下载文档原格式
将CAD几何模型导入ANSYS本节主要讲述如何把各种CAD软件建立的几何模型导入ANSYS。
ANSYS的建模功能有时无法满足现实需要，尤其是建立复杂的几何模型时，不如其它CAD软件方便和准确。
我们可以在CAD软件中建立几何模型，然后把几何模型导入ANSYS进行分析。
ANSYS提供各种CAD软件的直接接口和中性几何文件接口，用于导入各种CAD软件建立的几何模型。
如图所示，执行Utility menu>File>Import，出现ANSYS导入CAD几何模型的子菜单，其中的各项意义为：● IGES：初始文件交换标准，用于导入IGES格式的几何模型。
● CATIA：用于导入CA TIA V4以及更低版本建立的几何模型。
● CATIA V5：用于导入CATIA V5版本建立的几何模型。
● PRO/E：用于导入PRO/E软件建立的几何模型。
● UG：用于导入UG软件建立的几何模型。
● SAT：用于导入SAT格式的几何模型。
● PARA：用于导入PARA格式的几何模型。
● CIF：用于导入CIF格式的几何模型。
当导入CAD软件建立的几何模型含有复杂曲面时，还需要对几何模型进行修复，以保证能够成功地进行网格划分。
包括是否忽略细小的几何特性，消除模型的不连续特性，自动进行图元合并和创建几何体等。
ANSYS的导入菜单导入模型后，还可以对模型进行简化工作。
例如去除某些孔和凸台、消除小单元、合并临近的图元、通过分割和折叠移去小碎片等。
注意：ANSYS接口产品的版本号要匹配，只有匹配的接口产品才能正确导入各种CAD 文件。
匹配遵循向下兼容原则，即ANSYS的版本要高于CAD软件的版本。
另外，ANSYS 提供的各种CAD软件接口程序必须获得正式授权才能使用。
除上述导入各种CAD几何模型的接口之外，ANSYS程序还可以输出IGES的几何模型文件。
输出IGES几何模型文件选择的菜单路径是：Utility menu>File>Export。
UG与ANSYS模型格式转换方法研究∗李丹 金灿 刘晓平合肥工业大学计算机与信息学院可视化与协同计算（VCC）研究室，安徽合肥 230009摘 要：针对现有的软件格式转换所存在的缺陷，提出了建模软件UG生成的模型文件转换成ANSYS所支持的sat数据文件的一种可行方法，解决了prt模型文件用UG-Translator直接转换所引起的模型失真从而导致装配关系丢失及无法进行有限元分析等问题，实现了UG软件与ANSYS软件的无缝数据交换。
关键词：UG 二次开发 ANSYS 格式转换 特征1 引 言Unigraphics(UG)软件是美国EDS公司开发的高端CAD/CAE/CAM系统[1]，集世界一流的产品设计、工程分析及生产制造系统于一身的UG软件已广泛应用于国内的航空航天、汽车、通用机械及模具等各个领域。
ANSYS是有限元领域的大型通用软件，与其强大的有限元分析功能相比，ANSYS的建模功能显得较为逊色，在应用ANSYS进行有限元分析时，有限元建模耗费了工程技术人员大量的时间与精力。
虽然ANSYS带有自建模功能，但是这个建模功能只能处理一些相对简单的模型，而且操作起来并不十分便利[6]。
因此，需要将UG和ANSYS软件结合使用，有效利用UG软件的建模功能和ANSYS软件的分析功能。
但是ANSYS并没有为UG提供链接向导，尽管ANSYS与UG有直接的接口，但由于版本问题等各种原因导致不能直接在ANSYS中导入UG的prt模型文件。
目前较为常用的技术途径是把UG文件转换为某种中性格式[2]（如igs[3]、stp[4,5]等），然后通过某个商用转换软件把中性文件转换为ANSYS数据文件[6]，这种方式经过多次数据转换，缺陷较大，比较突出的问题是模型的拓扑结构和装配层次在转换过程中的丢失。
另外，因为在建模时会出现一些难以避免的破面[7]，使得许多商家提供的转换软件，如TransMagic软件等，并不能对于所有的CAD模型格式进行完美的转换。
一、高级仿真概述高级仿真是一种综合性有限元建模和结果可视化产品，旨在满足资深分析员的需要。
高级仿真包括一整套预处理和后处理工具，并支持多种产品性能评估解法。
高级仿真提供对许多业界标准解算器的无缝、透明支持，这样的解算器包括 NX Nastran、MSC Nastran、ANSYS 和 ABAQUS。
例如，如果您在高级仿真中创建网格或解法，则指定您将要用于解算模型的解算器和您要执行的分析类型。
本软件然后使用该解算器的术语或“语言”及分析类型来展示所有网格划分、边界条件和解法选项。
另外，您还可以解算您的模型并直接在高级仿真中查看结果；不必首先导出解算器文件或导入结果。
高级仿真会提供设计仿真中可用的所有功能，以及支持高级分析流程的众多其他功能。
•高级仿真的数据结构很有特色，例如具有独立的仿真文件和 FEM 文件，这有利于在分布式工作环境中开发 FE 模型。
这些数据结构还允许分析员轻松地共享 FE 数据，以执行多种分析。
•高级仿真提供世界级网格划分功能。
本软件旨在使用经济的单元计数来产生高质量网格。
高级仿真支持补充完全的单元类型（0D、1D、2D 和 3D）。
另外，高级仿真使分析员能够控制特定网格公差，这些公差控制着（例如）软件如何对复杂几何体（例如圆角）划分网格。
•高级仿真包括许多几何体抽取工具，使分析员能够根据其分析需要来量身定制 CAD 几何体。
例如，分析员可以使用这些工具提高其网格的整体质量，方法是消除有问题的几何体（例如微小的边）。
了解高级仿真文件结构高级仿真在四个独立而关联的文件中管理仿真数据。
要在高级仿真中高效工作，您需要了解哪些数据存储在哪个文件中，以及在您创建那些数据时哪个文件必须是活动的工作部件：•部件文件mypart.prt 包含主模型部件和未修改的部件几何体。
如果在理想化部件中使用部件间表达式，主模型部件则具有写锁定。
仅在使用主模型尺寸命令直接更改或通过优化间接更改主模型尺寸时，会发生该情况。
Proe中建立的模型导入Ansy s中分析的方法发信人: Zengxi aodon g (小Z), 信区: CAD标题: Proe中建立的模型导入Ansy s中分析的方法发信站: 饮水思源(2001年10月08日09:10:33 星期一), 站内信件方法一：在Pro/E中建立好模型后（一般是par t），从菜单Fil e_exp ort_m odel_IGES，输出IGES格式的文件，这种格式是几乎所有CA D软件都可以识别的（当然Auto cad除外，因为它根本就不能称作C AD软件），注意文件最好存放在名字无空格的目录中，否则在Ans ys中不能识别My docume nts和M ydocu ments的区别，会出现明明文件存在却告知文件不存在的错误！好了，现在就可以启动Ansy s了，从菜单Fil e_imp ort_I GES，选择刚才形成的文件就可以输入模型了。
以上是对于P ro/E2000i2而言的，对于Pro/E2001，已经没有ex port了，不过可以在菜单F ile_sa ve a copy中选择IGES类型存盘，其他就同上，不必细说了。
在Ansys中输入模型时，可能出现模型断裂的结果，可以对"defeat ure（毁容）、合并重合的关键点、产生实体、删除小面积"等选项进行改变，反复试验直到输入满意为止，其他内容请各位参考有关资料。
另外说一句，这一方法也可以用在将U GII的模型传到An sys中，在UG17中很简单，但是在UG16中，必须安装IG ES的转换模块，不过仅仅这样仍然不能运行，提示缺少一个dll文件，应将。
\UGII\目录中的一个文件eds ps110.dll_ol d更名为e dsps110.dll即可。
CATIA和UG三维软件与有限元分析软件之间的格式转换本文以一个简单的长方体为例简述CATIA和UG三维软件与有限元分析软件ABAQUS、Hypermesh、ANSYS、ANSYS workbench之间的格式转换以及几个有限元分析软件之间的格式转换。
1.CATIA和UG之间的格式转换较简单，彼此之间通过stp\step\igs\iges等格式导入导出即可。
2. CATIA和UG与ABAQUS之间的格式转换（1）CATIA、UG另存为stp\step\igs\iges格式，一般选择stp格式较为可靠。
打开ABAQUS，File—Import—Part，选择要导入的文件即可。
Create individual part是导入以后会将零件拆分成一个一个的单一的零件（在导入的实体可以拆分的情况下）；Combine into single part是导入的零件作为一个零件导入。
（2）ABAQUS导出为CATIA、UG，另存为stp\step\igs\iges格式，然后CATIA、UG打开即可。
3.CATIA和UG与ANSYS之间的格式转换（1）CATIA实体导入ANSYSCATIA实体直接保存，然后进入ANSYS，File—Import，选择CATIA V5打开即可。
一般打开后显示为线框，可以通过PlotCtrls—style—solid model facets然后选normal facet ，在replot一下就能看到体了。
（2）CATIA实体导入ANSYSUG实体直接保存，然后进入ANSYS，File—Import，选择NX打开即可。
一般打开后显示为线框，可以通过PlotCtrls—style—solid model facets然后选normal facet，在replot一下就能看到体了。
4.CATIA和UG与Hypermesh之间的格式转换打开Hypermesh，File—Import—Geometry，然后选择相应的软件格式和文档即可。
ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｎｕｆａｃｔｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．６，２００８设计与计算"!"!!!!"!"收稿日期：２００８－０３－２２作者简介：周秦源（１９７４—），女，湖南祁东人，讲师，硕士研究生，主要从事机械设计与制造方向。
齿轮接触应力的有限元分析在ＵＧ和ＡＮＳＹＳ中的实现周秦源１，王雪红２，刘让贤１（１．张家界航空工业职业技术学院，湖南张家界４２７０００；２．湖南工业职业技术学院，湖南长沙４１０００７）摘要：基于ＵＧ平台，通过参数化方法建立齿轮模型，将．ＩＧＥＳ文件格式将模型导入ＡＮＳＹＳ软件，用有限元分析方法对齿轮节点处的接触应力进行了分析，进而对齿轮接触状态的强度性能进行了合理的评估，并校核了其结构的可靠性。
关键词：ＵＧ；ＡＮＳＹＳ；齿轮；接触应力；有限元分析中图分类号：ＴＨ１２８文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２００８）０６－００５４－０３齿轮传动在运行工况下常常会发生齿轮折断、齿面损伤、塑性变形等问题。
导致传动性能失效，进而可能引发严重的生产事故，因而有必要对齿轮接触状态的强度性能进行合理的评估并校核其结构的可靠性。
为了更方便快捷的对齿轮对进行有限元分析，本文采用ＵＧ参数化特征建模方法和通用有限元软件进行齿轮轮齿三维接触有限元分析。
１基于ＵＧ平台建立齿轮参数化几何模型参数化是指用几何约束、数学方程与关系来表征模型的形状特征。
特征是指面向应用的、携带一定工程信息并确定几何拓扑关系的一组几何元素所构成的参数化形状模型，是参数化建模的关键要素［１］。
用特征的参数化建模方法可以精确、高效地建立各种齿轮轮齿的几何模型。
本文就是在商业化软件ＵＧ平台上，建立了齿轮轮齿参数化建模程序。
在此程序中，通过改变模型的基本参数，就可以得到与之相应的各种形状的轮齿模型。
进行齿轮轮齿参数化几何建模的方法如下：１．１确定基本参数基本参数是指进行齿轮结构设计的初始独立参数。
1齿轮接触分析方案ANSYS 软件分为三大基本步骤：（1）建立几何模型、网格划分以及边界约束和载荷的施加；（2）进行求解计算；（3）对求解结果进行显示、查看和进一步地迭代运算等。
ANSYS 有强大的、精确的求解功能，但其实体建模、网格划分、载荷和边界条件施加等能力相对较弱。
例如三维齿轮副在ANSYS 中建模、网格划分及施加扭矩都十分困难。
而UG 软件具有实体建模、装配建模、高级仿真、运动仿真、干涉检查以及载荷分析等功能，并能生成直观可视化很好的产品。
UG 自身也有CAE 功能，并且其网格划分、边界条件和载荷的加载功能也很强大、便捷。
综合UG 能完成有限元分析的前处理工作，而ANSYS 具有精确的求解器。
将2个软件的优点结合起来分析齿轮接触问题。
2UG 软件建立有限元模型2.1UG 中建立实体模型已知某减速箱的1对直齿轮参数：模数/mm5齿数35、52齿宽/mm 40压力角α/（°）20材料弹性模量E /Pa 1.98×1011泊松比μ0.284许用接触应力［σ］/MPa850打开NX 7.5，根据齿轮的参数在UG 中建立齿轮的几何实体，将建好的2个齿轮进行装配，装配好的齿轮模型如图1所示。
图1齿轮副的几何模型2.2UG 中建立有限元模型（1）求解器的设置将齿轮模型导入高级仿真环境，新建仿真。
在求解环境下，求解器的类型选择ANSYS 。
分析的类型根据设计要求选取结构（图略）。
在解算方案中设定类型为非线性静力学（图略）。
在处理梁、壳、实体结构，选用稀疏矩阵求解器。
它支持实矩阵与复矩阵、对称与非对称矩阵、拉格朗日乘子，即使病态矩阵也不会造成求解困难。
（2）定义实体材料、指派物理属性定义完实体材料之后，必须进行物理属性的指派，否则在求解或写入求解文件时就显示出错。
在有限元模型环境下设置材料属性，接着创建物理属性，选择实体SOLID1，其他项默认，最后单击网格捕集器，默认单元拓扑结构的各个选项设置内容，默认物理属性的类型。
2006年用户年会论文UG到ANSYS有限元模型的转换王洪海哈尔滨航空工业(集团)有限公司，150066[ 摘要 ] 有限元分析软件ANSYS具有精确的解算器，而软件UG具有良好的前处理即三维建模、网格划分及载荷施加能力，若将两者完美的结合起来就可以很好的解决有限元分析问题，本文正是对这个问题的全面阐述。
[ 关键词]UG ANSYS 有限元 转换 单位制FINITE ELEMENT MODEL CONVERSION FROM UG TO ANSYSWang hong haiHarbin aviation industry (group) ltd. 150066[ Abstract ] The finite element analysis software ANSYS is an accurate solver, and the UG is good at pre-treatment , i.e. three-dimensional modeling , meshing and loading capability , if theyare combined together , they can be used to solve many questions well . This paper is justexpounding on this question thoroughly.[ Keyword ] UG ANSYS finite element conversion system of units1前言ANSYS是一个以有限元分析为基础的大型的多物理场工程仿真分析软件, 有限元分析有三个主要的步骤:第一步前处理，进行几何模型的建立、划分有限元网格等工作；第二步求解，在前处理中建立的数学模型上施加边界条件并进行分析计算；第三步后处理，对求解得到的结果进行显示、观察、进一步的运算等。
对于一个CAE软件来说，用户最为关心的应该是：用这个软件到底能解决我在产品设计过程中遇到的哪些问题？各类问题的解决精度如何等等。
在这一点上，ANSYS是迄今为止在单一软件系统中分析类型最为广泛、分析能力最为强大的软件之一。
从大的方面说，ANSYS的分析范围涵盖了自然界的四大类场：结构力学（从广义的角度说，结构力学也是场的一类）、温度场、流场、电磁场，同时，在ANSYS中，这几大类场还可进行耦合分析，然而，ANSYS经典界面的前处理即实体建模、网格划分、载荷的添加等能力较弱，致使一些结构较为复杂零件的模型建立及有限元网格划分不太方便（不过新一代的ANSYS workbench在这方面有很好的解决方案）。
2006年用户年会论文UG软件具有三维实体建模、装配建模,生成直观可视的数字虚拟产品,并对其进行运动分析、干涉检查、仿真运动及载荷分析。
其功能特点如下：．用造型来设计零部件,实现了设计思想的直观描述;．充分的设计柔性,使概念设计成为可能;．提供了辅助设计与辅助分析的完整解决方案;．图形和数据的绝对一致及工程数据的自动更新。
UG为三维实体建模软件，同时具有自身的CAE功能，并且网格划分、载荷与边界条件的加载功能强大、方便。
但解算器精度远不如专业的有限元分析软件ANSYS。
那么如何将UG与ANSYS的优点结合起来，则是本文的目的。
2UG的有限元处理与导出2.1UG的分析功能UG软件除具有强大的三维实体建模与装配建模外，还具有较强的运动分析、干涉检查、仿真运动及载荷分析功能，现就结构分析进行阐述。
在UG软件中有一个有限元分析模块UG-Structures，在UG-Structures中，通过UG创建的三维实体模型可以很容易地创建各类有限元模型，如：4节点和10节点四面体、8节点和20节点六面体三维实体单元，3节点和6节点三角形、4节点和8节点四边形二维平面单元，以及梁、杆及弹簧等一维单元，无论结构如何复杂在UG中均可轻易进行有限元划分。
但在ANSYS软件中，如果结构比较复杂，进行有限元的直接划分是很困难的，有时甚至是办不到的，而在UG-Structures中则是非常容量的。
另外，在载荷加载过程中，UG-Structures有着独特的方法，如轴承载荷等可直接通过这种载荷的选项进行加载，在ANSYS中没有这种载荷的直接加载方法，要进行较为复杂的转换才能将这种载荷添加到相应的位置上。
2.2UG的有限元处理在UG-Structures中进行有限元划分、施加材料参数、载荷和边界条件后，即可输出为ANSYS的输入格式文件*.INP。
到目前为止，运行通过的UG有UG-NX2、UG-NX3两个版本，下面就各UG版本的具体使用方法分别阐述如下：2.2.1 UG-NX2的使用方法2.2.1.1 选择解算器在Scenario Navigator中选择FE Model,如下左图，继而选择解算器Solver，如下中图，解算形式Solver有四种，Structures P.E.、NASTRAN、ANSYS及ABAQUS，设定解算形式Solver为ANSYS。
2006年用户年会论文2.2.1.2在UG-NX2中形成文件格式的设定进行有限元划分、施加材料参数、载荷和边界条件后，选择解算Solver，弹出Solve 对话框，如上右图，其中的Submit项有Format/Solve、Format Only、Edit/Solve选项，我们指定Submit项为Format Only，然后OK，在同一目录下形成同名的带有扩展名为INP 的文本文件，该文本文件就是ANSYS的导入文件。
UG三维模型 UG中的有限元划分2.2.2 UG-NX3的使用方法2.2.2.1 选择解算形式、分析类型、解算类型及运算法则在进入结构分析程序Structural时，出现Create Solution提示对话框。
解算形式Solver有五种，NX NASTRAN、MSC NASTRAN、ABAQUS、Structures P.E和ANSYS。
设定解算形式Solver为ANSYS，如下左图。
分析类型Analysis Type有四种,Structural、Thermal、Axisymmetric Structural、Axisymmetric Thereal。
根据需要设定分析类型为结构分析Structural，如下右图。
2006年用户年会论文解算类型Solution Type有四种，Linear Statics、Modal、Buckling、Nonlinear Statics，根据需要设定解算类型为线性静力学Linear Statics，如下左图。
点击展开按扭，如上右图中的绿色下三角按扭，打开详细对话框如下左图。
运算法则Algorithm有四种，Frontal、PCG、JCG、Sparse，根据需要设定运算法则Algorithm为JCG。
2006年用户年会论文2.2.2.2在UG中形成文件格式的设定进行有限元划分、施加材料参数、载荷和边界条件后，选择解算Solve，弹出如上右图对话框，其中的Submit项有Solve、Export Solver Input File、Solve Existing Input File及Edit Existing Input File&Solve选项，我们指定Submit项为Export Solver Input File，然后OK，在同一目录下形成同名的带有扩展名为INP的文本文件，该文本文件就是ANSYS的导入文件。
2.3格式化完成后，将产生如下一个*.inp文件/BATCH,LIST/COM, UG-Scenario prep7 Deck for Ansys/FILNAM,scenario_1/TITLE, , LINEAR STATICS ANALYSIS/ASSIGN,OSAV,scenario_1,osav,C:\DOCUME~1\liuh\LOCALS~1\Temp\/ASSIGN,MODE,scenario_1,mode,C:\DOCUME~1\liuh\LOCALS~1\Temp\/ASSIGN,TRI,scenario_1,tri,C:\DOCUME~1\liuh\LOCALS~1\Temp\/ASSIGN,FULL,scenario_1,full,C:\DOCUME~1\liuh\LOCALS~1\Temp\/ASSIGN,EMAT,scenario_1,emat,C:\DOCUME~1\liuh\LOCALS~1\Temp\/ASSIGN,ESAV,scenario_1,esav,C:\DOCUME~1\liuh\LOCALS~1\Temp\/PREP7ANTYPE,STATICNBLOCK,6,SOLID(3i8,6e16.9)8510 0 01.017022320E+0017.616875147E+0004.551444234E+0008482 0 05.340000475E+0017.576400369E+0002.639396464E+0018473 0 01.547619048E+0011.000000000E+0011.704931973E+0018302 0 09.497898390E+0011.500000000E+0013.000000000E+0018337 0 05.714285714E+0012.000000000E+0011.500000000E+001FINISH3 ANSYS有限元导入将UG-Structures生成的*.INP文件导入ANSYS，形成ANSYS的节点、单元及相应的载荷，然后即可用ANSYS进行问题的解算。
具体步骤为，在ANSYS的File菜单项中选择Read Input From ……，在弹出的Read File文件选择对话框中选择相应的输入文件*.INP，即UG-Structures的有限元导出文件，完成有限元及边界条件的导入。
需要指出的是UG导出2006年用户年会论文的有限元文件只包含有限元数据，而不包含几何模型数据，所以ANSYS导入的也只有有限元数据，而不包含几何模型数据。
导入到ANSYS中的有限元模型4 UG与ANSYS的单位制UG与ANSYS各有自己的特殊单位制，在UG中输入单位制为mm（毫米）、Kg（千克）、MPa（兆帕）、Ｎ（牛顿）， 导入到ANSYS后，单位制变成mm（毫米）、Kg（千克）、KPa （千帕）、mn（毫牛）。
我们在ANSYS中通常使用的单位制为mm（毫米）、T（吨）、MPa （兆帕）、N（牛顿）。
所以要注意：利用ANSYS自身的单位制，得到的应力单位为MPa（兆帕），而从UG导入到ANSYS后，如不对单位制进行改动的话，得到的应力单位为KPa（千帕）。
