【HyperMesh寶典】HyperWorks-connectors-連接元功能介紹 (下)

 

下期｜連接元功能介紹

這上期中，我們匯總了有限元模型中各種連接關係的表現形式。本期，我們將介紹在HyperWorks 軟體中的具體操作方法。

►Connectors工具條功能介紹

Connectors工具條下包含了創建連接關係所需的全部功能，如下圖所示按區域排列：

Connectors工具條介面

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01     

區域1中，是所有連接關係的控制功能，包含：

a) Connectors：打開Connectors面板，用於管理模型中所有的Connectors；

b) Controls：打開Controls管理器，可針對相應連接關係，指定控制參數，如搜索容差等；

02     

區域2中，用戶可以通過點擊圖標，分別創建點焊、螺栓、縫焊、粘膠連接；

03     

區域3主要用於Subsystem-Part形式管理的模型，以一種新的connector組織形式。這種組織形式將連接關係分為子系統邊界的attachment和子系統之間的attachment connect，從而實現子系統之間的連接關係的解耦管理。比如，車身和座椅之間的螺栓連接表現為：

a）兩個attachment：車身子系統上一個rigid spider和座椅子系統上的一個rigid spider；

b）一個attachment connect：兩個rigid spider之間的螺柱；

上述attachment及attachment connect均以connctor形式存在，方便進行處理。且無論是子系統單獨分析、或是裝配分析時，均能保留良好的連接關係。

 

►在HyperWorks 中創建連接關係

  1、在以Assembly-Component 形式組織的模型中創建連接關係

  生成Connector Controls 

通過點擊Controls圖標，進入Connector Control Manager，初始狀態是空白的，用戶可以在下圖左側列表區處，右鍵創建新的Control，下圖右側展示了acm焊點的控制參數。在Connector Control Manager窗口的左上方，有幾個文件保存導入的按鈕，可用於控制文件的保存及復用。

Connector Control Manager 視窗

在Connector Control Manager中，可以設置點焊Point、螺栓Fastener、封焊Line、膠粘Area等的控制，需要注意的是，針對不同的連接關係，右側控制參數也會相應變化。

我們再介紹下Hexa Nugget焊點控制的選項，該焊點的有限元表現為下圖的形式：

Hexa Nugget焊點的焊核直徑、熱影響區內外徑說明

Hexa Nugget 焊點的控制參數如下圖所示，其中的HAZ全稱為Heat Affected Zone，意為熱影響區。這裡需要注意Hexa Nugget因其HAZ需要網格重畫，故對原始網格的要求較高，用戶使用過程中需要著重對HAZ的參數調整嘗試，以便順利生成這種形式的焊點，下圖中是推薦的參數設置。

因焊點種類繁多，此處不再贅述，用戶可以在此界面按鍵盤上F1鍵，訪問幫助文檔查看詳細介紹。焊縫、螺栓、膠粘等的控制參數類似。

幫助文檔中控制參數說明相應位置

  創建焊點的Connector 

這裡我們演示下acm焊點的創建。點擊Point圖標，將呼出一個創建焊點的功能條。

點擊Point圖標

在功能條上，通過指定Node位置，指定控製文件為前步驟創建的控製文件spot-acm，將右下角的Realize勾選後，點擊✔圖標，即可在生成connector的同時生成連接關係的有限元單元。

焊點創建功能條

該工具條還有許多控制選項，點擊左側的三橫條圖標，如下圖所示，可設置最大焊點層數，一般設置最大三層焊。其餘參數默認即可。

acm焊點即創建完成，如下圖所示。

acm焊點

焊縫、膠粘、螺栓等連接關係的創建類似。

  在Connector面板中管理、修改連接關係 

此時，我們通過點擊connectors圖標，打開connector面板，點擊Point欄，可以看到出現一個類型為acm的焊點信息。其狀態顏色為綠色，代表已經實現為有限元單元(realized)。點擊這一行，欄目下方會出現該焊點的屬性信息，如control，tolerance容差等。

Connector面板中的焊點信息

此時，若我們Unrealize 該焊點，則狀態圖標顯示為黃色，意為焊點未實現。右側工作區中，焊點的有限元單元也同時消失，只剩下一個黃色的connector圖形表示，該圖形的大小可通過File => Preference => Appearance => Connectors => Size更改。

Unrealize 焊點

此時在左下方的焊點屬性信息中，修改control為hexa nugget焊點控制。修改後我們右鍵焊點，點擊Realize，即可按照新的控制選項生成新的焊點。

修改control 及Realize 後的焊點形式

  Connector 的吸出（Absorb） 

工作中經常碰到模型交換的步驟，比如有限元分析工程師會接收到其他部門或者其他公司發送的有限元文件，文件缺失了焊點的connector信息，僅包含了有限元單元信息。這時候我們需要用到吸出(Absorb)的功能，從焊點的有限元單元中吸出connector信息，便於統一處理。

吸出connector的圖標
（Point圖標右下角小圓柱）

具體操作可以查看下方螢幕錄製影片：

  創建螺栓、焊縫及粘膠的Connector 

前面介紹了焊點的Connector創建，這一節我們介紹其餘常見的螺栓、焊縫及粘膠的Connector創建，主要看軟體操作，請直接參考下方影片：

  使用焊點control生成焊縫（rbe3-cbar-rbe3類型） 

在前文中，我們定義rbe3-cbar-rbe3形式的焊點，該類型其實也可以用於焊縫的連接模擬。

在Control Manager中新建一個spot的control，將type選為rbe3-cbar-rbe3；再將adjust option改為adjust realization，意為有限元單元生成困難時，修改連接位置，而不重畫網格，這樣設置對網格適應性較好，成功率高。

創建rbe3-cbar-rbe3的control（焊點類型）

此時，我們通過Point工具可以生成焊縫，具體操作可見下方螢幕錄製影片：

 

  2、在以Subsystem-Part 組織的模型中創建連接關係

HyperWorks支持按照BOM表的形式導入模型，並將模型按照Subsystem-Part形式組織，以使CAD和CAE的開發流程保持連續性。

本節演示生成一個模擬兩塊板之間的螺栓連接。

  生成Connector Controls 

首先生成attachment的control，目前支持兩種形式：Rigid Patch及Rigid Spider。Rigid Patch即通過四邊形單元填充孔洞，Rigid Spider即通過剛性單元填充孔洞

RigidPatch 的control設置

RigidSpider 的control設置

而後創建attachment connect的controls，設置如下：

類型選擇bolt (general)時，將生成RBE2單元代替螺柱。

attachment connect 生成rbe2單元的control

類型選擇bolt (cbar)時，將生成cbar單元代表的螺柱。

 attachment connect 生成cbar單元的control

  創建子系統邊界上attachment 

此時，我們點擊Connector工具條上的Attachment圖標，選擇washer上的任意節點，軟件將自動搜索整圈節點並創建attachment，而後，選擇control類型為rigidspider，點擊三角形圖標即可生成attachment。

創建子系統邊界上的attachment-1

同樣的，在下面的板上重複操作，從而對兩個subsystem的界麵點均創建了RigidSpider。

兩個subsystem的界面生成形式為RigidSpider的attachment

  創建子系統之間的 attachment connect 

點擊connector工具條下的connect圖標，選擇兩個之前創建的attachment，選擇control為rbe2，再點擊三角形圖標，即可生成RBE2形式的螺柱單元。

創建attachment connect

生成的RBE2形式的螺柱單元

同時注意到，在connector browser中，也出現了2個Attachment及1個Fastener。這裡將attachment connect歸類到了Faster中。

connector browser中信息

上述流程已經錄影，大家可以觀看下方影片：

  新型連接關係（attachment- attachment connect）的評價 

常規的connector將螺栓連接創建為1個connector，在Subsystem-Part的模型組織形式中，將螺栓連接分為3個connector（即2個attachment及1個attachment connect），可以方便地實現子系統之間的連接解耦。

比如可以通過更改attachment connect的類型，將RBE2螺桿改為cbar螺桿，又如將模型很方便地組裝或者拆除。

這種連接關係為模型裝配帶來了便捷性，但也有連接關係種類較少的局限性。

 

 總結 

在這兩期文章中，我們介紹了HyperWorks 中創建連接關係的功能：

• 介紹了工程上常見的連接關係及其有限元表達形式：焊點、螺栓、焊縫及膠粘；
• 介紹了HyperWorks軟件的Connectors工具條；
• 演示了使用Connectors工具創建連接關係的方法。

 

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