NX CAE高级仿真流程
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1.3 仿真文件

1.3.1 高级仿真文件

为了支持并行工程与数据重用,高级仿真在3个分离的但相关的文件中存储CAE模型数据。

● 仿真文件(.sim)是含有FEM组件的NX装配,用于存储边界条件和解算仿真文件。

● FEM文件(.fem)担当仿真文件的主模型。节点、单元及物理与材质特性随FEM文件存储。FEM文件也包括从相关的理想化部件文件中导出的多边形几何体。

● 理想化部件文件(_i.prt)是与FEM相关的特定的NX装配。理想化部件文件含有对主模型部件几何体的修改,使它适合于分析。主模型部件是理想化部件的一个组件。在利用理想化工具修改它的几何体前,必须先使用提升体 或WAVE几何链接器命令使理想化部件转换为工作部件。所有修改随理想化部件文件存储,原主模型几何体不会改变。

如图1-15所示为高级仿真文件结构,从顶部顺时针依次为:主模型部件、中面的理想化部件、含有网格的FEM文件、含有FEM文件和边界条件的仿真文件。

图1-15 仿真文件结构

在分析多个类型的时候,4个分离的文件具有充分的柔性,4个文件相互关联,并允许更新。

1.3.2 仿真文件数据结构

多文件分析数据结构的优点

使用多文件分析数据结构具有几个数据管理和仿真-建模方面的优点。

● .sim和 .fem文件能够在操作系统层面上将NX实体模型几何体文件(.prt)与其他数据区分开来。该信息还可以在PLM软件中使用。NX支持在Windows上运行时双击和拖放.sim与.fem文件。

● 可以直接处理FEM文件和仿真文件,而不需要先打开主模型部件,可节省内存和系统资源。

● 可以对给定的理想化部件创建多个FEM文件,或对给定的FEM文件创建多个仿真文件。可用于基于团队的分析、复杂加载或假设分析。

● 可以同时加载多个FEM文件和仿真文件。

● 多个用户可以同时对不同版本的FEM文件和仿真文件进行处理。

● FEM文件的重复使用可以显著提高资源利用率。多个仿真文件可以使用同一FEM文件。

● 如果处理大型或复杂模型,可以关闭暂不使用的文件,以释放资源。例如,进行网格划分时,可以关闭所有文件(FEM文件除外)来提高速度和改进性能。

主模型文件(Part File)

如图1-16所示为板(Plate)部件的主模型文件模型图。该文件具有如下特点。

图1-16 板的主模型(palte.prt)

● 具有.prt扩展名,例如plate.prt。

● 包含主模型部件/装配和未修改的部件几何体。

● 多数情况下,主模型部件不会被更改。

● 主模型部件通常是被锁定的。

如果在理想化部件中使用部件间表达式,则主模型部件被写锁定。仅在使用“主模型尺寸”命令直接更改或通过优化间接更改主模型尺寸时,会发生该情况。写锁定可被移除,以允许将新设计保存到主模型部件。

注意

因特征移除而产生的所有更改都作用于理想化部件。

在高级仿真中,如果包含输入或者手工网格,就没有主模型。模型的主模型部件是可选的。

理想化部件文件(Idealized Part File)

如图1-17所示为板部件的理想化模型文件模型图。该模型由于结构较薄,因此被简化为壳结构,理想化的过程是抽取该部件的中面。对于理想化部件文件:

图1-17 板的理想化模型(plate_fem1_i.prt)

● 文件命名格式为部件的名称加上_fem#_i和.prt扩展名。例如plate_fem1_i.prt。

● 理想化部件是主模型部件的装配实例。

● 理想化工具(如抑制特征或分割模型)允许使用理想化部件对模型的设计特征进行修改而不修改主模型部件。

● 当创建有限元(FEM)文件时会自动创建理想化部件。

● 相同的主模型文件可以创建多个理想化部件文件。

FEM文件(FEM File)

如图1-18所示为板部件的有限元文件。对于FEM文件:

图1-18 板的有限元模型(plate_fem1.fem)

● 文件格式用部件的名称加上_fem#.fem,例如plate_fem1.fem。

● 包含网格(节点和单元)、物理特性和材料特性。

● FEM文件中的所有几何体都是多边形几何体。如果对FEM文件进行网格划分,则会对多边形几何体进行进一步的几何体抽取操作,而不是理想化部件或主模型部件。

FEM文件与理想化部件相关联,可以将多个FEM文件与同一理想化部件相关联。

可以利用抽取工具移除设计的失真,这些都会导致网格质量的下降,例如细长的面、小边缘和棱。针对特定的有限元分析,这些抽取工具允许在针对几何划分网格时能够充分捕捉设计意图。

几何体抽取发生在存储于FEM文件中的多边形几何体上,而不是在理想化的或主模型的部件中。因为多个FEM文件可以参考同一个理想化文件,因此可以构建不同类型的分析。

仿真文件(Sim File)

如图1-19所示为板的仿真文件。

图1-19 板的仿真模型(plate_sim1.sim)

● 用部件的名称加上_sim#.sim,例如plate_sim1.sim。

● 包含所有仿真数据,如解法、解法设置、解算器特定仿真对象(如温度调节装置、表格、流曲面等)、载荷、约束、单元相关联数据和替代。

● 可以创建许多与同一FEM文件相关联的仿真文件。