 – PID: 属性 ID 号 • 在模型中必须独立 • 自动设为0
局部坐标系
默认是 Rectangular Global C.S., 但很多属性可以用 Local C.S.
定义接触
• • • 为求解其定义任意接触 – ANSYS 和 LS-DYNA 容差自动探测 LS-DYNA 支持许多类型的接触 – Setting > Solver > LS-Dyna
注意: 接触定义应用到面上并转移到 网格 当输出到求解器时，会写出适 当的约束方程
定义接触
• 手工定义接触 – 接触面 – 目标面 已经应用的接触会在模型树上出 现 – 当激活时，接触的网格会在 模型上出现 LS-DYNA users may wish to define Single Surface Contact
•
创建材料属性
• • 创建材料属性; 定义线弹性材料属性 – 材料属性单位应该一致 类型: – 下面几种材料类型可以使用 • Isotropic • Shell Element Anisotropic • Solid Element Anisotropic • Shell Element Orthotropic 每个属性都有固定的或可变的选项 – For Constant, simply fill in the value field – For Varying, first create a table (shown later) 有9种主要的属性定义.
Connectors, Properties, Constraints and Loads
• 为有限元分析准备模型
– 在AI*Environment 图形界面上进行 – 可以从 AI*Environment 后台运行求解器
• 连接器
– 两点连接杆单元 – 提供 梁, 杆, 刚体, 焊接, 弹簧, 等.
• 点击有效按钮创建坐标系 – Name/Number; • 每个坐标系都不同 – Reference; • 全局或已经创建的 LCS – Type; 矩形 / 圆柱形 / 球形 – Defined by; • 3 Points;
– 中心, 第一个方向 (x or r), 第一个 平面的点
• 1 Point;
7 PID2
64113 66314 76457
8 PID3
64133 0 0
9 Diameter
0 8.00 0
Description