求解方式不同,因此实际应用中,一定要采用合理的单元来模拟求解。
CAD软件中流行的实体建模包括基于特征的参数化建模和空间自由曲面混合造型两种方法。ProE和SoildWorks是特征参数化造型的代表,而CATIA与U
igraphics等则将特征参数化和空间自由曲面混合造型有机的结合起来。现有CAD软件对表面形态的表示法已经大大超过了CAE软件,因此,在将CAD实体模型导入CAE软件的过程中,必须将CAD模型中其他表示法的表面形态转换到CAE软件的表示法上,转换精度的高低取决于接口程序的好坏。在转换过程中,程序需要解决好几何图形(曲线与曲面的空间位置)和拓扑关系(各图形数据的逻辑关系)两个关键问题。其中几何图形的传递相对容易实现,而图形间的拓扑关系容易出现传递失败的情况。数据传递面临的一个重大挑战是,将导入CAE程序的CAD模型改造成适合有限元分析的网格模型。在很多情况下,导入CAE程序的模型可能包含许多设计细节,如细小的孔、狭窄的槽,甚至是建模过程中形成的小曲面等。这些细节往往不是基于结构的考虑,保留这些细节,单元数量势必增加,甚至会掩盖问题的主要矛盾,对分析结果造成负面影响。
CAD模型的“完整性”问题是困扰网格剖分的障碍之一。对于同一接口程序,数据传递的品质取决于CAD模型的精度。部分CAD模型对制造检测来说具备足够的精度,但对有限元网格剖分来说却不能满足要求。值得庆幸的是,这种问题通常可通过CAD软件的“完整性检查”来修正。改造模型可取的办法是回到CAD系统中按照分析的要求修改模型。一方面检查模型的完整性,另一方面剔除对分析无用的细节特征。但在很多情况下,这种“回归”很难实现,模型的改造只有依靠CAE软件自身。CAE中最直接的办法是依靠软件具有的“重构”功能,即剔除细部特征、缝补面和将小面“融入”大曲面等。有些专用接口在模型传递过程中甚至允许自动完成这种工作,并且通过网格剖分器检验模型的“完整性”,如发现“完整性”不
f能满足要求,接口程序可自动进行“完整性”修复。当几何模型距CAE分析的要求相差太大时,还可利用CAE程序的造型功能修正几何模型。“布尔运算”是切除细节和修理非完整特征的有效工具之一。
目前数据传递一般可通过专用数据接口,CAE程序可与CAD程序“交流”后生成与CAE程序兼容的数据格式。另一种方式是通过标准图形格式如IGES、SAT和ParaSolid传递。现有的CAD平台与通用有限元平台一般通过IGES、STL、Step、Parasolid等格式来数据交换,早期IGES接口应用比r