“本地”菜单Home的主要任务是完成建模环境的基本设置,单击主菜单的“Home”菜单,在软件工具包区会显示“Home”菜单提供的工具包,如图 2-25 所示。
图 2-25 Home菜单工具包
“Home”菜单共有 6 个工具包。
提供对建模对象(构件、运动副等建模特征)进行复制(Copy)、粘贴(Paste)、剪切(Cut)、删除(Delete)等操作的快捷图标,其操作方法同大多数的Windows风格软件相同。
(1)XGridSize:用于设置工作平面上显示栅格点 X 方向上相邻栅格点的距离,设置方法:在XGridSize一栏中的文本框中输入设置的数值后,按回车键确认。
(2)YGridSize:用于设置工作平面上显示栅格点 Y 方向上相邻栅格点的距离,设置方法:在YGridSize一栏中的文本框中输入设置的数值后,按回车键确认。
(3)Coordinate:用于建模时对工作平面Working Plane的坐标系统(Coordinate)进行设定,提供了两种选择项:笛卡儿坐标系(Car)和圆柱坐标系(Cyl)。
此项功能也可以在建模工具条中的工作平面设定(命令图标为 )完成。
用户对模型中实体模型、设计点、标记点的几何特征,如角度(Angle)、半径(Radius)、距离(Distance)、质量(Mass)等物理特性进行测量。
(1) :合并体命令,可以将多个几何体合并为一个几何体,合并后的几何体的体特征程序会重新进行计算,需要说明的是,进行此操作的对象需要在添加约束、作用力等特征之前进行。
(2) :镜像命令,可以将所选的对象复制(Copy,生成新的体)或者移动(Move,不生成新的体,仅将体移动到关于镜像面对称的位置)到相对于指定平面的镜像位置,如图2-26 所示,其中,镜像面可以选择模型中存在的任意一个面或者由Marker点坐标轴组成的面。
图 2-26 镜像操作
(3) :可以将利用文档编辑器直接将修改后的样条数据文件导入模型中,实现对样条曲线模型的修改和编辑。
(4) :可以将建模过程中产生的对模型无用的Marker点删除。
(5) :可以将当前所有的对话框关闭。
(6) :将已经撤销的记录清除。
(1) :主界面数据库窗口的打开和关闭。
(2) :主界面信息输出窗口的打开和关闭。
(3) :提供下拉式菜单,实现对图形工作区的窗口进行设置。
● “New Window”用于创建关于当前工作模型新的工作窗口。
● “Cascade”将工作窗口以层叠式布置。
● “Tile-Horizontal”将工作窗口横向平铺。
● “Tile-Vertical”将工作窗口纵向平铺。
● “Arrange Icon”将工作窗口图标的进行归类排列。
● “Spilt”单个工作窗口的分割等工作。
关于工作窗口的设置及显示情况如图 2-27 所示。
图 2-27 工作窗口的设置
● :仿真模型重力加速度大小及方向的设定,如图 2-28 所示,在设定重力加速度的方向、数值后,单击“Load”按钮可以将设置的重力加速度值赋予仿真模型。
● :为模型灯光的设定,包括环境灯光、太阳光、反射光等。
● :用于用户在仿真之前或者仿真结束后调用、执行由RecurDyn提供的二次开发工具ProcessNet 开发的功能函数,单击 按钮弹出“ProcessNet”对话框,如图 2-29 所示;优选项“Pre-Simulation Function”表示选择的ProcessNet功能函数会在仿真运算之前执行;优选项“Post-Simulation Function”表示选择的ProcessNet 功能函数会在仿真运算之后执行;在“ProcessNet Project”一栏中可以单击 浏览所需要的功能函数的目录进行调用,这时“Function”一栏会显示功能函数的名称。
● :用于用户对模型的显示效果进行调整设置,有两个选项卡,分别为颜色性“Color & Quality”选项卡及高级(Advanced)选项卡。
1)“Color & Quality”选项卡
在“Color & Quality”选项卡中(图 2-30)有如下显示:
● Name:显示模型的名称。
● Comments:可以输入对模型的说明信息。
● Graphical Quality:用于用户对模型显示的图像质量进行调整,有两个方面可以进行设置:“Curve Detail Level”通过调整状态条的位置,用于对模型的曲线显示的质量进行调整,“Geometry Detail Level”用于对模型在着色显示模式下模型的显示质量进行调整。
图 2-28 重力加速度设定
图2-29ProcessNet函数调用
图 2-30 颜色性能选项卡
“Rendering Color”一栏用于对不同状态体显示颜色的设置,有以下几种方式:
● 当“Created Body”创建新体(Created Body)时,在系统默认(Default)情况下,系统会任意分配中的某种颜色给新创建的体,如图 2-31 所示;用户也可以定制(Custom)新创建的体的颜色,如图 2-32 所示。
图 2-31 新创建体颜色的设定
图 2-32 创建新体颜色的设定
● “Selected Body”在建模过程中,进行选体(Selected Body)操作时,选中的体会以某种颜色的轮廓线显示,例如,当选择“Selected Body”一栏的颜色为“深红色”时,选中的体以红色轮廓线高亮显示,如图 2-33 所示。
图 2-33 选中体颜色的设置
●“Highlight of Entities”的高亮几何特征,用于对选中的体的几何特征以高亮的颜色显示。如图 2-34 所示,当设定“Highlight of Entities”为蓝色,对图中的圆面进行操作时,是以圆面以蓝色的轮廓线显示。
图 2-34 选中几何特征颜色的设置
● “Wire of Shade”用于设置当模型中的体以 (着色且显示轮廓线)方式显示时轮廓线的颜色,如图 2-35 所示。
图 2-35 轮廓线的着色
● “Imported CAD Data”用于设置导入由其他软件创建几何模型生成几何体的颜色。
● 当选中“Use Reflection Effect as Default”时,可以实现将模型中的体渲染为某一个图片反射效应的显示模式,如图 2-36 所示。
图 2-36 体的反射效果设置
操作过程:首先,在“显示属性”对话框中选中优选项“Use Reflection Effect as Default”,然后,打开所要渲染的体的属性(Body Properties),分别选中“Use Reflection”及“Use Picture”单击 按钮,弹出“选择图片”对话框,选中使用背景图片,最后单击“体属性”对话框中的“OK”或者“Apply”按钮,如图 2-36 所示。
● “Background Color”用于对图形工作窗口背景颜色的设置。
● “Use Gradation”可以实现背景颜色渐进式变化。
● “Top”设置背景顶部颜色。
● “Bottom”设置背景的底部颜色。
● “Appearance Color”用于设置工作窗口相应项的颜色:
“Icon”用于设置工作窗口中的图标(如重力加速度、各种铰连接等)的颜色,如图 2-37所示,当设置工作窗口的图标颜色为红色时,模型中的重力加速度方向、旋转副、Bushing等图标均以红色显示。
● “Text”用于设置在工作窗口显示的字体颜色。
● “Guide”用于设置工作窗口中指示特征的颜色,如图 2-38 所示,图中接触面上的接触法向指示线的颜色显示。
图 2-37 工作窗口中的图标颜色设置
图 2-38 指示线颜色的设置
● “Use Background Picture”用于选择一个图片作为用户图形工作窗口的背景。
2)“Display”的高级(Advanced)选项卡
“Display”的“高级(Advanced)选项卡”对话框如图 2-39 所示。
图 2-39 显示的“高级设置”对话框
(1)“Property of Force/Torque Display”设置在仿真结束后动画播放过程中力/扭矩的显示效果如下:
● “Scale”用于设置力/扭矩指示线长度的大小。
● “Width”用于设置力/扭矩指示线宽度的大小。
● “Color”用于设置力/扭矩指示线的颜色。
(2)“Font Size of Model Name and Animation Time”用于设置播放动画过程中模型名称和时间字体的大小,如下所示:
● “Error Tolerance”用于用户定义在工作窗口中输入/输出实体模型的错误容差值。
● “Clipping Volume”用于对体进行裁剪的平面设置。
● “Near Factor”用于设置显示的最近距离。
● “Far Factor”用于设置显示的最远距离。
(3)“Show Normal Direction of Contact Surface”用于设置是否以箭头图标显示接触面的接触法向,后面的对话框中数值用于设置显示指示箭头数目。图 2-40 左侧为设置箭头数 10的效果,右侧为设置数目为 5 的显示效果。
图 2-40 设置指示线数目
(4)“Shift when pasting”粘贴偏移,用于对复制对象的初始位置进行设置。RecurDyn在工作窗口中允许用户对模型中的体、约束等建模要素进行复制、粘贴操作,当选中“Shift when pasting”时,复制、粘贴后的对象会分别按照工作栅格设定的 X 、 Y 两个方向的尺寸大小进行偏置,当不选中此项时,粘贴得到的对象会同复制的目标位置重合。图 2-41 为选中“Shift when pasting”时,对图中体进行复制、粘贴,得到复制体会相对于原始体,分别沿着工作平面的 X 、 Y 方向偏移了一个工作栅格的距离;当不选中粘贴偏移时,粘贴后得到的体与原始对象位置重合。
图 2-41 粘贴偏移
(5)“Hide Inactive entity”用于对处于非激活状态下的体进行隐藏。
(6)“Create Center Marker on Principal Axis Direction”用于控制生成新体或者在体编辑模式下编辑体的几何特征时,体中心标记点的主轴方向。图 2-42 中的体 1 为没有选中“Create Center Marker on Principal Axis Direction”时生成的新体中心标记点的坐标轴方向同惯性标记点的方向重合,当没有选中“Create Center Marker on Principal Axis Direction”时,生成新体 2 的中心标记点的坐标轴方向同体的主要方向(这里为长度方向)相同。
图 2-42 中心标记点方向
(7)“Accelerate rendering in view control”用于对模型的渲染着色速度进行控制。当工作窗口中的模型以着色(Shade Mode)或者以着色且显示轮廓线(Shade with Wire Mode)的方式显示时,用户在工作窗口对模型进行操作时,模型的显示变化会小于 20 帧每秒;选择该优选项,在工作窗口模型会以轮廓线(Wire Mode)的方式显示,会使得图形的显示大大加快,尤其是在有大量体组成的模型中,效果更为明显。当不选择该项时,对处于以着色状态或者着色且显示轮廓线显示的模型进行操作时,模型不以轮廓线的方式显示。
(8)“Use Windows Aero”允许用户在Vista或者Windows 7 操作系统下主界面显示以“Aero”主题模式显示。Windows Aero从Windows Vista开始使用的重新设计用户界面,透明玻璃感让使用者一眼贯穿。“Aero”是首字母缩略字,即Authentic(真实)、Energetic(动感)、Reflective(具反射性)及Open(开阔)的缩略字,意为“Aero”界面是具立体感、令人震撼、具透视感的用户界面。
(Simulation)主要用于对求解进行设置,有两个选项:求解总体“General”设置,仿真输出文件“Output Files”设置,如图 2-43 所示。
图 2-43 “求解总体设置”对话框
1)总体“General”设置
主要有以下几项功能:
(1)“Number of Core”:RecurDyn支持并行算法(SMP),进行仿真计算时,用户可以指定参与计算的计算机的并行线程数,当选中“Auto”(程序默认选项)程序会根据计算机的配置选择计算机所能够提供的线程数进行计算,当“Auto”项没有选中时,用户可以输入线程数(1~计算机CPU的核数),RecurDyn最多支持四核的CPU。RecurDyn提供的并行算法支持在其基本模块中用来计算包含各种接触、柔性连接力(Bushing Force、Beam Force、Plate Force)的模型的计算,同时支持含有有限元柔性体(FFlex)中的所有单元,以及在媒介传输(MTT3D)壳单元、带传动(Belt)模块中梁单元带和壳单元带的计算。
(2)“Solver Type”RecurDyn求解器的设置,RecurDyn提供了两种类型的求解器:
● DLL:(系统默认,推荐采用)应用此种类型的求解器,求解速度最快。
● EXE类型的求解器:该类型的求解器适用于内存相对不足的大模型计算,该类型的求解器不与GUI的模型共享内存,从而对求解过程中的内存要求相对不高,适用于并行计算。
如图 2-44 所示,图中圆柱体利用旋转副与地面连接,设定圆柱体的初始速度沿着 Z 轴的转动速度为 5rad/s,设定旋转副的初始速度为 10rad/s,在“Initial Velocity”分别选中相对速度“Relative”和绝对速度“Absolute”,在只考虑重力的影响,两种情况下分别进行仿真分析,得到的圆柱体沿 Z 轴的旋转速度,如图 2-45 所示。
图 2-44 体初始速度的设置
(3)“Initial Velocity”用于铰“Joints”的初始速度的设置,有两个选项,如下所示:
● “Relative”相对速度,这时铰的初始速度直接影响着与铰连接的体速度,即使个体没有与铰直接连接。
● “Absolute”绝对速度,这时铰的初始速度为绝对速度,所有体均假定无初始速度。
图 2-45 初始速度设置对求解结果的影响
(4)“Check Redundant”用于求解过程中对方程的冗余进行检查。
(5)“Every Step”用于每个求解步均进行检查。
(6)“Initially Once”用于只在预分析“Pre-Analysis”中检查一次(默认设置)。
(7)“Save Before Simulation”用于对检查后模型的保存,当选中此项时,执行检查后的模型会在仿真之前被保存(此为该优选项的默认设置),否则,模型在仿真之前按照执行检查之前的状态进行保存。
(8)“Save After Simulation”选中此项时,执行检查后的模型会在仿真之后被保存,否则,模型在仿真之后按照执行检查之前的状态进行保存(此为该优选项的默认设置)。
(9)“Create Backup File”选中此项时,当RecurDyn载入仿真模型数据库文件(.rdyn)后,程序会自动生成一个以仿真模型名字命名的备份文件(*.rbak),当不选中此项时,程序不产生备份文件。
(10)“Create Output Folder”选中此项时,在每次仿真结束后会产生一个相应的文件夹,求解产生的结果文件会被置于这个文件夹中(此为默认设置);当不选中此项时,每次仿真不会产生一个新的文件夹。
(11)“Show Warning Massage”用于对模型进行检查时,是否在信息输出窗口输出警告信息,当选择此项时,会在信息输出窗口显示警告信息,否则,不显示。
(12)“Stop Simulation when occurring Redundant Constraint”(程序默认不选中),在求解过程中,模型中存在冗余约束时,求解会停止、退出。
(13)“Advanced Contact Surface Search RecurDyn”用于对接触算法的设置,当选用此项时(程序默认项),用户在分析含由大量三角形碎片组成的刚性接触面的接触问题时,程序会选用改进的接触搜索算法,可以大大提高计算效率;当不选用此项时,RecurDyn会选用原接触搜索算法进行计算。提供了丰富接触模型,改进的接触搜索算法支持接触类型如表2-1(关于接触设置在后面详细介绍)所示。
表 2-1 接触类型
仿真“Simulation”输出文件“Output Files”选项卡对话框如图 2-46 所示。
图 2-46 “仿真输出文件设置”对话框
2)文件输出“Output Files”选项卡
主要有以下几项可以进行设置。
(1)“Start & End Times for Output”求解结果开始、结束时间的设置,有两项如下:
● “Start Time”用于定义后处理输出仿真结果的开始时间。
● “End Time”用于定义后处理输出仿真结果的结束时间。
(2)“Result Files”求解结果输出文件的设置,当选中时,会在仿真结果文件中包含相应的文件。主要有以下几项:
● 绘图数据文件.RPLT(Plot, Scope, etc …)。
● 动画文件.RAD(Animation)。
● 求解器(Linux版本)产生的文件.RAN(Solver-Generated Animation)。
● 输出请求文件.REQ(Request)。
● 输出窗口输出文件.OUT(output)。
● 信息文件.MSG(message)。
● 模态信息文件.RMD(Model Data)。
● 设计参数文件.RDP(Design Parameter)。
● 性能指标文件.RPI(Performance Index)。
(3)“Message File Settings”信息文件设置,当选中某项时,会在信息文件(.MSG)中包含相应的信息。主要有以下几项:
● Model Verification:模型的验证,包含模型验证的数据、验证的时间等信息。
● Joint Information:铰的信息,包含铰的名称、类型等信息。
● Constraint Information:约束信息,包含约束(如耦合)的名称、类型等信息。
● Redundant Constraint:冗余约束的信息,包含产生冗余约束的名称、冗余方向、类型等信息。
● Independent Coordinate:独立坐标系信息,包含模型中独立坐标的名称、方向等信息。
● Solver Information:求解信息,包含求解所采用的求解器类型、线程数等信息。
● Analysis Information:分析过程信息,包含分析类型、结束时间、时间步、错误容差信息。
● Integration Information:积分求解信息,包含求解使用的积分器、数值阻尼等信息。
● Constraint Violation:错误约束信息,给出模型中构件的位置、速度等错误约束的类型、名称等信息。
● Analysis Process:计算过程信息,给出求解过程中求解时间点、时间步大小、求解过程所用的时间等信息。
● Flexibility:主要用于对柔性体的进行求解环境设置,有两个选项卡:有限元柔性体“FFlex”求解设置;模态柔性体“RFlex”求解设置。
3)有限元柔性体“FFlex”选项卡
如图 2-47 所示,其求解设置有以下几项设置:
(1)“Advanced Weighting Factor Calculation”高级权重系数计算方法,选中此优选项时,求解积分器采用适当的基准值来检验是否收敛(程序默认选中此项),此优选项可用于所有包含有限元柔性体模型的计算。
图 2-47 “FFlex选项卡设置”对话框
(2)“Core Option”计算内存优选项,用于设置求解使用内存的情况,有两个有选项如下:
● “In Core”指定求解过程中只使用计算机本身物理内存,此方案较适用于求解小规模的仿真模型求解。
● “Out Of Core”运行使用扩展内存,此方案适用于大规模的仿真模型计算求解。
(3)“Stress Recovery Type”应力还原类型用于设置还原应力、应变的计算方法,程序提供两种类型如下:
● “Center”中心型将应力、应变还原于单元中心。
● “Extrapolation”外推型将应力还原外推到单元的节点上。对包含有限元柔性体的仿真模型来说,当还原有限元柔性体的应力、应变时,利用外推法比利用中心法更为准确(外推法为程序默认设置)。
(4)“Shell Recovery Type”壳单元(Shell)应力还原类型,用于设置还原壳单元应力、应变的计算方法,程序提供两种类型如下:
● “Top”上层,选中此项,将得到壳单元的上层面的应力、应变计算值(此为程序默认项)。
● “Bottom”底层,选中此项,将得到位于壳单元底层面的应力、应变计算值。RecurDyn中关于壳单元上层、下层的定义如图 2-48 所示的壳单元Shell3、Shell4、Shell9,壳单元的节点按序号沿逆时针布置,按右手螺旋法则,拇指的方向为壳单元的上层面(可视面)。
图 2-48 RecurDyn壳单元上层、下层的定义
(5)“Recover Strain/Stress Data”用于设置还原应变/应力,有三项设置如下:
● “Recover Data”选中(程序默认设置)优选项程序生成还原有限元柔性体应力、应变的结果文件(*.erd, *.srd);否则,不生成应力、应变的结果文件(*.erd, *.srd),用户不能得到柔性体应力、应变计算结果和等值云图。
● “Every Step”选择此项,在生成动画时,能够还原有限元柔性体每个时间步的应力、应变。因此,利用此项可以观察暂停程序时,柔性体的应力、应变等值云图,但相对来说计算时间较长。
● “End of Simulation”选择此项,在生成动画时,只能在仿真结束后还原有限元柔性体的应力、应变。因此,利用此项可以观察暂停程序,不能产生柔性体的应力、应变等值云图,选用此项,相对于选择Every Step来说计算时间较短(此为程序默认设置)。
4)Flexibility中关于模态柔性体“RFlex”选项卡
如图 2-49 所示,主要用于对仿真结果文件“Result Files”进行设置。
图 2-49 “RFlex”选项卡设置对话框
● “Displacement Data (*.rfa)”位移数据文件,用于写出描述模态柔性体位移数据的模态振形文件 RFI(Modal Shape)和模态坐标文件RAD(Modal Coordinate)。
● “Every Step”选中此项,在仿真过程中,每个时间步均产生播放后处理模态柔性体动画的位移数据。因此,利用此项可以观察暂停程序时,柔性体的应力、应变等值云图,但相对来说计算时间较长。
● “End of Simulation”选择此项,在生成动画时,只能在仿真结束后还原有限元柔性体的应力、应变。因此,利用此项可以观察暂停程序时,不能产生柔性体的应力、应变等值云图,选用此项,相对于选择“Every Step”来说计算时间较短(此为程序默认设置)。
● “Strain Data (*.erd)”应变数据文件,用于写出描述模态柔性体应变的应变形态文件RFI(Strain Shape)和模态坐标文件RAD(Modal Coordinate)。
● “Stress Data (*.srd)”应力数据文件,用于写出描述模态柔性体应力数据的应力形态文件 RFI(Stress Shape)和模态坐标文件RAD(Modal Coordinate)。
● “Set As Default”( )用于保存用户对当前模型设定“Model Setting”(例如,栅格距离、重力加速度、图形工作窗口的背景等),保存以后并成为以后所建模型的默认设置,保存的文件位于“C:\Users\Username\Documents\RecurDyn\ V8R1\RDSettings.xml”。
● “Reset All Settings”( )用于用户将模型的设置“Model Setting”恢复到程序初始状态的默认设置。
● “Import”( )用于将模型设定信息文件*.xml输入。
● “Export”( )用于将模型设定信息文件*.xml输出。