22patran教学组群和列表的使用

1、课程15.组群和列表的使用目标:建立包含单元特性和边界条件的有限元模型。用列表来识别模型中具有特定属性的部分。探究组群的显示模式。模型描述:本练习，将输入或构造一个整流罩的一部分。下图显示的是装配后的结构及它的尺寸。用曲线和表面来定义整流罩几何体。有限元模型由二维单元和用于几何体各边的一维单元所。一维单元代表着结构的刚度。图 15-1分析代码:单元类型:P3/FEABar2 Quad 4(用于整流罩的水平上边) (整流罩表面)材料名称:弹性模量，E(psi):泊松比,:密度，(lb/in3):Alum_1 1.05E70.332.6E-4Alum_2 1.18E70.332.4E-4模型厚度:

2、模型温度分布:1.5-Y/160200.-(150./160.)X表 15-1建议的练习步骤:产生新的数据库，并命名为 Fairing.db。把 Tolerance 设置为ysis Code 设为MSC/NASTRAN。Default,从中性文件fairing.out 中输入几何模型和有限元模型，或者根据图 15-1 生成模型。生成一些点和曲线，来代表整流罩的轮廓线。点 1(XYZ 方式): 30,0,0;曲线 1(XYZ 方式): 矢量长度=0,120,0;原点=50,40,0曲线 2 (点方式): 点 1 和点 2 之间。在第四步中，使用表面旋转方式，把曲线 1 和曲线 2 绕整流罩的中心

3、线旋转 360 度，以生成曲面。a) 按四分之一圆环上生成 9 个节点的方式划分整流罩上边界圆环。b) 对由曲线 1 和曲线 2 所代表的整流罩垂直边分成不均布的网格控制点。曲线 1：L2=10,L1=7曲线 2：L2=7 ,L1=4c) 用四边形单元 Quad 4 生成表面网格。d) 在代表上部分圆柱和下部分圆锥边界的圆环上生成杆单元 Bar2。生成只包含有限元模型的组群，并命名为 FEM。在视图中只显示这个组群。生成整流罩的材料 Alum_1 和 Alum_2，并分别施加到整流罩的上部圆柱和下部尖细端上。根据表 15-1 来定义材料特性。根据表 15-1，定义代表变化的厚度和分布温度的表达

4、式。生成包含材料定义和厚度变化的单元特性。用名称 Prop_1 和Prop_2 来命元特性。定义模型温度场，并命名为 Temperature用列表和组群方式来显示具有下述属性的四边形单元。材料: Alum-1（MATRL.1）厚度: 0.98温度: 230.0生成一个新组群，并命名为 Common_Quads 且把一些单元加入到这个组群中。显示单元的温度等高线。恢复图形设置。只显示出名为 FEM 的组群，把显示风格改为隐藏线方式，那么杆单元（bars）将。生成一个只包含杆单元的组群，并命名为 BARS。改变组群显示方式，并按下表修改 FEM 和 Bars 的显示风格。把 BARS 组群的显示风

5、格改为 Wireframe/Accurate练习过程:1. 产生新的数据库， 并命名为 fairing.db 。把 Tolerance 设置为 ysis Code 设为 MSC/NASTRAN。Default,File/New Database.New Database Namefairing.db组群显示风格阴影颜色实体标号FEMHidden LineCyanOffBARSWireframeYellowOffNew MPreferenceToleranceDefaultysisCode:2. 从中性文件fairing.out 中输入几何模型和有限元模型，或者根据图 15-1生成模型。如果从文

6、件中输入整流罩的几何模型和有限元模型，就执行下面的输入过程，然后直接跳到第 11 步。如果要建立整流罩模型，跳至第三步。File/ImportObject:Source:Import File:当问及是否继续打开输入概括（Import Summary）框时，回答 Yes。要想看刚才输入了什么，可执行 Group/Modify 并观察 Member List 框。由点、线、面组成的几何模型和由节点、单元组成的有限元模型都已输入到缺省的组群中。单击 OK 关闭框。要看输入的是哪一种单元，先选择 Finite Elements钮，然后选择Show/Elementributes, 使所有单元用高亮度显

7、示并单击Apply。 向下滚动电子表格可看到在模型中包含 Quad 4 和 Bar 2 两种单元。现在生成只包含有限元模型的一个组群。Group/Create. New Group Name: Group Contents:Add All FEMFEMApplyfairing.outNeutralMOKMSC/NASTRANOK跳至第 11 步。3. 生成一些点和曲线，来代表整流罩的轮廓线。点 1(XYZ 方式): 30,0,0;曲线 1(XYZ 方式): 矢量长度=0,120,0;原点=50,40,0曲线 2 (点方式): 点 1 和点 2 之间。GeometryAction: Object

8、:Method:PoCoordinaist:接着，将生成代表整流罩母线的曲线，它们将用来形成整流罩的表面。Action:Object:Method:Vector Coordinist:Origin Coordinist:把 Method 操作菜单改为PoAction: Object:。CurveCreateApply50, 40, 0XYZCurveCreateApply 30, 0, 0 XYZPoCreateApplyMethod:StartingPList:Ending PList:模型如下:312214. 绕整流罩垂直中心线旋转曲线 1 和曲线 2 得到四分之一圆面，然后组流罩。整Ac

9、tion:Object:Method:Surface Type:Axis:Total Angle: Surface Per Curve:Curve List:ApplyCurve 1, 24360Coord 0.2PATRAN 2 ConventionRevolveSurfaceCreateApplyPo2Po1Po把视角改为 30 0 0Viewing/Angles.Angles:模型如下:5. 用下面的属性生成有限元网格。沿圆环边每 10产生一个 4 节点四边形单元。Finite ElementsAction: Object:Mesh SeedCreateCancelApply30,0,-

10、0TypeNumber of ElementsNumber=Curve List :参照下图，选取表面 1 到表面 4的上部圆环边界在垂直方向(Y 向)，定义一个光滑过渡的网格密度，顶部圆柱边的单元尺寸是底部圆锥边单元尺寸的 2.5 倍。Apply9UniformAction:Object:Type:L1 and L2L1=L2=Curve List :Action:Object:Type:L1 and L2L1=L2=Curve List :现在分段已经完成，将要划分网格。Action:CreateApplyCurve 274ay BiasMesh SeedCreateApplyCurve

11、1107ay BiasMesh SeedCreateObject:TypeElement Topology:Surface List :选择全部表面模型如下图所示用二节点的杆单元来划分每个表面的水平圆环边。Action:Object:TypeElement Topology:Surface List :Bar 2CurveMeshCreateApplyQuad 4SurfaceMesh选择如下所示的表面边界。选择适当的边。把视图设置为缺省方式，再使用单击和拖拉拾取技术。也可用 Display/Plot/Erase.擦去全部的 FEM, 使得易于选择。当完成后，记住重画 FEM。通过清除重复节点

12、，用等效有限元来减少单元数量。Action:Object:Type6生成只包含有限元模型的组群，并命名为FEM。在视图中只显示这个组群。Group/Create.New Group NameUnt All Other GroupsGroup Contents7生成整流罩的材料 Alum_1 和 Alum_2，并分别施加到整流罩的上部圆柱和下部尖细端上。根据表 15-1 来定义材料特性。CancelApplyAdd All FEMFEMApplyTolerance CubeAllEquivalenceApplyMaterialsAction:Object:Method:Material Name

13、:Constitutive:Elastic Modulus:Pois Ratio:Density:Action:Object:Method:Material Name:Constitutive:Elastic Modulus:Pois Ratio:Density:8根据表 15-1，定义代表变化的厚度和分布温度的表达式。Apply2.4E-40.331.18E7Linear ElasticInput Properties.alum_2Manual InputIsotropicCreateApply2.6E-40.331.05E7Linear ElasticInput Properties.al

14、um_1Manual InputIsotropicCreateFieldsAction: Object:Method:Field Name:Scalar FunctionAction:Object:Method:Field Name:Scalar Function9生成包含材料定义和厚度变化的单元特性。用名称Prop_1 和Prop_2 来命元特性。单击主框中的Properties 钮。根据表 15-1，分别生成整流罩顶部圆柱和底部圆锥的单元特性Prop_1 和Prop_2。把单元特性加载到四边形单元。用早先定义的厚度表达式thickness 来表示变化的壳体厚度，用材料Alum_1 和Alu

15、m_2分别定义模型的上下部分。PropertiesAction:Dime:2DCreateApply200.-(150./160.)*XtemperaturePCL FunctionSpatialCreateApply1.5-Y/160thicknessPCL FunctionSpatialCreateType:Property Set Name:Options:Material Name:Thickness:SelectMembers:参照下图，选择模型上部单元。Action:Dime:2DCreateApplyAddOKf:thicknessm:alum_1Input Properties

16、.Standard FormulationHomogeneousProp_1SType:Property Set Name:Options:Material Name:Thickness:Select Members:参照上图，选择模型下部单元。10. 关掉温度标号开关。Load/BCsAction: Object:TypeNew Set NameInput Data.Temperature:Select ApplicationRegion.OKf:temperaturetempNodalTemperatureCreateApplyAddOKf:thicknessm:alum_2Input P

17、roperties.Standard FormulationHomogeneousProp_2SGeometry Filter:FEMSelect Nodes:选择全部节点关闭温度标号：Display/Load/BC/El.Props.loads/BCsTemperature11. 用列表和组群方式来显示具有下述属性的四边形单元。材料: Alum_1（如果是从文件中输入模型，则为 MATRL.1）厚度: 0.98温度：230.0把材料属性是 Alum_1(MATRL.1)的单元加入列表 A。Tools/List/Create.:Object:Method:Attribute:Existing

18、Materials:ListAApplyalum_1MaterialAttributeElementFEMCancelApplyApplyOKAdd接着，把厚度大于 0.98 的四边形单元定义为列表B。PropertiesAction:Existing Propertise:Display Method:Select Groups:Tools/List/Create.:Object:Method:Attribute:Fringe Tools:F:ListB接着，做列表A 和列表 B 的交集，并用交集中的单元代替列表A 的内容。Tools/List/.在所出现的如下框中，单击框中的交集图标。Ap

19、ply0.98default_FringeFringe ValueAttributeElementFEMApplyFEMScalar PlotThicknessShowList 框中的Replace A 钮。把列表C 的内容转移到列表 A 中，单击这时，列表A 已满足三个条件的头两个: 即材料为 Alum_1(MATRL.1)的单元且厚度大于 0.98。现在，将执行单元的最后分类。将分离出满足第三个条件即温度大于 230.0 度的单元。Load/BCsAction: Object:如果是从中性文件中输入模型，需把当前的载荷工况设置为 Load_Case.1,以便能选择温度边界条件。Existi

20、ng Sets:Select Data Variable:Select Groups:ApplyFEMTemperaturetemp(TEMPN.1.1)TempraturePlot ContoursTools/List/Create.:Object:Method:Attribute:Fringe Tools:F:ListB单击列表B 框中的Clear 钮。最后，列表A 和列表 B 执行交集操作，以产生列表C。这将得到满足所有三个条件的单元列表，然后把列表C 中的内容加入到 Common_quads 组群中。Tools/List/。ersect）图标。单击如下的交集（Group Name:最后

21、，单击主框架中的GroupGroup/t.CancelApplycommon_quadsAdd to Group.Apply230.0default_FringeFringe ValueAttributeElementFEMSelect Group tot:在 Load/BoundaryConditions框中，画温度等高线，模型将如下图所示。在 Load/BoundaryConditions 框中，单击Reset Graphics 钮。12. 分别产生包含Prop_1 和Prop_2 特性的两个组群。在这个步骤中，将介绍组群显示格式的概念。还将练习改变实体组群的显示属性，这些组群是不同实体类型(如四边形和杆单元)的集合。这个特性一个主要作用是在不同的显示风格中，显示相同的实体。Group/Create.New Group Name: Group Content