Patran提供了功能全面、方便灵活的可满足各种分析精度要求的复杂有限元建模能力。其综合全面、先进的网格划分技术,为用户根据不同的几何模型提供了多种不同的生成和定义有限元模型工具,包括多种网格划分器、有限元模型的编辑处理、单元选定、任意梁截面建模、位移和载荷定义以及交互式计算结果后处理。
Patran快速曲面网格生成器功能包括任意二维曲面网格生成和缝合;用户定义局部或全局单元尺寸;网格自动光顺以确保网格质量;网格密度控制包括曲率检查;无曲面的面网格;板壳元中性面自动提取与网格划分;先进的算法保证在边界和特殊区域的网格形状最优化;基于p-单元的分析。自动实体单元网格生成器功能包括任意三维几何体的自动四面体网格生成;强大的网格密度控制功能,包括曲率控制和基于临近面的网格划分(Proximity-based Meshing);先进的算法保证边界及重要区域网格的最优形状;四面体网格诊断信息详尽,能准确定位几何缺陷。映射网格生成器功能包括单一命令多种网格划分选项;均匀或非均匀(包括单方向、双方向及基于曲率的网格划分)控制;网格过渡控制;网格种子控制;用户自定义的网格平滑处理。扫掠网格生成器功能包括二维和三维单元可从低一阶次的单元扫掠形成,扫掠方法含圆弧方向、柱面径向、拉伸方向、球面径向、球面周向。
除了优异的网格划分技术外,Patran还拥有一些独特的网格处理功能,将进一步大大方便用户的使用,如网格的优化处理、单元验证试验等。具体包括自动硬点生成;自动产生高阶单元的边中、面中或中心节点;单元平移、转动、镜像和比例缩放以及复制和管理单元;节点和单元的修改编辑;单元细化;一个几何体对应多种不同网格划分并存在于同一个数据库;节点、单元编号控制。有限单元检查包括壳单元的长宽比、翘曲、扭曲、阶梯性及法向的一致性检查;高阶壳单元的法向和切向偏置检查;实体单元的细长比、内角、扭曲、表面扭曲、表面阶梯性、表面翘曲、四面体间隙、单元连接、雅克比测试及重合检查;单元自由边和自由面的图形显示,如图1-3所示。
梁作为工程领域最为常见的一种结构形式,在结构分析中占据了十分重要的地位。如何高效地处理梁或板梁实体组合的有限元模型是所有结构分析工具必须面临的问题。人们以为由于工具的限制都是将三维简化为一维来处理,经常会造成空间梁的拜访位置和方向错误,使得计算失去意义。在Patran中设计人员可十分方便地处理各种梁或梁的有限元组合模型。对于通行的标准梁截面如I形、工字形等内嵌的梁单元库中均以参数的方式提供给用户,并通过三维摆放保证分析模型的正确性。除了常规梁单元库外,Patran还提供了任意梁截面计算和模型处理方法,使得设计师能够随心所欲地选择各种形状的梁截面设计出结构更合理的产品。
在Patran中,结构分析所施加的载荷等边界条件可直接作用于几何或有限元模型上,具体包括集中点、边线、平面、柱面或球面内、实体等。载荷形式包括力和力矩、压力或面分布力、强迫位移、速度、加速度等、温度、热通量等,如图1-4所示。(www.xing528.com)
图1-3 Patran网格划分功能
图1-4 Patran载荷施加功能
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