ANSYS第九章直接生成

1、第九章 直接生成9.1 什么是直接生成？直接生成是一種直接定義節(jié)點和單元的方法，盡管 ANSYS 程序提供了許多 方便的命令用于節(jié)點和單元的拷貝、 映像、縮放等操作， 但用直接生成法構造模 型是實體模型建模法構造同樣模型的十倍數(shù)據(jù)量。本手冊前面討論的預規(guī)劃（ 2 ）、坐標系（3）和工作平面（4 ）適用于直 接生成也適用于實體建模。由直接生成法生成的模型嚴格按節(jié)點和單元的順序定義組集而成，即使節(jié) 點、單元生成操作可交替進行，單元必須在其節(jié)點全部生成后才能定義。9.2 節(jié)點本節(jié)敘述多種直接生成節(jié)點的方法，主題包括：定義節(jié)點從已有節(jié)點生成另外的節(jié)點查看和刪除節(jié)點移動節(jié)點旋轉節(jié)點的坐標系讀、寫包含節(jié)點

2、數(shù)據(jù)的文本文件9.2.1 定義節(jié)點利用下列方法定義節(jié)點：在激活的坐標里定義單個節(jié)點，用下列方法：命令： NGUI: Main MenuPreprocessorCreateNodesIn Active CSMain MenuPreprocessorCreateNodesOnWorking Plane如果利用 ANSYS 交互功能，可定義一個工作平面的捕捉增量在圖上通過拾取N , P生成節(jié)點。（關于工作平面可參見 4 ）。在已有關鍵處定義節(jié)點，用下列方法：命令： NKPTGUI: Main MenuPreprocessorCreateNodesOnKeypoint移動一個節(jié)點到坐標系平面的一個交點

3、，用下列方法：命令： MOVEGUI: Main MenuPreprocessorMove / ModifyToIntersect9.2.2 從已有節(jié)點生成另外的節(jié)點一旦生成了初始模式的節(jié)點，可用下列方法生成另外的節(jié)點：在已有兩節(jié)點間的連線上生成節(jié)點，用下列方法：命令： FILLGUI: MainMenuPreprocessor-Modeling-CreateNodesFill between Nds從一種模式的節(jié)點生成另外的節(jié)點，用下列方法：命令： NGENGUI: MainMenuPreprocessor-Modeling-Copy-Nodes-Copy從一種模式的節(jié)點生成縮放的節(jié)點集，用

4、下列方法：命令： NSCALEGUI: Main MenuPreprocessorCopyScale & CopyMain MenuPreprocessorMove / ModifyScale &MoveMain MenuPreprocessorOperateScaleScale &CopyMain MenuPreprocessorOperateScaleScale &Move從三節(jié)點的二次線上生成節(jié)點，用下列方法：命令： QUADGUI: MainMenuPreprocessor-Modeling-CreateNodesQuadratic Fill生成一映像節(jié)點集，用下列方法：命令： NSY

5、MGUI: Main MenuPreprocessor-Modeling-ReflectNodes將一種模式的節(jié)點轉換到另一個坐標系，用下列方法：命令： TRANSFERGUI： Main MenuPreprocessorMove / ModifyTransferCoordNodes在弧線的曲率中心定義一個節(jié)點，用下列方法：命令： CENTERGUI: Main MenuPreprocessorCreateNodesAtCurvature Ctr如果在弧的曲率中心定義了一個局部柱坐標系CS,可用FILL命令MainMenuPreprocessor CreateNodesFill between

6、 Nds在孤線上生成另外的節(jié)點。如果給定了曲率半徑，在節(jié)點 NODE1 、NODE2 、NODE3 確定的 平面上，沿N0DE1 -N0DE2的中垂線方向中可自動計算其曲線中心。9.2.3 查看和刪除節(jié)點利用下列方法查看和刪除節(jié)點：對節(jié)點列表，用下列方法：命令：NLISTGUI: Utility MenuListNodesUtility MenuListPicked EntitiesNodes顯示節(jié)點用下列方法：命令： NPL0TGUI: Utility MenuPlotNodes如已用 /PNUM 命令（菜單途徑 Utility MenuPlotElements ）激活了 節(jié)點號顯示，用 E

7、PLOT 命令（菜單途徑 Utility MenuPlotCtrlsNumbering ）畫單元時將標出節(jié)點號。用下列方法刪除節(jié)點：命令： NDELEGUI: Main MenuPreprocessorDeleteNodes注意：刪除節(jié)點也將刪除包括節(jié)點在內的任何邊界條件（如位移、力等）及 任何耦合或約束方程。9.2.4 移動節(jié)點用下列方法移動節(jié)點：用J命令（或其它任何生成節(jié)點的命令）通過屏蔽重新定義一節(jié)點。修改一個（或所有）已定義節(jié)點的坐標（即將一個節(jié)點移動到一個新位 置），用下列方法：命令： NMODIFGUI: Main MenuPreprocessorCreateNodesBy Ang

8、lesMain MenuPreprocessorMove / ModifyBy AnglesMain MenuPreprocessorMove / ModifySet ofNodesMain MenuPreprocessorMove / ModifySingleNode9.2.5 計算節(jié)點間的距離計算兩節(jié)點間的距離：命令： NDISTGUI: Main MenuPreprocessor-Modeling-CheckGeomND distances9.2.6 旋轉節(jié)點坐標系用下列方法旋轉節(jié)點的坐標系（缺省地與總體笛卡爾坐標系平行）：將節(jié)點坐標系旋轉到激活的坐標系，用下列方法：命令： NROTAT

9、GUI: Main MenuPreprocessorCreateNodes-RotateNode CS-To Active CSMain MenuPreprocessorMove / Modify-RotateNode CS-To Active CS通過方向余弦旋轉節(jié)點坐標系，用下列方法：命令： NANGGUI: Main MenuPreprocessorCreateNodesBy VectorsMain MenuPreprocessorMove / ModifyBy Vectors胴 或NMODIF命令（本章前面敘述的）按一定角度旋轉節(jié)點坐標 系。關于節(jié)點坐標系參見3。9.2.7 讀、寫包含

10、節(jié)點數(shù)據(jù)的文本文件可以讀入包含節(jié)點數(shù)據(jù)的文本文件。此功能對輸入從另一個網(wǎng)格生成器、一 個 CAD/CAM 程序或另一個 ANSYS 對話生成的 ASCII 節(jié)點數(shù)據(jù)有用處。還可 以將這樣一個 ASCII 文件寫輸出到另一程序（必須能讀這個 ANSYS 文件）或另 一個 ANSYS 對話中去。對于標準的 ANSYS 模型生成對話不需要讀寫節(jié)點數(shù)據(jù)。指定從一節(jié)點文件讀入節(jié)點數(shù)據(jù)用下列方法：命令： NRRANGGUI: Main MenuPreprocessorCreateNodesRead Node File從一文件讀入節(jié)點，用下列方法：命令： NREADGUI: Main MenuPreproc

11、essorCreateNodesRead Node File將節(jié)點寫到一文件，用下列命令：命令： NWRITEGUI: Main MenuPreprocessorCreateNodesWrite Node File9.3 單元本節(jié)敘述多種直接生成單元的方法。主題包括：定義單元的前提條件組集單元表指向單元表的項查看單元表的內容定義單元查看和刪除單元從已有單元生成另外的單元利用特殊方法生成單元讀寫包含單元數(shù)據(jù)的文本文件通過改變節(jié)點修改單元通過改變單元屬性修改單元9.3.1 定義單元屬性的前提條件定義一個單元之前需要做兩件事：1、必須已定義該單元所需的最少節(jié)點。2、必須已指定合適的單元屬性9.3.1

12、.1 組集單元表關于生成單元屬性表的詳用下列方法和不同的坐標系命令組集單元屬性表。細內容參見7 。從單元庫中定義一種單元類型，用下列方法：命令： ETGUI: Main MenuPreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete定義單元實常數(shù)用下列方法：命令：RGUI: Main MenuPreprocessorReal Constants定義線性材料屬性用下列方法：命令： MP, MPDATA, MPTEMP , etc.GUI: Main MenuPreprocessorMaterial Propsoption激活一個數(shù)據(jù)表（對非線性材料屬性）用下列方法：命令：

13、TB, TBDATA, etc.GUI: Main MenuPreprocessorMaterial PropsDataTablesoptionMain MenuPreprocessorMaterialPropsMooney-Rivlinoption9.3.1.2 指向單元表中的項一旦生成了單元屬性表，可以指向單元表中的不同項。這些指針在生成單元時有效， ANSYS 程序把表中的屬性賦給單元。設置單元類型指針 TYPE 、單元實常數(shù)設置屬性指針 REAL 、單元材 料屬性指針MAT丨或單元坐標系屬性指針ESYS，可用下列方法（這四個 命令的 GUI 途徑相同）：命令： TYPE、REAL、MA

14、I 或 ESYSGUI ： Main Menu Preprocessor -Modeling-OperateExtrude/Sweep Default AttribsMain MenuPreprocessorCreateElementsElemAttributes屬性表的示意圖參見7中的圖 7-2。9.3.1.3 查看單元表的內容通過下列方法查看單元表的內容：對當前已定義單元類型的列表用下列方法：命令： ETLISTGUI: Utility MenuListPropertiesElement Types用下列方法列表實常數(shù)的設置：命令： RLISTGUI: Utility MenuListPr

15、opertiesAll Real ConstantsUtility MenuListPropertiesSpecified Real Constants用下列方法列表線性材料屬性：命令： MPLISTGUI: Main MenuPreprocessorMaterial PropsListUtility MenuListPropertiesAll MaterialsUtility MenuListPropertiesAll Matls, All TempsUtility MenuListPropertiesAll Matls, SpecifiedTempUtility MenuListPrope

16、rtiesSpecified Matl, AllTemps用下列方法列表數(shù)據(jù)表：命令： TBLISTGUI: Main MenuPreprocessorMaterial PropsDataTablesListUtility MenuListPropertiesData Tables用下列方法列表坐標系：命令： CSLISTGUI: Utility MenuListOtherLocal Coord Sys9.3.2 定義單元一旦定義了必要的節(jié)點并設置了單元屬性，就可以定義單元了。利用下列方 法，可通過確定其節(jié)點定義單元， 必須輸入的節(jié)點數(shù)和節(jié)點輸入順序由單元類型 決定。例如，二維梁單元 BEAM

17、3要求二個節(jié)點（I, J）,三維塊單元SOLID45 要求8個節(jié)點（第一個面I、J、K、L節(jié)點，對面M、N、O、P節(jié)點）。節(jié)點 輸入順序決定了單元法向方向。詳見 8 中8.4。用下列方法定義單元：命令：EGUI: Main MenuPreprocessorCreateElements-AutoNumbered-Thru NodesMain MenuPreprocessorCreateElements-UserNumbered-Thru Nodes如果交互進行工作，可用上面 GUI 途徑在圖上拾?。ü?jié)點）生成單元。如果用命令輸入， 只有 8 節(jié)點可用 E 命令輸入。 對于需要超過 8 節(jié)點的單元

18、 類型，用 EMORE 命令定義另外的節(jié)點。例如，三維 20 節(jié)點塊單元 SOLID95 ， 除 E 命令外還需要兩個 EMORE 命令。（如果在圖上拾取節(jié)點生成單元 EMORE 命令是不需要的。）9.3.3 查看和刪除單元用下列方法操作單元：用下列方法對單元列表：命令： ELISTGUI: Utility MenuListElementsUtility MenuListPicked EntitiesElements用下列方法顯示單元命令： EPLOTGUI : Utility MenuPlotElements如果用 /PNUM 命令（菜單途徑 Utility MenuPlotCtrlsNum

19、bering）打開單元號顯示，在 EPLOT 命令顯示單元時將顯示單元號。多數(shù)情況下，程序 會自動分配單元號，使用下一個未用的號碼。 （第一個 E 命令定義單元號 1，第 二個命令定義單元號 2 ，依次類推）。用下列方法刪除單元：命令： EDELEGUI: Main MenuPreprocessorDeleteElements刪除單元會在單元號序列中產(chǎn)生空白。 盡管形成的空白編號是在單元編號序 列的末尾，自動編號程序將不使用這些空白號碼。（如果定義了 10 個單元，然 后將其全部刪去，下一個E命令會定義單元號11，編號1 TO將保持空白。） 可以通過編號控制命令（見 11 ）或通過 EN 命令

20、（菜單途徑 Main MenuPreprocessorCreateElements）控制單元編號，將使用戶能直接定義單元編號。9.3.4 從已有單元生成另外的單元一旦定義了基本的單元，就可以用下列方法生成另外的單元：從已有模式的單元生成單元，用下列方法：命令： EGENGUI: Main MenuPreprocessorCopyAuto Numbered從已有模式的單元通過對稱映像生成單元，用下列方法：命令： ESYMGUI: Main MenuPreprocessorReflectAuto Numbered從已有模式單元（手工控制編號）生成單元，用下列方法：命令： ENGENGUI: Mai

21、n MenuPreprocessorCopyUser Numbered用對稱映像（手工控制編號）生成單元，用下列方法：命令： ENSYMGUI: Main MenuPreprocessorReflectUser Numbered這些命令并不生成節(jié)點，必須事先生成必要的節(jié)點。而且，生成單元屬性（MAT、TYPE、REAL和ESYS）依賴于原來模式的單元屬性而不依賴于當前指 定的設置。9.3.5 用特殊方法生成單元有些特殊的單元可用下列特殊方法生成：在已生成單元外表面上生成表面單元用下列方法：命令： ESURFGUI: MainMenuPreprocessor-Modeling-CreateEle

22、ments-On ContctSurf-option在某些熱分析中，可用 ESURF， XNODE 命令生成帶有任選節(jié)點的 SRUF151 或 SURF152 單元。要在已有面單元的邊上生成重疊的表面單元并分配額外的節(jié)點作為最近的流體單元節(jié)點，用下列方法：命令： LFSURFGUI: Main MenuPreprocessorCreateElementsSurfaceEffectLine to Fluid在某些熱分析中，用 LFSURF 命令生成帶有任選節(jié)點的 SURF151 單元。要在已有實體單元的表面上生成重疊的表面單元并分配額外的節(jié)點作為最近的流體單元節(jié)點，用下列方法：命令： AFSUR

23、FGUI: Main MenuPreprocessorCreateElementsSurfaceEffectArea to Fluid在某些熱分析中，可用 AFSURF 命令生成帶有可選節(jié)點的 SURF152 單元當模型是由直接生成方法裝配的，可以直接在已有單元的表面疊加生成表面單元并分配另外的節(jié)點作為最近流體單元的節(jié)點。用下列方法實現(xiàn)：命令 : NDSURFGUI: MainMenuPreprocessor-Modeling-CreateElements-Surf/Contact-Surface Effect-Attach to Fluid-Node to Fluid在有些熱分析中用 NDS

24、URF 生成可選擇節(jié)點的 SURF151 或 SURF152 單 元。按下列方法用二維線單元（諸如間隙單元）連接重合的節(jié)點：命令： EINTFGUI: Main MenuPreprocessorCreateElementsAtCoincid Nd下列方法生成一般的接觸單元（參見ANSYS結構分析指南中的接觸）命令： GCGENGUI: Main MenuPreprocessorCreateElementsAtContactSrf9.3.6 讀寫包含單元數(shù)據(jù)的文本文件可以讀或寫一個包含單元數(shù)據(jù)的文本文件。這些命令用于和其它程序（或另一個 ANSYS 對話） 交換數(shù)據(jù)。在標準的 ANSYS 模型生

25、成中， 不需要這些命令用下列方法指定從一單元文件中讀入單元：命令： ERRANGGUI: Main MenuPreprocessorCreateElementsReadElem File用下列方法從一文件中讀單元：命令： EREADGUI: Main MenuPreprocessorCreateElementsReadElem File用下列方法將單元數(shù)據(jù)寫到一文件：命令： EWRITEGUI: Main MenuPreprocessorCreateElementsWriteElem File9.3.7 注意重疊單元如果生成了重疊單元（即有相同節(jié)點和相同空間位置的單元）。則 ANSYS 中諸如

26、圖形、 加面載荷、 選擇邏輯等操作可能不會象預期那樣， 最好避免使用重 疊單元，若不能避免的話，無論何時用到重疊單元必須格外小心。9.3.8 通過改變節(jié)點修改單元用不同節(jié)點重新定義單元，可用下列方法，注意將單元屬性指針置成正 確的值（執(zhí)行這些命令將當前的單元類型、實常數(shù)、材料特性及某些類 型單元的單元坐標系賦給修改后的單元）。用下列方法修改已定義的單元：命令： EMODIFGUI: Main MenuPreprocessorMove / ModifyModifyNodes用下列方法通過定義編號和連接的節(jié)點重新定義單元：命令： ENGUI: Main MenuPreprocessorCreate

27、ElementsThruNodes可用本章前面所述的 ENGEN 和 ENSYM 命令或 GUI 途徑，重寫或修改單 元組。9.3.9 通過修改單元屬性修改單元修改已生成單元屬性有下述幾種方法：在前處理PREP7或求解器SOLUTION中用下列方法修改指定單元的 材料號：命令： MPCHGGUI: Main MenuPreprocessorLoadsOtherChange MatPropsChange Mat NumMain MenuPreprocessorMaterial PropsChangeMat NumMain MenuSolutionOtherChange MatPropsChang

28、e Mat Num在前處理器中EMODIF和*REPEAT命令提供了一種修改單元屬性的通用方法。不能直接在 GUI中得到*REPEAT命令。EMODIF 和*REPEAT命令 的使用如下：E,1,2 ! Element 1REAL,3 ! REAL set pointer = 3E,2,3 ! Element 2 (REAL=3)EGEN,40,1,2 ! Generate 40elements from el. 2 (all with REAL=3)EMODIF,5,REAL,4 ! Redefine element 5 with REAL set 4*REPEAT,18,2 ! Redefine els. 7-39 in steps of 2 (with REAL=4)參見 ANSYS Commands Ref