车辆结构有限元分析中的组合体操作

在车辆结构有限元分析中，一些结构往往是比较复杂的装配体。在DesignModeler中，可以将复杂装配体中的某些零部件组合成一个组合体（Multi-body Parts）。一旦形成组合体后，在后续的有限元分析中零部件就能共享拓扑。这个功能是DesignModeler的亮点，也是区别于其他CAD软件的特点之一。

例如，某特种车辆采用非独立式前桥，为了保证车辆行驶过程中的稳定性和可靠性加装了如图4-42所示两个稳定杆与车身相连，两个稳定杆采用相同的材料，前桥采用不同的材料，在建模过程中需要考虑到这一点。

图4-42 特种车辆前桥与稳定杆组合体

下面通过一个更为简单的例子介绍组合体的建立方法。

启动ANSYS Workbench，在工具栏中双击Static Structural（ANSYS），建立一个静力学分析流程，如图4-43所示。

双击Geometry，启动Design Modeler，定义模型的单位为mm，如图4-44所示。

选择XYPlane，单击视图图标，将视图转换为XY平面视图。单击草图建立图标，基于XY-Plane建立一个新的草图Sketch1，单击Sketching面板按钮，弹出草图绘制工具箱，如图4-45所示。

单击选择矩形绘制工具，绘制一个50mm×10mm的矩形，如图4-46所示。

按照同样的方法，建立第二个草图Sketch2，同样绘制一个50mm×10mm的矩形，与第一个矩形的位置关系如图4-47所示。

Static Structural（ANSYS） 图4-43 建立静力学分析流程

单击模型树Tree Outline上的Modeling按钮，单击选择Sketch1，单击工具栏上的按钮，设置拉伸长度为30mm，如图4-48所示。

单击选择模型树Tree Outline上的1图标，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Generate。

按照同样的方法，单击选择模型树Tree Outline上的Sketch2，单击工具栏上的

图4-44 启动ANSYS Workbench的Design Modeler

图4-45 草图绘制工具箱

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图4-46 绘制矩形草图

图4-47 两个同样大小的矩形

按钮，设置拉伸长度为30mm，Operation选项选择Add Froszen，生成第二个立方体，与第一个立方体相互独立（图4-49）。

图4-48 拉伸形成立方体

图4-49 生成第二个立方体

图4-50 两个独立的立方体

单击工具栏上的视图，建立的两个立方体如图4-50所示。单击Design Modeler右上角的关闭按钮。

双击图4-43所示A4—Model，启动静力学分析界面。设计模型中有两个零件，分别对应于两个Part。

单击项目树中的Mesh图标，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Generate Mesh，进行自动网格划分，如图4-51所示。从图中可以看出，每一个实体都独立划分网格，节点不共享。

图4-51 网格划分

双击图4-43的Geometry图标，启动Design Modeler，在图形区选定两个实体后单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Form New Part，模型树中生成组合体Part2，如图4-52所示。

图4-52 生成组合体

双击图4-43所示，启动静力学分析界面。单击项目树中的Mesh图标，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Generate Mesh，进行自动网格划分，如图4-53所示。从图中可以看出，虽然每个实体都独立划分网格，但实体间的关联仍被保留；实体间节点共享且无接触。组合体中的每个实体都可以由不同的材料制成。