ANSYS与PRO/E接口技术研究

ANSYS软件是一个功能强大的结构设计分析和结构优化软件包，具有多物理场耦合的功能，允许在同一模型上进行各种各样的耦合计算，如热结构耦合，磁结构耦合，流体热耦合等，可以用于进行结构的静力分析、动力分析、结构的高度非线性分析、电磁分析、计算流体动力学分析、设计优化、弹性接触分析等等。实体建模采用基于NURBS的三维实体描述法、几何体素以及布尔运算。ANSYS设计数据访问模块(DDA)能够使用户将由CAD建立的模型转换传送到ANSYS软件中，避免了不必要的重复建模工作。

1 ANSYS与Pro/E的接口技术

在应用ANSYS进行有限元分析中，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，但是这个建模功能非常有限，只能处理一些相对简单的模型。随着ANSYS的应用日益广泛，它需要处理的模型也越来越复杂，ANSYS自带的建模功能就显得非常不足。

Pro/E拥有强大的参数化设计能力，可以进行复杂的实体造型。因此，如果把Pro/E与ANSYS结合使用，充分利用Pro/E快速准确建模的特长，就可以很好地解决ANSYS建模能力的不足。许多工程技术人员就利用Pro/E建模，通过ANSYS与Pro/E之间的图形接口将模型导入ANSYS。研究ANSYS与Pro/E快速方便的接口、能有效提高建模速度，提高模型质量，简化分析工作，对工程技术人员来说意义于分重大。

2 使用ANSYS提供的图形接口

ANSYS提供了与Pro/E软件进行数据共享和交换的图形接口，ANSYS自带的图形接口能识别Pro/E标准的文件。使用这些接口转换模型的方法很简单，只要在Pro/E中将建好的模型使用“另存为”或者“导出命令”，保存为ANSYS能识别的标准图形文件，通常使用的有IGES和Parasolid文件。在ANSYS中使用File一Import导入模型，然后进行模型拓扑结构修改。对Pro/E软件，ANSYS能直接识别它的文件，不需要另存其他格式的文件。使用这些图形接口虽然快速方便，但是往往会出现很多问题，甚至会发生不能识别的问题。例如IGES(The lnitial Graphics Exchange specification)文件是ISO标准中规定的标准图形交换格式之一，IGES作为一种表达产品数据并将其转换成中性文件格式的行业标准，实现文件之间的交换具有很大的优势，但是ANSYS对IGES的支持不够，在导入IGES文件的时候，无法识别小的几何元素，造成所生成拓扑结构不连续，无法生成实体，导人的模型只是一些面组成。而且ANSYS读入IGES文件所需的时间很长。

对版本ANSYS 9.0来说，这些图形接口还只能处理一些比较简单的模型。复杂模型转换后，总会存在一些问题，例如线面的丢失、图元无法转换等。这时，就要进行修补，这一莱单是转换过程中出现的，并不是任何转换都会出现，在大部分情况下，这个菜单是不会出现的。由于使用这些图形接日进行的转换过程中，模型的拓扑结构往往会发生改变，修补后的拓扑结构不能进行下一步的分析。同时，通过接口引人的图形如发生了变化，需要先修正几何模型，才能进行有限元网格划分和计算，这就影响了分析的精度和准确性。而且通过大量的计算实例发现，对于较为复杂的模型，ANSYS提供的图形接口不能正确导入Pro/E模型。这样，使用Pro/E软件与ANSYS之间的接口，快速、方便地获得一个合理、有效的有限元模型一直被工程界所关注。

3 Pro/E与ANSYS的连接方法

经过对Pro/E和ANSYS的技术进行分析和实践，提出了如下2种连接方法。

连接方法1：将ANSYS直接集成在Pro/E中。(1)设置ANSYS与Pro/E的接口。选择“程序” 一ANSYS Release9.0—Utilities—Ans ADMIN。打开ANSYS管理器，点击“OK”确定，在配置选项对话框中选择与Pro/E的连接。确定后再随之打开的对话框中将图形显示设备设置为“3D”。最后在Pro/E安装信息对话框中输入Pro/E在本计算机中的安装路径，点击“OK”完成ANSYS与Pro/E的接口设置。② 打开Pro/E，在菜单管理器中这时多出了两个选项“ANSConconfig”和“ANSYS Geom”，这表明己经将ANSYS集成在Pro/E中了。(3)在Pro/E中完成建模后直接点击“ANSYS Geom”，系统会自动将ANSYS打开，将当前模型导人到ANSYS中去，只要使用“Plot"菜单中的“Volume，”选项，就可以将实体模型显示出来。值得一提的是，由于导入的是实体模型而非有限元模型，故“Plot”菜单下的“Elements”选项不可用。(4)在ANSYS中设置模型材料、选择单元、添加约束和载荷、分网，最后进行分析和显示分析结果。由于这个方法是将ANSYS直接集成在Pro/E之中，所以模型的整个转换过程可以在不脱离Pro/E和ANSYS这两个软件的情况下进行。从而实现了无缝连接，真正做到了CAD/CAE的一体化。

另外，在模型从Pro/E导人ANSYS的过程中，系统会自动在Pro/E的工作目录下生成一个与模型同名的.asf格式的图形转换文件，该文件包含了模型的所有信息，将该文件复制到ANSYS工作目录下，使用ANSYS中的“Read lnput from”选项，同样也可以导人该模型。

连接方法2：在ANSYS环境中直接导入Pro/E的模型文件。(1)按照连接方法1，将ANSYS和Pro/E的接口设置好；2)用Pro/E完成建模后，直接将模型文件复制到ANSYS的工作目录下。使用ANSYS中的“Input一Pro/E”选项导入该模型文件，并使用“Plot”菜单中的“Volumes”选项显示实体模型；(3)ANSYS进行加载、分网等处理，最后进行分析和分析结果的显示。

通过这种方法导入ANSYS的是实体模型。由于没有使用“ANSYS Geom”选项来启动ANSYS，所以不会产生方法1中出现的.asf模型转换文件，从而可以节省计算机资源。

4 结语

ANSYS是一种大型通用有限元分析软件，长处在于有限元分析；而Pro/E软件的优势在于三维设计造型。针对这两种优秀的工程应用软件的功能和特点，提出了两种连接方式，阐述了相关的操作使用技术，通过实践证明这两种方式都取得了令人满意的效果。 (end)