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树状结构拓扑建立方法,几何参数示意与工作流程

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:拓扑建立前应注意的几组主要几何参数,如图4—2所示。图4-1树状结构的部件分类图4-2树状结构几何参数Hi表示垂直方向上的i级分枝的高度,H0表示树干的高度。图4-3连接节点类型树状结构的拓扑结构可以根据上述几何参数用各种有限元程序生成。本节采用ANSYS参数化设计语言进行拓扑建立,拓扑建立的工作流程如图4—4、图4—5所示。

树状结构拓扑建立方法,几何参数示意与工作流程

树状结构的构件可根据它们相对于树干的位置进行分类,如图4—1所示,从树干发芽的分枝被定义为一级分枝,并且从一级分枝分出来的构件被定义为第二级分枝。从第i级分枝中生长的分枝被定义为第(i+1)级分枝。拓扑建立前应注意的几组主要几何参数,如图4—2所示。

图4-1 树状结构的部件分类 

图4-2 树状结构几何参数

Hi表示垂直方向上的i级分枝的高度,H0表示树干的高度。参数Li表示分枝在其轴向方向上的第i级分枝的长度。参数φ表示一个分枝在轴向与其上一级分枝的夹角。

树状结构的连接也可以根据下层分枝的数量来分类,图4—3中示出了不同连接类型的示意图。当一个层次上的所有连接类型都相同时,一个树状结构的连接可以表示为A、B、C、D……

这里,A、B、C和D分别表示第一、第二、第三和第四级的连接类型。

图4-3 连接节点类型

树状结构的拓扑结构可以根据上述几何参数用各种有限元程序生成。本节采用ANSYS参数化设计语言进行拓扑建立,拓扑建立的工作流程如图4—4、图4—5所示。

(1)平面表面拓扑建立流程图

图4-4 平面表面拓扑建立流程图

(2)球面表面拓扑建立流程图(www.xing528.com)

图4-5 球面表面拓扑建立流程图

如图4—6所示,如果属于相同水平的部件具有均匀的长度,则可以获得具有球形表面的树状结构。

如图4—7所示,如果属于相同水平的部件具有均匀的高度,则可以获得具有平面表面的树状结构。

在图4—6~图4—8中示出了具有不同级别的树状结构。图4—6和图4—7所示的树状结构是根据图4—5所示的工作流程建立的,如图4—3所示,图4—6所示的树状结构具有均匀的单元长度l=1m,所有连接都设置为4个分枝类型。

图4-7所示的树状结构的上层分枝的长度是下层分枝长度的0.8倍,即li/li-1=0.8。所有连接被设置为4个分枝类型。

例如图4—8所示具有平面表面的分枝结构。

图4-6 等长分枝树状结构的几何形状(球面)

图4-7 不同长度分枝的树状结构的几何形状(球面)

图4-8 树状结构的几何形状

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