聯(lián)合SimLab驅(qū)動(dòng)CATIA參數(shù)化幾何模型

teptep0411.7.3實(shí)例：聯(lián)合SimLab驅(qū)動(dòng)CATIA參數(shù)化幾何模型參數(shù)化幾何模型已在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中廣泛使用，然而基于參數(shù)化幾何模型的有限元分析還沒(méi)有大規(guī)模使用。究其原因，是因?yàn)閷?duì)于有限元分析而言，不僅要直接讀取CAD文件中的參數(shù)、驅(qū)動(dòng)CAD軟件完成幾何更改，更重要的是在幾何發(fā)生改變以后，要全自動(dòng)完成網(wǎng)格劃分、工況加載和導(dǎo)出求解計(jì)算的過(guò)程。如今SimLab、HyperMesh提供了驅(qū)動(dòng)CAD軟件參數(shù)化幾何模型的接口，配合它們優(yōu)秀的網(wǎng)格劃分和流程自動(dòng)化能力，可以輕松完成基于幾何參數(shù)的DOE和優(yōu)化工作。下面介紹HyperStudy-SimLab-CATIA聯(lián)合進(jìn)行基于參數(shù)化幾何的DOE分析流程。本案例所用文件在文件夾CHll_05_CATIA_parameter下，hstSimCATIA文件夾下有CATIA文件和錄制好的SimLab自動(dòng)化腳本，以及相應(yīng)的.xml文件和計(jì)算結(jié)果。設(shè)置完成的模型為SimLab_CATIA_parameter.hstx,可以通過(guò)HyperStudy菜單File>importarchive打開(kāi)。注意：本案例要求機(jī)器上同時(shí)安裝CATIA,SimLab和HyperStudy。HyperStudy-SimLab-CATIA聯(lián)合進(jìn)行DOE分析的主要工作按時(shí)間先后可分為三部分。1）在CATIA中定義參數(shù)并發(fā)布。2）在SimLab中錄制有限元建模自動(dòng)化過(guò)程的宏代碼，完成劃分網(wǎng)格、創(chuàng)建材料屬性、創(chuàng)建約束載荷、設(shè)置分析步、求解計(jì)算、創(chuàng)建響應(yīng)的整個(gè)過(guò)程。3）在HyperStudy中進(jìn)行DOE分析。1.在CATIA中定義參數(shù)并發(fā)布在CATIA中創(chuàng)建好幾何模型后，將幾何尺寸定義為參數(shù)，并且滿足SimLab的參數(shù)命名要求。注意：本節(jié)中所使用的模型，其參數(shù)關(guān)聯(lián)已經(jīng)設(shè)置好，下面只對(duì)其中涉及的一些主要操作進(jìn)行介紹。Step01在CATIAStep01板，選擇參數(shù)類型后單擊“新類型參數(shù)”按鈕，編輯參數(shù)名稱以及相應(yīng)的數(shù)值，如圖Z11-1所示。圖Z11-1CATIA新建參數(shù)Step02將參數(shù)與幾何尺寸關(guān)聯(lián)。上圖Z11-1CATIA新建參數(shù)Step02將參數(shù)與幾何尺寸關(guān)聯(lián)。上步中定義的參數(shù)可以與幾何模型的尺寸進(jìn)行關(guān)聯(lián)。比如要將螺栓孔的個(gè)數(shù)與定義的Number_Of_Bolt_Hole這一參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，首先需要在“公式”對(duì)話框的列表中找到螺栓孔個(gè)數(shù)的相關(guān)步驟：“零件幾何體\圓形陣列.1\角編號(hào)”，選中該行數(shù)據(jù)后單擊“添加公式”按鈕，打開(kāi)“公式編輯器”對(duì)話框，如圖Z11-2所示。址曲：Pjri2?X和1Part?±Ki2?l過(guò)iWW常：7花左工宀口述■連曰MlIfl*悴幾耐軌凹粉丹1■m?:;丘I?用尺4=Numt>w_CH_[Boh:hii1eKM■?甘幾何SWCltt』.!?山睚?flmrnSthdeg幾河目1*樣幾何啊■那轉(zhuǎn)L1後■目?fi'1砂幾砂Mi耐列.1丁1巨店星11山憂陽(yáng)_:囂舊ETg圖Z11-2關(guān)聯(lián)參數(shù)Step03在“公式編輯器”對(duì)話框中，可以依次單擊“詞典”中的“參數(shù)”“參數(shù)的成員”中的“重命名的參數(shù)”，找到“重命名的參數(shù)的成員”中需要關(guān)聯(lián)的“Number_Of_Bolt_Hole”參數(shù)并雙擊選擇，單擊“確定”按鈕。定義的公式為“零件幾何體\圓形陣列.1\角編號(hào)=Number_Of_Bolt_Hole”，如圖Z11-3所示。這就完成了將Number_Of_Bolt_HoleStep03圖Z11-3圖Z11-3參數(shù)與幾何尺寸關(guān)聯(lián)完成關(guān)聯(lián)之后，可在CATIA界面左側(cè)模型樹(shù)的“參數(shù)”節(jié)點(diǎn)下雙擊相應(yīng)的參數(shù)名進(jìn)行數(shù)值修改，然后單擊“確定”按鈕，模型的幾何尺寸會(huì)自動(dòng)根據(jù)參數(shù)進(jìn)行更新，如圖Z11-4所示。StepStep#<1總I：棋式匚醴査削□叱査套ft性：」醫(yī)査呂衽性臺(tái)瓏衣匚毎庾百提取骯亠您亶櫬合」匚面嗨黨毎陌巖逞元產(chǎn)<1總I：棋式匚醴査削□叱査套ft性：」醫(yī)査呂衽性臺(tái)瓏衣匚毎庾百提取骯亠您亶櫬合」匚面嗨黨毎陌巖逞元產(chǎn)fl.DOTmm一f捏取3-P理砂-P惶匪3-Xi.捉審J5宦闔電1L算?疼-=5nnm=F川戟J?*如$-「附睦抑一*沁-'-氏取「金、圖Z11-6幾何特征接合提取H卜?提匪占.］卜余提取丘卜:Si提取.了卜發(fā)提取另T提取.9-58w..io右;』IwdlIRisOt^constrarnt罕:軸P&load境布leadcoriEtraint詢走元義Part2x*l*M<X\loadPart2\?1Ct-/LlRji^\ccni5traint可荷凹糟亍元麋.-北產(chǎn)灰布面、邊戔頂存w為達(dá)點(diǎn)Step08發(fā)布幾何。由菜單欄的“工具”〉“發(fā)布”進(jìn)入“發(fā)布”對(duì)話框，選擇“允許發(fā)布面、邊線、頂點(diǎn)和軸端點(diǎn)”復(fù)選框，在模型樹(shù)中單擊相應(yīng)的接合元素或提取元素即可發(fā)布，如圖Z11-7所示。發(fā)布完成后，需要在模型樹(shù)中選擇發(fā)布的元素，右擊將其隱藏（若不隱藏，這些提取的幾何面將會(huì)被識(shí)別為薄板體導(dǎo)入），并在模型樹(shù)中將名稱改為英文，以便SimLabStep08constraint圖Z11-7幾何發(fā)布2.SimLab關(guān)聯(lián)CATIA并錄制建模自動(dòng)化腳本用SimLab驅(qū)動(dòng)CATIA參數(shù)化CATPart或CATProduct等類型的幾何文件，需要在安裝SimLab的過(guò)程中關(guān)聯(lián)CATIA，如圖Z11-8所示。關(guān)聯(lián)CATIA的安裝目錄以及相應(yīng)的Env文件時(shí)，Env文件路徑一般是???\DassaultSystemes\CATEnv\…，可右擊CATIA圖標(biāo)后在“屬性”窗口中進(jìn)行查看。完成關(guān)聯(lián)后即可在SimLab讀取設(shè)計(jì)參數(shù)并重新生成CATIA文件。AltairElS-raLab2019-3?Wind訊￡545:ChaIrvMdS*tIM&ri朝!ICuiLE?□?EiT|thnEnmiaiaAltairSinilsbln3M.^nntrs日冋^LaLabEin.turnE±p]ClIlJl￡￡FEK￡3SHE0I3TW門的EiPIfepuLis占c:AltairElS-raLab2019-3?Wind訊￡545:ChaIrvMdS*tIM&ri朝!ICuiLE?□?EiT|thnEnmiaiaAltairSinilsbln3M.^nntrs日冋^LaLabEin.turnE±p]ClIlJl￡￡FEK￡3SHE0I3TW門的EiPIfepuLis占c:耳話A5<-arJlccis-;AltairHS-nLab2019J?刈IM訊￡545:S4lactCA-nACIrMlDry込a⑷■対申:艸GWaieftSh:p-4iC?.T]aOT曲EwF轉(zhuǎn)匚iFrDSiiaiDa.Ea'J^s-Eaul'fCrfiwe..C^KfliEnmaiaAltairSirulgbE,<,TL*iFHUld%ri-diid3i>-fir?1Ier?aridann^ipanTi^Hajndn^VHEri*CATKINO^aiiidL^ESMIAVSRJI馭i■片RflflChOM*圖Zll-8SimLab關(guān)聯(lián)CATIAStep02SimLab具有宏錄制工具，該工具可以將幾何導(dǎo)入到求解計(jì)算的整個(gè)操作過(guò)程使用Python代碼錄制下來(lái)，然后重復(fù)使用。打開(kāi)SimLab后，單擊菜單欄的ProjectStep02Record選項(xiàng)開(kāi)始錄制，如圖Z11-9所示。Step03導(dǎo)入CATIA文件。由File>import〉CAD進(jìn)入CATIAImportOptions面板后，勾選Designparameters選項(xiàng)，即可讀取CATIA中定義好的參數(shù)，勾選Step03選項(xiàng)，即可讀取發(fā)布的幾何，如圖Z11-10所示。CATIAImportOptions：：：：：：：：：：：：：：：：：：：dxiReaultsAdvancedInspectF*ieject]1IntersectionFoldsiReaultsAdvancedInspectF*ieject]1IntersectionFoldsQusVerifyRecordPause1StopCancelPlsyProcess圖Z11-9SimLab錄制宏DirectThroughSTEPQBodj^name□Usepartnamefurfileswttionebody1QDesignparamelsrs□Sheet1Sketchand畀if◎弁nmoQColor1□PublicalienslAmportsafacElsImportassemblystruclureZUDaiumpaintsOKCancel圖Z11-10CATIA文件導(dǎo)入選項(xiàng)Step04導(dǎo)入幾何后可以在Group選項(xiàng)卡下看到CATIA中發(fā)布的幾何特征名稱；在Process>Parameters選項(xiàng)下可以看到CATIA中定義的參數(shù)，如圖Z11T1所示。V：Name衣Step04導(dǎo)入幾何后可以在Group選項(xiàng)卡下看到CATIA中發(fā)布的幾何特征名稱；在Process>Parameters選項(xiàng)下可以看到CATIA中定義的參數(shù)，如圖Z11T1所示。V：Name衣Valu?|tPBrameii?ns.G日Modei_M￥ilh_&esl.FlllecRadL5InbermediaL5Number0.4Rs^ponsas圖Z11-11SimLab中查看CATIA的幾何特征和參數(shù)-\Grouoload!■cons-lrainlNama譽(yù)□I-^|Grau^_ModriBrowsernp?a>jhib3ibc：a?1二S3fccAna||i5TjdDispkiDimMVp—0LaWriiPkfA口esXtsrt:d曰PHKiilCdorPkt甲CankviHai黑心肆曲口espoEe農(nóng)秋nPiim昭M>dMnPmrcoiEncipybrorOenjiy圖Z11-12定義響應(yīng)Step05繼續(xù)在SimLab中完成劃分網(wǎng)格、賦予材料屬性、設(shè)置約束載荷、設(shè)置分析步、求解計(jì)算。在后續(xù)HyperStudy的計(jì)算中，整個(gè)過(guò)程都是SimLab根據(jù)腳本自動(dòng)完成的。注意：在進(jìn)行約束和載荷施加時(shí)，只能選擇導(dǎo)入的Group（本例中為load、constraint）Step05Step06仿真分析計(jì)算完成后，在SimLab中定義輸出的響應(yīng)。本例將位移和最大應(yīng)力定義為響應(yīng)。進(jìn)入Results選項(xiàng)卡，選擇Displacement〉Resultant〉CreateResponse,進(jìn)入Response面板，選擇整個(gè)模型，Type選擇Max函數(shù)，即可將整個(gè)模型的最大位移定義為響應(yīng)，如圖Z11-12Step06Step07單擊菜單欄的Project〉Stop選項(xiàng)結(jié)束錄制并保存Python文件。錄制結(jié)束Step07后，可從宏代碼的保存路徑下看到圖Z11-13所示的多個(gè).xml文件，里面會(huì)保存SimLab識(shí)別到的CATIA參數(shù)以及定義的響應(yīng)。這些.xml文件用于傳遞參數(shù)和響應(yīng)，使用HyperStudy做DOE分析時(shí)后臺(tái)會(huì)進(jìn)行調(diào)用。?匚Inxxtel斟韻聲方>?匚Inxxtel斟韻聲方>[h5i,rtirnCATIA_Pfirims.xnilhit5lmCA'riA_R?ipcirr5&5^ml'JHQdeljcrlptjBdseRwi.Kml:STSCADDimcrrtianjcmJI2O2XJ.W91154STAT立蚌13ICB11:422KBXML龍欄iZKBaozxj/^11^3XML丈欄ZKBaaO/fi/911Z22XMLltjKi1KJ20胡拠1134圖Z11-13xml文件3.HyperStudy模型定義以及DOE分析Step01如果初次在HyperStudy中使用SimLab模型，需要將SimLab注冊(cè)為求解器。Step01如圖Z11-14所示。由菜單Edit>RegisterSolverScrip進(jìn)入，單擊AddSolverScript

按鈕后增加一行，Type選擇SimLab，隨后選擇SimLab安裝目錄下的SimLab.bat文件。盤叱glitwsoztScript廠?□X|SIddSexipt|BlnunSvlnrSorijjt-LSMTypePreferencePith1RADIDSSradian磬RadkesHyperWorksDJhype■陰□r寤H郎hmts1c「iptsjradk?5.hdt2OprlScnxt帶*QptiSWdCt山旳電幻訂gt祇聞譏MtD1/1寸p總jw口r加201點(diǎn)s1v曲/s■:r1貿(mào)0/血01|0皿口1g.b就斗曾tihcmW陰tjefie-iicHyperWorksDJMpe■酮□i■焦20T即oomrm□rVp張harVpythorn工5/wrinfi如pyth□meTdtciSGW&ncHyperWorksDirt^peiv-orksaoi^ti^/tcVtOB5.W^li>W/blnAclshB5她6TempieMtemptex阿Gefie-ricHyperWorksUJMp亡冊(cè)口rke近)TWti創(chuàng)血/winmpie兒亡HypEtwde>1KEGwencHyprrVVorks-Di/hype-^v^rksMi^hvfwlMw/scripts/hfibatSHMBUdlSGW&ncHyperWorksD:rt^per￥iorks2Oi^iiM/l>n/wiWffimbstch.e5?egl-IMhmbatchnTcsher陰Gefiie-TicHypcrWorkiD：yhyp&rviark5201$fliniiJ/bBitdhfneiVhw_hiatuhniiMH.bdt-ncxmd_idH學(xué)pe*5nudy0旗曲hBCbdcchSGenericHyperWorkiDifliypefViorkiaoi^&VblrV^ln^i'hstbsTch.esieiiHypedWorks■iw.ex吏SGe<ie*icH^wrWork$DperwD『廟20T俯沖/bafVSin&4血弧戲p■2HWTranshvtrifiE-j1CenejicHyperWorksDjhyp&rvjork5Ml$^k^T?LittjreadEr5/birVwiT64/Iwtram.e5ceNOWHstSol^rNowIWxie-lnte*Y1dl山巾vMMDMZfliWMVbln/dbMjhsr細(xì)l^rflowbat14Sin-bLdoHyperS^ixly|口Prognr』nnFlles/AlLair/2a19/SlmLAbZDI^.Z/tilrVwn^/SmLjb.bjLr圖Z11-14注冊(cè)SimLab求解器Step02創(chuàng)建一個(gè)新的Study。在HyperStudy中新建Study時(shí)，注意路徑名稱盡量不要出現(xiàn)空格以及橫杠等特殊字符。將包含CATIA幾何文件、SimLab宏文件以及.xml文件的文件夾復(fù)制到HyperStudy的工作目錄。創(chuàng)建一個(gè)新的Step02Step03在DefineModels面板中單擊AddModelStep03Add對(duì)話框中，模型類型選擇SimLab，單擊0K按鈕返回主界面。Resource選擇SimLab文件夾下的model_script.py文件，然后單擊ImportVariables按鈕導(dǎo)入?yún)?shù)，如圖Z11-15所示。ActwLfltwlVernameTrpeResourceSrfvcrInputF^lrSolwrExeoutnonScript□SimLab1m_1NSimLab|D：MistSimCATIA\modiel_scri^p^^^JhE^input.hEtp脅SimLab圖Z11-15添加模型Step04單擊ImportVariables按鈕，進(jìn)入DefineVariables面板，其中顯示了全部已導(dǎo)入的變量，可以根據(jù)需要對(duì)變量的上下限進(jìn)行設(shè)定。本例中將Fillet_Radius這一參數(shù)的下限設(shè)置為4.5,上限設(shè)置為5,如圖Z11-16Step04ActiveLabelLo^erBcxjrxlNomlr^UpperBowdCcxnwent0Mesh&izewar_l-l.'KJQWOTs+ssgwww+g+^SWQKJQ+g+s+s0Preswurrevar_290.0DJMM■■■lOO-OIMDO…11D-00MD□AspectR^itiovar_J9.tMfltMD0■■■lO.DODODOM111.000(X)0mB40FiimetRddlwvar_4g+gsommw+g+￥owdkjq+iJ-回nn(&rimKjiatt_Shaft_L&ngthvar_54.WDMOTg+g5awww+g+55W0OTQ+g+s+s&□BakHal^RddiLtsvar_fl丸SODtMtM■■■5.5tM0M0…0hiunnber_Of_R□11.H口応var_73.&0DD0D0■■■4.0DO(MDO…MtMODOCl…圖Z11-16定義變量上下限Step05單擊Next按鈕進(jìn)入TestModels面板，單擊RunDefinition按鈕對(duì)模型進(jìn)行試算。試算如果正常結(jié)束，可以進(jìn)入下一步提取響應(yīng)。這里的響應(yīng)是自動(dòng)從SimLab產(chǎn)生的.xml文件中讀取的，也可以選擇結(jié)果文件進(jìn)行創(chuàng)建，如圖Z11-17Step05ActiveLabelVarriiameExpressionValue-GoalsOutputTypeComment■10MaxStressr1曲」【。|*B*522.17?00Rsal仃...□Ml亦Dl沖r_2■fa■APgO51^S84QReal亍■?■圖Z11-17定義響應(yīng)

添加一個(gè)DOE分析。在模型瀏覽器中右擊，在彈出的快捷菜單中選擇Add,添加一個(gè)DOE分析