外文资料翻译-几何模型建立有限元模型的过程

南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程系 专 业： 机械工程 及 自动化 姓 名： 徐有才 学 号： 0501510145 外文出处： L, . 997. 附 件： 指导教师评语： 外文资料内容与课题相关，译文能正确地表达原文的意文，语言表述基本符合汉语的习惯，语句较通顺，层次清晰。 签名： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 附件 1：外文资料翻译译文 学习 运 用 何模型 建立 有限元模型 的 过程 摘 要 建立 许结构一体化 模型的方法 和 生成 热网格和无需重新几何图形计算的分析软件。 本学习 的目的不是要深入 学习 力学 或者 生成 网格或者分析软件，而是首次尝试对 将产生有益的分析模型的时间比分析师需要创建一个单独的模型的时间更短的桑迪亚职员提供建议。 该研究评价了 运 用立各种各样的几何形状和对设计师 、 绘图员 、 分析师提供一般建议。 致 谢 绘图员 接支持这项研究； 设计师 及 有限元分析 师 此外，见解和 运 用 能力 是非常宝贵的 。 引 言 有限元分析系统的执行过程或者 组成 部 分 一般分为四个步骤： 1)定义 几何形状 ， 2)创建 几何 形状 网格， 3)应用网格的性能和边界及 载荷 条件，和 4)执行有限元计算，和 5) 检验分析结果。本研究检验前两步骤之间的关系，本研究的原因是电子设计（几何图形） 定义 的能力在过去十年取得了巨大的增长，像用 软件一样 ， 1 现在能够经常定义实体几何。 这些电子数据库不但可以创建传统的 制造目的 蓝图，而且还可以对计算机制造工艺和有限元分析传输电子信息。可能的话 ，这种电子信息的传输可以节省分析师在 1 和 2 两个步骤的大量时间。 此外，在过去十年中 生成 网格代码也有着显著的改善。许多不同的代码，现在有着在一般表面上自动生成壳网的能力。有些人具有（或接近了）将一般网格状实体要么自动生成四面体或六面体 单元 的能力。 由于事情正在发生如此之快的变化以至于分析师和 绘图员 在如何最好地运用这些新工具上可能没有经验。这项研究以了解一些 用当今的电子工具提高创建有限元模型过程和使用电子设计定义作为输入的分析机制。自桑迪亚已选择的为其设计标准来定义计算机程序， 审 查 些细节。 为了了解详情和本研究不同阶段的重大意义，我们相信，读者需要对几个领域有一个基本的了解。这些领域包括简短的有限元 分析 过程背景， 生成 网格能力（ 包括目前的问题领域 ）的目前状况，不同 能的说明和它们如何运用于有限元分析过程中，和了解这些技术变革可能怎样影响 绘图员 ，分析师，以及制造商在设计工作之间的相互关系， 鼓舞读者去深入学习这些章节的介绍。目的是为了了解主要研究这样做的意义。 背 景 在过去 对 系统或组件 进行 有限元分析 是有难度的，需要给出一个关于结构或热方面效应的正确估算或者预测，为了进行分析， 分析师 需要画出或者以电子文档的形式建立几何模型，并提供相关的材料属性和负载条件。 分析师 利用这些信息，并对问题进行必要的假设后建立一个有限元模型。这个模型能够在一定的时间内得出一个近似的求解。因此，分析求解时间的长短是第三个需要考虑的因素。 通常，几何 图形 信息 是以图纸的形式提供给分析师的。 分析师需要 根据经验对一些 细节（如螺 栓孔，切 断槽 等） 进行取舍，以便保证分析结果的近似准确度。然后，分析师将初始的几何图形以相对简单的形式重建。对几何图形的重建和在此基础上建立有限元模型的过程将耗费分析师 80%的时间和精力。 随着实体模型设计软件，如 更加强大的计算机编码以及用于分析计算用的计算机的推广，我们可以更加方便地对电子实体模型直接进行分析求解。由于结构上的细节（如螺栓孔， 切 断槽等）对计算结果没什么影响，设计师仍然愿意舍弃它们，尽管在建立 型可以将它们考虑进去。 也有些情况下，对于分析师 使用实体几何图形来建模它可能会无效的一些理由。这有两个例子， 1）薄 结构，它可以准确地分析，使用三维壳 单元 比当用实体单元 时更能降低计算成本和模型尺寸大小，和 2） 轴对称结构，可充分分析利用二维轴对称模型代表 横 截面。 在这两种情况下或者重新创建几何 模型 或者使用 实体 模型 ，分析师 一定必须 提前知道分析什么样的类型。这就依赖于当前的 生成 网格和分析技术了。 例如 ，目前的 生成 网格技术只允许接受使用四面体 单元 （四环素）的一般实体几何图形的自动 生成 网格，即使六面体 单元 （六环素）通常用更少的单元提供一个 更好的方案。因此，如果 需要六面体单元的话 ，该分析师将不得不修改 供的几何 模型 ，以适应非自动 生成 网格。此外， 四面体单元 往往有问题，甚至超越他们的最低精度。低价四环素要素往往表现出剪切闭锁和过度的刚度，而高阶四环素要素中不能使用明确的分析（动态分析需要非常小的时间间隔）。因此，分析师必须基于分析类型来 选 择 生成 网格类型部分。 另一个考虑是模型的尺寸大小。有的 3型可以非常迅速地变的太大以至于无法运行，可能的原因或者是计算时间或者内存 容量 大小，这两者都是目前计算机所限制。“小” 100元的 3格产生一百万单元的模型尺寸，而 迄今为止 传 统 有限元模型已低于十万单元。因此，谨慎的做法是在有可能的情况下，以 2型结构，即使 3算方法可能会产生更准确的结果。这又可能需要修改来自 供的实体几何 模型 。 最后一个考虑是，通常 绘图员 “创建”一个 型比分析师“创建” 一个分析模型花费更少的时间和精力。因此，它是合理的（从整体设计到分析过程）以首先集中于可以用 于分析师的建模来做的事情。尽管这是一 个事实，即制图者几乎总是由设计师，而不是分析师 。 因此 除非设计师的同意， 分析师可能会感到不太愿意对任何模型做出修改 。 目 前存在的 生成 网格问题 目前 生成 网格技术和啮合过程中有一些已知的障碍。这些障碍包括 1）带有小功能大的几何 模型 的啮合问题， 2）复杂的非标准几何形状的啮合问题， 3）使用实体几何 模型来创建壳 模型的问题， 4）连接不同部件的集合建模之间的问题， 5）处理公差的问题，和 6） 如 体模型代码 转移生成网格代码 传输几何图形信息 的问题。 传统的 生成 网格技术可以自动生成低阶网格形状，具体地说 ，点 、 线 、 四 曲面 、和 六面 实体。在 2 ，目前的铺平技术现在 仍然 存在着一般性 三 角形和四边形单元几何图形 网格 ， 这些技术相对强劲。在 3 ，目前的技术现已存在的一般四面体（四环素）单元形状自动啮合，但没有更理想的六面体（六环素） 单元。然而，这些 3成 网格代码是不足以 让 每个几何 模型 网格 总是 成功，并且他们已越来越难以增加几何 模型 的复杂性。具体来说，在 大型复杂几何 模型上有许多小特征 往往造成 生成 网格 代码失败，因为他们无法完成 从小 单元 （约小功能）到大单元和再一次 回到 （下一个小功能）的过渡 。同样的问题也可能会发生在 没有“小”功能 部分，但 有很多复杂性 功能。也就是说，从 特征转换特征 将最终失败，因为 生成 网格代码通常在一个 起点 和“扫描”走向另一个 点 。一位分析师可能需要 分解 单一的 3部分”以便于 部分 网格能够成功。 目前生成 网格的另一个领域问题是 由 3何模型来 创建一个 薄 壳模型。一个薄 壳有限元是没有厚度的，但假设任何 单元 有一半的厚度 的刚度 （即，它是被假定为处于 中 平面的厚度）。因为他们没有厚度， 薄壳单元零件建模目的是为了与 其他部分接触将现在的几何 间隙隔开 。确定这些新的界面往往是困难的。此外，实体模型设计定义 代码（如 容易或自动提供这种 中 平面曲面位置的 生成网格代码摆在首位。因此，分析师可能创建几何 模型 可用于 薄 壳单元模型的决策，也可能创建几何 模型 定义壳单元模型的界面。 附件 2：外文原文 A of of to be an of of or of or a to in an to a a of in he of of or of 1) 2) ) to of ) ) of is a in of 1 to to to of a of in . In in of on or to to or so in to to of of s as to as in In to of of we to a of a of a of a of to an of is to in to of in he of of or in be on to a of a or or a of To a in or to a to be in an of a to an a to in to on to of as to in to an of in in a of by a of of up 0% of s of as 1, by it is to an an of is if to or to be to of as to of be it be to a of ) be at a ) be a 2In a or a of of to be is on of of a if to to In to to be in So of on of is to of or of of of A “300in a of a to 00,000 it is to a 3of A is it a a it an an it is an to on be