基于二维工程图的大型复杂结构体系三维实体建模方法

   2基于三维实体模型的精细有限元分析模型
  
   COSMOS是SRAC推出的一套强大的有限元分析软件，现已与SolidWorks集成，成为一个综合的开发环境，并在SolidWorks的环境下为设计工程师提供了比较完整的设计分析手段。凭借先进的快速有限元技术(FFE)，工程师能非常快速地实现对大型复杂结构设计的分析和验证。
  
   下面给出了利用COSMOS软件实现该榀桁架的精细有限元分析的过程，用以表明三维实体模型在实现复杂结构精细分析的潜力。
  
   2.1定义约束和力
  
   在安装的时候，析架会由于重力作用出现安装误差，必须在安装之前，进行分析，以减小安装误差。现在来分析该棍析架在重力作用下的受力状态。首先，把该棍析架的底座固定住，并施加重力，如图11所示。
  

   2.2网格划分
  
   采用自适应法划分网格单元，采用曲面的外壳网格，如图12所示，在支撑段和梁杆的接口处细分网格，以获得足够高的计算精度，如图12所示。
  

   2. 3刚度方程求解
  
   利用FFEPIu，解算器完成刚度方程求解，可以得到各种有限元分析结果(图13、图14 ) 。
  

   从位移分析图(图14)可见，仅在自身重力作用下，该福拓架顶端的竖向位移已经达到1.172 m。通过三维实体建模和精细的有限元分析，工程师可以真实地模拟安装的过程，并对安装过程中出现的问题做出预测，以减小安装误差，避免安装失败。
  
   3结论
  
   从目前我国各设计院的实际发展情况来看，结构设计一般还是使用二维CAD系统，二维工程图仍然是设计和分析的依据。当需要对大型复杂结构体系的结构体系进行精细的有限元分析及复杂的施工模拟时，必须首先建立复杂结构的三维实体模型，才能实现复杂结构体系的精细有限元分析及施工过程的数值模拟，同时可以实现结构构件的自动加工过程。