ANSA中的零部件构建流程

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0.

 概述

在CAE飞速发展的今天,工程师面临的一个极大挑战在于平衡仿真计算的结果精度和效率。针对典型的消费级乘用车,零部件数量可能在30k 左右。而针对不同的CAE分析工况,不同的零部件又需要进行不同的处理和简化甚至缩减。因此,得到每个零部件的不同分析工况的网格表达形式是一个冗长且至关重要的第一步。

ANSA针对上述问题,提供了一套完整的,端到端的,最大程度上避免用户交互的整体性解决方案—— 零部件的构建流程。总体来说,构建的第一步需要执行的是自动化识别部件的形状;第二步是针对识别出的形状执行对应(基于形状不同而不同的)一系列功能实现对部件的处理。这套解决方案与ANSA安装包一起发布,并且完全支持定制化开发和高度脚本自动化。

图1是一个简化后的零部件构建流程示意图,其中黄色色块中的信息是零部件的属性信息的名称,会在本文 “三个重要的零部件驱动属性”章节中介绍;而蓝色色块为对应属性信息在构建流程中的属性值;最后绿色菱形为构建过程中执行的操作。黄色箭头标注了整个流程的方向;并且在过程中有改动的属性值也通过橙色高亮标注,方便识别。

ANSA中的零部件构建流程

图1 零部件构建流程示意图

本文涵盖Part Build process的主要概念和功能逻辑的基础介绍。

1.

 检测零部件类型 

零部件构建流程的第一步就是识别部件的类型。这一步中我们会得到关键的信息—— 部件几何形状。在ANSA中打开Model Browser,选中(可多选)零部件后,通过右键菜单>Build Process>Detect Part Type,激活零部件类型识别功能。功能激活后,ANSA会打开一个对话窗口,里面可以设置部件的识别值参数。

ANSA中的零部件构建流程

图2 检测零部件类型

在识别完成后,对应的零部件的建模属性信息会得到自动更新,如几何描述信息(2D中面或 3D体)以及零部件类型(金属薄板sheet metal、 铸件Casting等)。

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图3 建模属性

以下为ANSA所支持的内置零部件类型:

ANSA中的零部件构建流程

图4 ANSA内置部件类型

通过表格可以发现ANSA内置的部件类型库非常丰富,基本涵盖了所有常见的汽车零部件和其他行业的部件类型。基于不同的部件类型,后续的构建流程会针对不同零部件的特点以及相应的前处理需求,执行不同的脚本任务以实现对零部件的几何处理和网格划分。

2.

 三个重要的零部件驱动属性 

整个零部件构建流程由每个零部件,即ANSAPART,的三个驱动属性:

Representation: 用于定义当前部件的状态

Modeling>Part Type: 用于定义部件类型

Modeling > Treatment: 用于定义部件的目标状态

值得注意的是,在ANSA中目前我们假设每一个部件都是从translated_cad的Representation(表达)开始。因此,如果要使用零部件的构建流程,在CAD导入ANSA后,所有ANSAPART都应该被赋予translated_cad的表达。

前面已经提到的识别部件类型操作在这个时候就可以实施了,而在得到正确识别的部件类型和表达后,接下来一步是要设置不同部件的处理方式,也就是部件的要达到的目标状态。取决于部件被识别的类型,可被选择的目标状态包括common(通用)、 surface_mesh(面网格)、volume_mesh(体网格)等。

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图5 支持调用的处理方式

 

3.

ANSA中的预设置

在ANSA中使用part build process是不需要额外开发的,但是相应的构建流程脚本文件需要在设置中加载激活。

首先,找到Settings>Modular Environment, 切换到Build标签页。通过Load>Custom Location, 然后键入“$ANSA_EXEC_DIR”,“回车”就可以进入当前版本ANSA的安装路径;

接着,选中文件夹scripts > MBC Actions > Parts,并加载“part_build_processes.json”;

所有的Part Build 流程脚本就都加载进来了。

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图6 加载建模脚本

 

ANSA中的零部件构建流程

图7 加载完成建模脚本

每一个编号的零部件构建流程都是独立的,适用于不同的三个驱动属性组合。通过图中丰富的建模脚本库,我们提供给用户的是一套完整的零部件构建解决方案,包括对不同类型部件的几何检查,面网格、体网格划分,或中面网格抽取等。

实际上,在构建流程中的一个重要特点是打包在脚本文件中的检查功能,能很好地帮助用户执行一些必要的检查,最大化程度上避免因人为疏忽造成的建模质量问题。通过双击便可查看选中流程对应的驱动属性过滤器,如图显示的过滤器需要零部件同时满足三个条件:

Representation = translated_cad

Part Type = sheet_metal

Treatment = common

实际使用中,这意味着有且只有当三个条件满足的part, 才能调用图中右侧对应的Script  actions.

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图8 零部件构建的过滤器

以上就是零部件构建流程的主要概念介绍。相信大家可以通过本文了解零部件构建流程的功能逻辑和应用场景,助力复杂系统的零部件前处理效率。

在后续的文章中会推出Part Build process在ANSA中的实际应用案例讲解,敬请期待!

 

END

作者 | 刘寒松

BETA CAE 工程师

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