ANSYS基礎(chǔ)教程實(shí)體建模

1、ANSY霎礎(chǔ)教程一實(shí)體建模關(guān)鍵字：ANSYS ANSY效程實(shí)體建模信息化調(diào)查找茬投稿收藏評(píng)論好文推薦打印社區(qū)分享ANSYS有一組很方便的幾何作圖工具。本文將討論這些作圖工具，主要內(nèi)容包括：實(shí)體建模定義、如何自上而下建模、 以及如何讓自下而上建模。實(shí)體建模概述直接輸入幾何實(shí)體來建模很方便，但有些情況下需要在ANSY外來建立實(shí)體模型。例如：- 需要建立參數(shù)模型時(shí)，一在優(yōu)化設(shè)計(jì)及參數(shù)敏感性分析時(shí)建立的包含包含變量白模型.- 沒有ANSYS夠讀入的幾何實(shí)體模型時(shí).- 計(jì)算機(jī)上沒有相關(guān)的繪圖軟件時(shí)（與ANSYSS序兼容的）.- 在對(duì)輸入的幾何實(shí)體需要修改或增加時(shí)，或者對(duì)幾何實(shí)體進(jìn)行組合時(shí) .A.定義 實(shí)

2、體建?？梢远x為建立實(shí)體模型的過程. 首先回顧前面的一些定義： 一個(gè)實(shí)體模型有體、面、線及關(guān)鍵點(diǎn)組成。 體由面圍成，面由線組成，線由關(guān)鍵點(diǎn)組成. 實(shí)體的層次從底到高：關(guān)鍵點(diǎn)f線f面f體.如果高一級(jí)的實(shí)體存在，則低一級(jí)的與之依附的實(shí)體不能刪除 另外，一個(gè)只由面及面以下層次組成的實(shí)體，如殼或二維平面模型，在 ANSYm仍稱為實(shí)體. 建立實(shí)體模型可以通過兩個(gè)途徑 ：一由上而下一由下而上 由上而下建模；首先建立體（或面），對(duì)這些體或面按一定規(guī)則組合得到最終需要的形狀. 由下而上建模；首先建立關(guān)鍵點(diǎn)，由這些點(diǎn)建立線 可以根據(jù)模型形狀選擇最佳建模途徑 . 下面詳細(xì)討論建模途徑。B.由上而下建模 由上而下建

3、模；首先建立體（或面），對(duì)這些體或面按一定規(guī)則組合得到最終需要的形狀. 開始建立的體或面稱為圖元. 工作平面用來定位并幫助生成圖元 . 對(duì)原始體組合形成最終形狀的過程稱為布爾運(yùn)算. 圖元是預(yù)先定義好的幾何體，如圓、多邊形和球體. 二維圖元包括矩形、圓、三角形和其它多邊形. 三維圖元包括塊體，圓柱體，棱體，球體，和圓錐體. 當(dāng)建立二維圖元時(shí)，ANSYS等定義一個(gè)面，并包括其下層的線和關(guān)鍵點(diǎn)。 當(dāng)建立三維圖元時(shí)，ANSYS將定義一個(gè)體，并包括其下層的面、線和關(guān) 鍵點(diǎn)。 圖元可以通過輸入尺寸或在圖形窗口拾取來建立。 例如建立實(shí)心圓： 前處理 -建模-生成-面-圓一生成塊體： Preprocessor

4、 -Modeling-Create -Volumes-Block 工作平面一一個(gè)可動(dòng)的二維參考平面，用來定位確定圖元。缺省狀態(tài)下,工作平面原點(diǎn)與整體坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，但可以把工作平面移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)到任意位置 利用顯示格柵，在工作平面上作圖就象在方格紙上作圖。 除了格柵的設(shè)置外，工作平面是無限的。 所有的工作平面命令菜單均在Utility Menu WorkPlane. 工作平面控制菜單（WP Settings ）控制下列內(nèi)容：- WP display -只顯示三個(gè)坐標(biāo)軸（缺?。?，只顯示格柵，或兩者均顯示。- Snap -便于在工作平面上拾取格柵上的點(diǎn).- Grid spacing -柵距.- Gri

5、d size -顯示的工作平面大?。ù笮o限制）.用Offset和Align菜單可以把工作平面移到期望的任意位置. 通過增量移動(dòng)工作平面 用按扭實(shí)現(xiàn)（通過指針滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)）. 或輸入希望的增量值. 或使用動(dòng)態(tài)方式（類似移動(dòng)-縮放-轉(zhuǎn)動(dòng)）. Offset WP to 保持其當(dāng)前方向，簡單地平移工作平面到期望的位置 ： 已經(jīng)存在的一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn).若拾取多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，則工作平面移到這 些關(guān)鍵點(diǎn)的平均位置處. 已經(jīng)存在的一個(gè)或多個(gè)結(jié)點(diǎn). 通過坐標(biāo)值指定的一個(gè)或多個(gè)位置 總體坐標(biāo)系原點(diǎn). 激活坐標(biāo)系的原點(diǎn).-Align WP with 此命令用于定位工作平面例如，Align WP with Keypoint

6、s命令提示拾取三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)-一個(gè)為原點(diǎn)一個(gè)定義 X-軸，一個(gè)定義X-Y平面.- 把工作平面移動(dòng)到其缺省位置（總體坐標(biāo)系原點(diǎn)，X-Y平面內(nèi)）時(shí)，點(diǎn)擊 Align WP with Global Cartesian,演示：- 清除數(shù)據(jù)庫- 顯示工作平面并通過拾取方式建立幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，注意拾取時(shí)顯示的坐標(biāo)值.- 打開格柵，改變間距，并激活捕捉.- 建立更多的關(guān)鍵點(diǎn).注意指針如何捕捉格柵上的點(diǎn).- 定義兩個(gè)矩形一一個(gè)通過定義角點(diǎn)，另一個(gè)通過定義尺寸- 現(xiàn)在把工作平面平移到幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的平均位置處，然后在平面內(nèi)將其轉(zhuǎn) 30o.- 定義多于兩個(gè)矩形一通過定義角點(diǎn)或通過定義尺寸生成。注意矩形方向的變化.- 沿總體坐

7、標(biāo)原點(diǎn)調(diào)整工作平面，然后用拾取或輸入尺寸的方法生成三維 圖元.- 布爾運(yùn)算是對(duì)幾何實(shí)體進(jìn)行合并的計(jì)算。ANSYS中布爾運(yùn)算包括加、減、 相交、疊分、粘接、搭接.- 布爾運(yùn)算時(shí)輸入的可以是任意幾何實(shí)體從簡單的圖元到通過CAD 俞入的復(fù)雜的幾何體。- 所有的布爾運(yùn)算可以在 GUI界面下獲得Preprocessor -Modeling-Operate- 在缺省狀態(tài)下，布爾運(yùn)算時(shí)輸入的幾何實(shí)體在運(yùn)算結(jié)束后將刪除.- 被刪除實(shí)體的編號(hào)數(shù)被“釋放”（即，這些編號(hào)可以可以指定給新的實(shí) 體，并從可以獲得的最小編號(hào)開始）。- 加- 把兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體合并為一個(gè).,粘接- 把兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體粘合到一起，在其接觸面上具

8、有共同的邊界- 當(dāng)你想定義兩個(gè)不同的實(shí)體時(shí)特別方便（如對(duì)不同材料組成的實(shí)體）,搭接- 類似于粘合運(yùn)算，但輸入的實(shí)體有重疊.- 減-刪除“母體”中一塊或多塊與子體重合的部分。- 對(duì)于建立帶孔的實(shí)體或準(zhǔn)確切除部分實(shí)體特別方便.,疊分- 把一個(gè)實(shí)體分割為兩個(gè)或多個(gè)，它們?nèi)酝ㄟ^共同的邊界連接在一起.- “切割工具”可以是工作平面、面線甚至于體 .- 在用塊體劃分網(wǎng)格時(shí)，通過對(duì)實(shí)體的分割，可以把復(fù)雜的實(shí)體變?yōu)楹唵?的體.,相交- 只保留兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體重疊的部分 .- 如果輸入了多于兩個(gè)的實(shí)體，則有兩種選擇：公共相交和兩兩相交- 公共相交只保留全部實(shí)體的共同部分 .- 兩兩相交則保留每一對(duì)實(shí)體的共同部分，

9、這樣，有可能輸出多個(gè)實(shí)體,互分- 把兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體分為多個(gè)實(shí)體，但相互之間仍通過共同的邊界連接在起。- 若想找到兩條相交線的交點(diǎn)并保留這些線時(shí)，此命令特別有用，如下圖 所示.（交運(yùn)算可以找到交點(diǎn)但刪除了兩條線）,演示：-通過在矩形中減去一個(gè)圓實(shí)現(xiàn)鉆一個(gè)孔（或者在一個(gè)塊體中減去柱體實(shí)現(xiàn)）-畫兩個(gè)相交的實(shí)體，并存儲(chǔ) db,然后作交運(yùn)算.現(xiàn)在恢復(fù)db并對(duì)實(shí)體 進(jìn)行相加.注意比較兩種運(yùn)算的不同.（合運(yùn)算類似交運(yùn)算.） -模型： block, -2,2, 0,2, -2,2 sphere,2.5,2.7 vinv,all! intersectionC.由下而上建模 由下向上建模時(shí)首先建立關(guān)鍵點(diǎn)，從關(guān)鍵點(diǎn)

10、開始建立其它實(shí)體。 如建立一個(gè)L-形時(shí)，可以先下面所示的角點(diǎn).然后通過連接點(diǎn)簡單地形 成面，或者先形成線，然后用線定義面.關(guān)鍵點(diǎn) 定義關(guān)鍵點(diǎn)：-Preprocessor -Modeling-Create Keypoints-或者用K命令組立的命令：K, KFILL, KNODE,等.生成關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)只需要關(guān)鍵點(diǎn)的編號(hào)及點(diǎn)的坐標(biāo)值數(shù)據(jù).-關(guān)鍵點(diǎn)編號(hào)的缺省值為下一個(gè)整數(shù)-坐標(biāo)位置可以通過在工作平面上拾取或輸入X,Y,Z坐標(biāo)值確定.坐標(biāo)值如何確定？它依賴于當(dāng)前激活坐標(biāo)系.激活坐標(biāo)系- 缺省時(shí)是總體直角坐標(biāo)系.- 用 CSYS令(或 UtilityMenu WorkPlane Change Active

11、CSto )可將其改變?yōu)? 總體直角坐標(biāo)系csys,0 - 總體柱坐標(biāo)系csys,1 - 總體球坐標(biāo)系csys,2 - 工作平面csys,4 - 或用戶定義的局部坐標(biāo)系csys, n 這些坐標(biāo)系將在下面介紹?？傮w坐標(biāo)系- 模型的總體參考系.- 可以是直角坐標(biāo)系(0)、柱坐標(biāo)系(1)或球坐標(biāo)系(2).-例如，總體直角坐標(biāo)系中的點(diǎn)(0,10,0)與總體柱坐標(biāo)系中的點(diǎn)(10,90,0)是同一個(gè)點(diǎn).局部坐標(biāo)系- 用戶在期望的位置定義的坐標(biāo)系，其ID編號(hào)大于或等于11.位置可以在：- 工作平面原點(diǎn)CSWP- 位于特定的坐標(biāo)位置LOCAL- 位于已經(jīng)存在的關(guān)鍵點(diǎn)CSKP或節(jié)點(diǎn)C 可以是直角坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系

12、或球坐標(biāo)系 可以繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn).工作平面坐標(biāo)系 依附于工作平面上. 主要用來確定實(shí)體圖元的位置及方向 . 也可以通過在工作平面上拾取來定義關(guān)鍵點(diǎn). 可以定義多個(gè)坐標(biāo)系，但任何時(shí)候只能有一個(gè)坐標(biāo)系被激活 有些幾何實(shí)體受定義時(shí)激活坐標(biāo)系的影響 CSYS 關(guān)鍵點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)位置 線的曲率一面的曲率 生成或填充的關(guān)鍵點(diǎn)和節(jié)點(diǎn) 等等. 圖形窗口標(biāo)題顯示了活動(dòng)坐標(biāo)系 有許多方法定義線，如： 如果定義面或體,ANSYS將自動(dòng)生成未定義的線，線的曲率由當(dāng)前激活 坐標(biāo)系確定. 在生成線時(shí)，關(guān)鍵點(diǎn)必須存在。 用由下向上的方法生成面時(shí)，需要的關(guān)鍵點(diǎn)或線必須已經(jīng)定義 如果定義體，ANSYS等自動(dòng)生成未定義的面、線，線的

13、曲率由當(dāng)前激活 坐標(biāo)系確定. 用由下向上的方法生成體時(shí)，需要的關(guān)鍵點(diǎn)或線或面必須已經(jīng)定義,演示：- 清除數(shù)據(jù)庫- 生成 5 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1,2), (3,2), (4,0), (1,1.5), (2.5,0)- 轉(zhuǎn)到CSYS,1并在激活坐標(biāo)系中關(guān)鍵點(diǎn) 4和5之間生成線(“in active C6 )。- 轉(zhuǎn)回CSYS,0并通過關(guān)鍵點(diǎn)生成面，注意其它需要的線將自動(dòng)生成全部 線都是直線.- 定義兩個(gè)圓：半徑0.3R,圓心位于(2.25,1.5)半徑0.35R,圓心位于(3.0,0.6)-從基本面中減去兩個(gè)圓.(這里采用由上而下和由下而上的建模方式.)一存為r.db在由上而下和由下而上的建模方式均可對(duì)

14、實(shí)體進(jìn)行布爾運(yùn)算除了布爾運(yùn)算，還有許多其它操作命令：-拖拉-縮放-移動(dòng)-拷貝-反射-合并-倒角拖拉- 利用已經(jīng)存在的面快速生成體 （或由線生成面或由關(guān)鍵點(diǎn)生成線）.- 如果面已經(jīng)劃分了網(wǎng)格，單元也可以隨著面一起拖拉- 有四種方法拖拉面：- 法向拖拉一通過對(duì)面的法向偏移形成體VOFFST.- XYZ偏移一通過對(duì)面的總體 XYZ方向偏移形成體VEXT.可以錐形拖拉- 沿坐標(biāo)軸一繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)面形成體（也可通過兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)旋轉(zhuǎn)）VROTAT- 沿直線一沿一條線或一組鄰近的線拖拉面形成體VDRAG縮放- 從一種單位系統(tǒng)轉(zhuǎn)到另一種單位系統(tǒng)時(shí)特別方便.移動(dòng)- 通過增量DX,DY,DZ控制實(shí)體的移動(dòng)或旋轉(zhuǎn).-

15、DX,DY,DZ定義在激活坐標(biāo)系中- 平移實(shí)體時(shí)，令激活坐標(biāo)系為直角坐標(biāo)系- 轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)體時(shí)，令激活坐標(biāo)系為柱或球坐標(biāo)系- 可以使用下列命令 VGEN, AGEN, LGEN, KGEN- 另一個(gè)選項(xiàng)是把坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)坐標(biāo)系中- 轉(zhuǎn)換發(fā)生在激活坐標(biāo)系與指定的坐標(biāo)系之間.- 此命令在對(duì)一個(gè)實(shí)體的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行時(shí)很有用- 可使用下列命令 VTRAN, ATRAN, LTRAN, KTRAN拷貝 生成實(shí)體的多個(gè)拷貝 通過復(fù)制的份數(shù)（2及其以上）及增量 DX,DY,DZ控制.DX,DY,DZ定義 在激活坐標(biāo)系中. 對(duì)于生成多個(gè)孔、翼等特別有用.反射 沿平面反射實(shí)體. 修改反射方向：X關(guān)于YZ平面反射 Y關(guān)于XZ平面反射 Z關(guān)于XY平面反射所有的方向均定義在激活坐標(biāo)系，且必須是直角坐標(biāo)系合并把兩個(gè)實(shí)體合并，并刪除重合的關(guān)鍵點(diǎn).-合并關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)，如果存在高一層次重合的實(shí)體，也將自動(dòng)被合并 - 通常在反射、復(fù)制或其它操作后產(chǎn)生重合的實(shí)體時(shí)需要合并倒角- 線的倒角連接需要兩條相交的線，且在相交處有共同的關(guān)鍵點(diǎn)- 如果共同的關(guān)鍵點(diǎn)不存在，則首先作互分的運(yùn)算.- ANSY卻改變依附的面（如果有），因此，需要用加或減的命令修改倒 角區(qū)