CHw3pumpgeom.docx
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CHw3pumpgeom
Introduction(介紹)
下圖中(FigureW3–1)的幫浦組裝的結構反應將在此練習中做決定.這個組裝的組件包括有幫浦的外殼(將會單獨的將其網格模型匯入),一個襯墊,一個底蓋(cover),跟八根螺絲(都會將其CAD幾何資料匯入).本練習會在螺絲上施加上預拉力的負載這是因為內壓的關係.
FigureW3–1Pumpassembly.
在本練習中,你將要製作這個模型的零件.至於幫浦的外殼的網格將會從一個ABAQUS的(.inp)檔來匯入.它的某些幾何特徵的修改下面將會說明.本幫浦的其餘組件(底蓋(cover),襯墊(gasket),等)將會以CAD幾何來將之自外部匯入.圖W3–1中顯示出整個模型的外型,在本練習中幫浦的外殼,襯墊(gasket),以及底蓋(cover)將只製作一半就好,以充分的利用其對稱的好處.
Note:
本練習中所製作出來的零件將會在往後的練習中被用來建構整個完整的模型然後加以分析.所以務必要按照本練習中的說明並使用其尺寸值不要任意更改;否則,可能導致往後的練習難以接續下去更遑論完成整個練習.
Preliminaries(預備步驟)
1.切換到本練習的工作目錄:
../IntroClass/workshops/pump
2.使用以下的指令來啟動ABAQUS/CAE:
abaquscae
其中的abaqus是用來執行ABAQUS的命令字串.
3.在啟動的對話框視窗中選用CreateModelDatabase選項.
Orphanmeshimport(匯入網格資料)
在本章節中你將會從一個ABAQUS的(.inp)檔來匯入一個含有幫浦外殼網格的模型.然後你將持續在此匯入的模型上工作,所以其中原有的預設模型我們將會把它刪除掉.
4.從上方的下拉功能表中,選用FileImportModel指令功能.從可選用的模型列表中,選取pump_ribs.inp模型檔.
一旦此模型檔匯入,你將會自動被切換到Assembly(組裝)模組中.注意在模型樹中會出現一個pump_ribs模型;此模型之下會出現一條底線指示這個模型是目前的使用中模型(i.e.,也就是你目前正在工作中的模型).
5.將其中的預設模型,Model-1刪除掉:
a.在模型樹中的Model-1上面按下滑鼠右鍵.
會彈出Model-1適用的功能表.
b.從這些功能表中,選用Delete功能選項.
會出現一個警告訊息視窗確認你是否真的要刪除Model-1模型.
c.按下Yes.
Editingnodalcoordinates(更改節點座標系統)
接著,你將改變穿透幫浦頂端的圓孔的內徑.沿著內徑的節點上的座標必須要加以修改.因為這些節點位在圓形面上,將其座標系改成圓柱座標系會較有利而且只要更改這些節點的徑方向座標就可以了.按照以下的步驟說明來完成這些座標系的變更.
6.在模型樹中,將PUMP-1展開(點一下“+”字符號可以將這個Parts容器展開然後點一下在PUMP-1旁邊的“+”字符號).
7.在PUMP-1零件上的Mesh上快點兩下.
ABAQUS/CAE會自動切換到Mesh(網格)模組並將零件PUMP-1顯示出來.如圖W3–2.
FigureW3–2Orphanmeshofpumphousing.
8.從上方的下拉功能表中,選用ViewViewsToolbox功能指令.在Views的對話框中,選用前視圖
作為顯示的視角.在TurnPerspectiveOff工具(
)上按一下將視圖的透視效果關閉,並且將視圖拉近到組件裡讓該孔可以清楚的顯示出來(seeFigureW3–3).
FigureW3–3Topviewofpumphousing.
9.從上方的下拉功能表中,選用ToolsDatum功能指令.會彈出CreateDatum的對話框(看圖W3–4).選用CSYS作為基準(datum)類型.選用其中的3points這個方法選項,然後按下OK按鈕.在彈出來的CreateDatumCSYS對話框中,選用Cylindrical作為座標系統類型然後按下Continue按鈕.將此座標系統放在原點(0.0,0.0,0.0)處然後按下CreateDatum按鈕.
一個圓柱基準座標系便製作出來了.這個座標系的原點會跟這個圓孔的中心位置相重疊.
FigureW3–4CreateDatumdialogbox.
10.接著你將修改這個圓孔的內徑.從上方的下拉功能表中,選用MeshEdit功能指令.在EditMesh對話框中,選用Node種類(category)以及Edit方法(method),如圖W3–5.按下OK結束此對話框程序.
FigureW3–5EditMeshdialogbox.
FigureW3–6Selectionfilters.
11.你會被提示去選取要修改的節點.這些節點的選取有兩種方法:
∙試著individually(個別的)去選取節點(這是預設的選取方法),你可以使用如圖W3–6所示的選取過濾器來設定(圖中已經設定成兩點拉圓而不是兩點拉矩形).然後以較早前所定的圓柱座標系的中心作為此兩點拉圓的第一個中心點(見步驟2).然後再選取圓周上的點作為此兩點拉圓的第二個點,這樣便可以將圓孔的圓周內面上的節點都選起來.被選取之後的節點會以紅色將之顯現出來,如圖W3–7中所示.你可以旋轉一下整個模型以確認是否所有的節點都已被正確的選取了.
∙你也可以使用faceangle的方法(i.e.,透過指定相鄰兩元素的面之最大夾角).這個方法一般來說比個別去選取節點要更有效率:
所有符合你所指定條件的元素上的相關節點都會自動被選取起來.在提示區,選用byangle作為選取節點的方法.旋轉模型來選取圓孔的圓周內面上的任一個元素的面.在圓周內面上的節點會顯示成橘色,一但確認被選取之後會變成以紅色顯現出來.跟剛才一樣,旋轉你的模型以確認是否所有的節點都已被正確的選取了.
一旦所選取的節點(使用以上任一種方法)是對的,按一下提示區的Done按鈕.
FigureW3–7Selectednodesformeshedit.
12.然後EditNodes對話框會出現,如圖W3–8所示.這個對話框可以用來更改這個圓孔的直徑.點一下這個對話框右上角的Select按鈕,然後當系統提示你選取一個局部座標系統時,在視埠中選取在步驟2中所定義的圓柱座標系.
13.使用Coordinates的指定方法,來改變其第一個座標向(1–coordinate)(i.e.,徑向座標)在第一個欄位處從他的下拉式列表中選用Specify選項然後在此欄位中入0.65.然後按下OK結束此對話框然後按下提示區的Done按鈕完成這整個動作.
FigureW3–8EditNodesdialogbox.
Deletingelements(刪除元素)
接著我們要移除在幫浦的外殼上的肋然後再將之切一半.先移除肋上靠近幫浦外殼前端的部分元素,如圖W3–9中所示.使用在ViewsToolbox中的
這個視圖指令先將模型視角轉正,然後旋轉模型角度到可以看見其中前端的一根肋,如圖W3–9中所示.
Frontribs
Rearribs
FigureW3–9Ribelements.
14.從下拉式功能表中,選取ToolsEditMesh指令功能.在其EditMesh對話框中,選用Element種類(category)以及Delete方法(method),然後按下OK.
15.當提示你選取要刪除的元素時,使用Show/HideSelectionOptions工具來將拖拉形狀改成Polygon(任意多邊形).選取位於接近肋的90彎角處的元素,如圖W3–9所示.
16.在提示區,將Deleteassociatedunreferencednodes選項開啟.
17.將模型拉遠並旋轉視角以確認是否只有與肋相關的元素被選取起來.如果還有其他的元素也被選到的話,使用[Control]+Click來將之從被選取狀態中釋放掉.當你所選到的元素都正確之後,按下Done來將這些元素及其相關的節點刪除掉.
18.在幫浦的外殼上的其餘的肋的元素可以透過與此類似的方法小心的將他們選起來刪除掉.對一個又大佑複雜的模型而言這可能會是個蠻乏味又耗時的工作程序.要加速這個工作的話,也可以使用組別來選取元素.
a.如果提示區沒有提示你繼續選取元素來刪除的話,再次從下拉式功能表中,選取ToolsEditMesh指令功能,然後在EditMesh對話框中按下OK繼續做刪除元素的工作.在提示區中,將Deleteassociatedunreferencednodes選項也開啟.
b.在提示區中,按下Sets可以開啟RegionSelection對話框.
c.在這個RegionSelection對話框中,選用RIBS這一組並且把Highlightselectionsinviewport這個選項打開,這樣可以將屬於這一組的元素再被選取到時會反白起來.
d.按下Continue刪除掉其餘的這些肋上的元素.
e.按下Cancel結束此RegionSelection對話框.
接下來你將使用在ViewsToolbox中的
前視圖指令來將模型視角轉正幫你輕易的選取到元素,然後將幫浦的外殼切一半.
19.如果提示區沒有提示你繼續選取元素來刪除的話,再次從下拉式功能表中,選取ToolsEditMesh指令功能,然後在EditMesh對話框中按下OK繼續做刪除元素的工作.在提示區中,將Deleteassociatedunreferencednodes選項也開啟.
20.選取幫浦的外殼的上半部將之刪除,如圖W3–10中所示.當你選好之後,按下Done按鈕將這些元素與其節點刪除掉.
刪除完後沒有肋的半個幫浦外殼如圖W3–11所示.
21.將這個模型資料存檔.為之取名Pump.cae.
FigureW3–10Selecthalfofthepumphousing.
FigureW3–11Halvedpumphousingwithoutribs.
ImportingCADgeometry(匯入CAD幾何資料)
接下來我們要匯入組裝中其餘的組件到ABAQUS/CAE環境裡.
22.從下拉式功能表中,選取FileImportPart指令功能來開啟ImportPart對話框.
23.在這個對話框裡,將檔案類型設為ACISSAT.從可選用的檔案列表中,選用cover.sat檔案.按下對話框中的OK鈕開始匯入.
ABAQUS/CAE會自動切換到零件(Part)模組,同時CreatePartfromAcisFile對話框會出現.
24.在CreatePartfromAcisFile對話框中,點選Name-Repair標籤同時將其中的Converttopreciserepresentation選項打開.按下OK結束對話框並繼續匯入.
被匯入的零件如圖W3–12a所示.
25.零件被匯進來之後,使用Geometrydiagnostics這個零件查詢工具(ToolsQuery)來檢查有無不合格或不精確的圖元.
26.重複步驟1到步驟4將gasket.sat零件也匯進來.
被匯入的零件如圖W3–12b所示.
27.匯入bolt.sat零件時不需要開啟Converttopreciserepresentation這個修復選項.
被匯入的零件如圖FigureW3–12c所示.
28.查看你的整個模型中的各個零組件.使用Query指令檢查看其重要的尺寸是否正確並註解一下以備來參考.
29.將你的模型資料存檔為Pump.cae.
(a)cover
(b)gasket
(c)bolt
FigureW3–12Componentsofpumpassembly.
Halvingtheimportedgeometry(將匯入的零件切半)
接下來你要將底蓋(cover)跟襯墊切半.先做底蓋(cover).
30.在模型樹中的cover零件上快點兩下將此底蓋(cover)零件變成工作零件.
31.從下拉式功能表中,選取ViewSpecify指令選項.選用Viewpoint方法,輸入0,0,-1作為此視圖的視角座標,還有0,-1,0作為其視角的向上方向.按下OK讓此視圖的視角生效並結束這個對話框.
接著,使用以下所描述的方法製作一個基準軸.這個將在我們在草圖中畫出切儲動作所要使用的剖面形狀時,用來定位使用.
32.從下拉式功能表中,選取ToolsDatum指令功能.
33.在CreateDatum對話框中,選用Axis作為類型(Type)以及Principalaxis作為方法(method).按下OK.
34.選用Y-Axis作為基準軸.
35.從下拉式功能表中,選取ShapeCutExtrude指令功能.
36.然後選取底蓋(cover)的上表面,如圖W3–13中所示,用這個平面作為描繪草圖的平面.
FigureW3–13Sketchplaneanddatumaxis.
37.選取基準軸作為此草圖平面的垂直方向.
38.從下拉式功能表中,選取AddLineRectangle指令功能.畫一個矩形包護住這個底蓋(cover)的上半部,如圖FigureW3–14中所示.
FigureW3–14Covercutprofile.
39.按一下滑鼠中鍵繼續,然後按下提示區中的Done按鈕.
40.在EditCutExtrusion的對話框中,選用終端狀況選項為ThroughAll.拉伸的方向是向底蓋(cover)內.按下OK.
最終的底蓋(cover)幾何形狀如圖W3–15中所示.
FigureW3–15Cover.
同樣的,將襯墊也切半.
41.在模型樹中的gasket零件上快點兩下讓它成為目前的工作零組件.從ViewsToolbox中使用前視圖
指令來將視角切換.
42.如同之前一樣,定義一個基準軸來定位.從下拉式功能表中,選取ToolsDatum指令功能.
43.在CreateDatum對話框中,按下OK按鈕來使用Principalaxis方法製作出另一個Axis.選用Y-Axis作為這個基準軸.
44.從下拉式功能表中,選取ShapeCutExtrude指令功能.
45.選擇襯墊的上表面作為畫草圖的平面,如圖W3–16中所示.選取該基準軸作為此草圖平面的右側垂直軸.
46.從下拉式功能表中,選取AddLineRectangle指令功能.畫一個矩形包護住此襯墊的上半部,如圖W3–16所示.
cutrectangle
surfaceselectedassketchplane
FigureW3–16Cutprofile.
47.按下滑鼠中鍵繼續,然後按下提示區中的Done按鈕.
48.在EditCutExtrusion對話框中,將終端選項設為ThroughAll.拉伸指令的方向則是指向襯墊裡頭.按下OK.
最終的襯墊形狀如圖W3–17中所示.
49.將這個模型資料存檔為Pump.cae.
FigureW3–17Gasket.
Note:
當你結束掉ABAQUS/CAE時,你會收到一個警告訊息提醒你pump_ribs模型在組裝中是過時(Outofdate)的狀況.這個組裝包含有一個幫浦外殼的組件,它是將pump_ribs.inp匯入時所產生的.因為在幫浦外殼被修改過後組裝不再使用它了,在零件被修改過後組件並沒有再重生一次.除非你計畫要使用未來的ABAQUS/CAE版本來做接續下去的練習,否則無須重產生此組裝,直接結束掉程式就可以了.
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