结构分析的必备工具——Algor
Algor软件是在我国工程界十分熟悉的有限元分析软件SAP5和Adina基础上发展起来的。它的第一个版本运行于微机DOS操作系统,而Algor在1995年就已推出了Windows95环境下运行的Algor95。1998年又推出了全新的基于Windows95/98和WindowsNT操作系统的全32位有限元分析软件Algor98。目前该软件可以运行于从DOS到Windows95/98和WindowsNT操作系统的微机平台。
本文就Algor软件的分析功能、结构和初步使用做一简要介绍。
#1 1.Algor软件的分析功能
如^091501a^1所示,Algor软件的分析模块和主要功能有:
(1)线性应力分析
主要功能:线性应力分析(ssap0);复合材料线性应力分析(ssap0c);间隙单元线性应力分析(ssap0g);复合材料和间隙单元线性应力分析(ssap0gc);线性稳定性分析(ssap6s)。
(2)线性动力学分析
主要功能:线性模态分析(ssap1);复合材料模态分析(ssap1c);时间历程分析(ssap2);响应谱分析(ssap3);线性瞬态应力分析(ssap4);复合材料瞬态应力分析(ssap4c);频率响应分析(ssap5);随机振动分析(ssap7);载荷作用下的模态分析(ssap8s)。
(3)非线性动力分析
主要功能:非线性模态分析(apak1);非线性动力和应力分析(apak4)。
(4)热传导分析
主要功能:稳态热传导分析(ssap10);瞬态热传导分析(ssap11)。
(5)流体流动分析
主要功能:二维稳态流动分析(flow01);二维非稳态流动分析(flow02);三维稳态流动分析(flow03);三维非稳态流动分析(flow04)。
(6)电场分析
(7)管道设计集成分析
(8)机械运动仿真
主要功能:非线性机械运动仿真Accupak/VE(apak4)。
(9)CAD接口Houdini
主要功能:通过IGES、SAT、PRT等文件读取其它CAD软件的实体模型;通过IGES、DXF文件读取CAD软件线框模型。
#1 2.Algor软件的结构
Algor软件通过Roadmap把前处理(Superdraw)、后处理(Superview)和分析模块紧密地联系在一起。Roadmap界面如^091501b^2所示。前处理和后处理界面分别见^091501c^3和^091501d^4。
^091501e^5为所示SD3界面图例,它主要由以下几个部分组成(参见图5标示):
A. 标题栏:显示程序名和使用的模型名。
B. 菜单栏:位于标题栏下方,包括下拉式菜单。
C. 模型区:此区域是显示模型的地方。
D. 浮动工具栏:此工具栏可以快速进入SD3命令。
E. 最小轴:指出你的视点相对于三维活动区域的位置。
F. 状态栏:显示重要的信息和提供坐标和参数输入。
G. 对话栏:提供输入字符的地方。
#1 3.Algor软件的初步使用
下面我们以安装在Windows 95下的Algor为例演示该软件初步的使用方法。
Algor安装后,在Windows 95“开始”下的“程序”菜单中形成一个“Algor Software”图标。单击该图标进入下一级菜单,从“Start Algor with Roadmaps”启动进入“Roadmap”。从“File”菜单中选择“New Model”输入新模型名。从“Analysis Type”菜单中选择分析类型。双击“Create/Edit Your Model”进入下一级菜单,单击“SuperdrawⅢ”进入前处理SD3。在SD3中利用它的“Add”、“Construct”和“Modify”菜单下的命令来构造几何模型,再利用“FEA Mesh”菜单下的命令生成有限元网格。边界条件和载荷使用“FEA Add”菜单的下一级菜单“Stress and Dynamic Analysis”、“Fluid Flow Analysis”、“Heat Transfer Analysis”和“Electrostatic Analysis”,功能是分别施加“结构应力和动力分析”、“流体流动分析”、“热传导分析”和“电场分析”的边界条件和载荷。对结构应力和动力分析而言,分别用“Boundray Conditions”、“Nodal Forces”、“Nodal Moments”和“Nodal Temperatures”等命令来执行。用鼠标单击状态栏中“Element Data”图标,出现对话窗,在此对话窗中选择单元类型、添加材料特性和几何特性(见^091501f^6)。单击“Data”菜单生成计算所需要的数据。
此时自动退出SD3程序,回到Roadmap界面。双击“Select Run Time Options”图标进入执行控制参数菜单,在此菜单中选择程序控制参数、计算输出内容和打印内容等。完成后双击“Up”图标返回到“Roadmap”界面。单击“Analyze”图标,提交作业,Roadmap自动调用计算分析程序进行计算。计算机屏幕上会显示程序的执行进程和一些相关信息。计算完成后自动返回到Roadmap界面,单击“View Log File”图标检查计算历程文件。双击“Up”图标返回到“Roadmap”界面。
单击“View Analysis Results”图标调用后处理程序Sview检查计算结果。Sview主菜单下的“Options”菜单提供了许多非常有用的命令,可以使用户非常方便地查看已完成的有限元模型,例如,显示节点和单元号;改变边界条件、压力、集中力和力矩的显示颜色;隐藏局部单元;以及定义剖切平面等。Sview主菜单下的“Require”菜单提供了许多查看节点和单元信息的命令,例如查看节点坐标、节点载荷和温度、查看单元材料特性,以及表面压力等信息。“Load case”、“Displaced”和“Stress-di”菜单提供了很多显示计算结果的命令,在“Load case”菜单下可以观看每个工程的计算结果。在“Displaced”菜单下可以观看结构的变形图、变形和未变形的叠加图,并能查看任一节点的位移数据和任意改变放大比例。“Stress-di”菜单提供了丰富的命令,可以按各种准则显示结构的应力、应变和接触力情况,不但能用云图显示,还可以显示应力、应变和接触力等值线,用鼠标点取结构上的任何节点可以显示出该节点的应力、应变和接触力数据,在该菜单下还可以生成计算结果的BMP图片文件。^091501g^7为在Sview中显示的应力计算结果。利用主菜单下的“Animate”菜单就可得到计算结果的动画演示。