MicroStation模型无损导入Ansys方法

MicroStation作为一款专业的二维和三维CAD设计软件，近年来在建筑、交通运输、水利工程等领域应用较为广泛，其完善的三维建模功能、高质量的动画渲染效果和强大的二次开发工具为其在设计院迅速推广提供了保障。

ANSYS作为一款大型通用有限元分析软件，以先进的计算方法和良好的可靠性、开放性也得到各行业广泛应用，作为专业CAE软件，其分析和后处理功能强大，而建模能力相对较弱。

如何实现两个软件在建模和计算上的优势互补，更好地去利用现有模型进行体型优化设计，目前为止主要借助于二者之间的数据接口实现模型的转换，进行有限元分析，进而作为结构体型优化的依据。

首先，MicroStation完成三维建模后通过导出为中间格式的模型，然后导入到ANSYS中，再利用ANSYS内部参数管理器编辑CAD模型、材料、边界条件等参数，然后进行网格剖分和加载求解。

对于水电行业来说，结构数值计算贯穿于我们设计的整个流程。其中三维模型的建立可以通过MicroStation本身的三维建模功能来实现，如图1所示，为渡槽重力坝段的三维模型。模型细部结构对于计算结果影响很小，而划分网格可能会付出较大代价，一般在模型建好以后在导入之前，还需要对模型进行修正，删除模型中不必要的细节，对模型进行布尔合并，然后选择导出。

在此，我们选择SAT中间格式进行导出，导出方法为：MicroStation→File→Export→ACIS SAT，鼠标选择要导入的模型，设置保存路径和模型名称，版本及模型单位，点击OK，保存为SAT文件。

▲图1 MicroStation三维模型

▲图2 ANSYS三维几何模型（加地基）

ANSYS模型导入及计算

ANSYS作为一款通用的数值计算软件，主要由三部分组成：前处理模块、分析计算模块和后处理模块。相对来说，该软件的建模功能远不及MicroStation，通过导入已有模型，从而避免了二次建模的重复性工作。导入方法：打开ANSYS-??→Import?→SAT，选择模型文件打开，通过Reset PlotCtrls显示完整模型。

模型导入之后，根据我们在ANSYS的使用习惯，需要首先进行坐标调整。通常在ANSYS中调整坐标较难实现，一般是通过柱坐标系下复制或者移动模型，实际是绕轴线旋转得到。然后补充地基模型，那么整个几何模型就具备了。

为了方便划分网格和提高网格划分的质量，我们一般要先对结构进行分解成小的区域，材料分区的划分同样适用。分解完成后一定要粘连一下模型，确保各部位实体共面、共线、共点，这也是保证计算节点真正起到传递力和力矩的前提。

然后进行单元、材料属性定义及材料分区设置，完成网格划分，启动计算主程序。最后在后处理模块中，通过选择不同的查看方式，分析结构变形及应力情况。