ANSYS基礎教程實體建模

1、ANSY霎礎教程一實體建模關鍵字：ANSYS ANSY效程實體建模信息化調查找茬投稿收藏評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，主要內容包括：實體建模定義、如何自上而下建模、 以及如何讓自下而上建模。實體建模概述直接輸入幾何實體來建模很方便，但有些情況下需要在ANSY外來建立實體模型。例如：- 需要建立參數(shù)模型時，一在優(yōu)化設計及參數(shù)敏感性分析時建立的包含包含變量白模型.- 沒有ANSYS夠讀入的幾何實體模型時.- 計算機上沒有相關的繪圖軟件時（與ANSYSS序兼容的）.- 在對輸入的幾何實體需要修改或增加時，或者對幾何實體進行組合時 .A.定義 實

2、體建模可以定義為建立實體模型的過程. 首先回顧前面的一些定義： 一個實體模型有體、面、線及關鍵點組成。 體由面圍成，面由線組成，線由關鍵點組成. 實體的層次從底到高：關鍵點f線f面f體.如果高一級的實體存在，則低一級的與之依附的實體不能刪除 另外，一個只由面及面以下層次組成的實體，如殼或二維平面模型，在 ANSYm仍稱為實體. 建立實體模型可以通過兩個途徑 ：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；首先建立關鍵點，由這些點建立線 可以根據(jù)模型形狀選擇最佳建模途徑 . 下面詳細討論建模途徑。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 . 對原始體組合形成最終形狀的過程稱為布爾運算. 圖元是預先定義好的幾何體，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. 當建立二維圖元時，ANSYS等定義一個面，并包括其下層的線和關鍵點。 當建立三維圖元時，ANSYS將定義一個體，并包括其下層的面、線和關 鍵點。 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 工作平面一一個可動的二維參考平面，用來定位確定圖元。缺省狀態(tài)下,工作平面原點與整體坐標系原點重合，但可以把工作平面移動或旋轉到任意位置 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 ）控制下列內容：- WP display -只顯示三個坐標軸（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.- 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. 通過增量移動工作平面 用按扭實現(xiàn)（通過指針滑動實現(xiàn)）. 或輸入希望的增量值. 或使用動態(tài)方式（類似移動-縮放-轉動）. Offset WP to 保持其當前方向，簡單地平移工作平面到期望的位置 ： 已經(jīng)存在的一個或多個關鍵點.若拾取多個關鍵點，則工作平面移到這 些關鍵點的平均位置處. 已經(jīng)存在的一個或多個結點. 通過坐標值指定的一個或多個位置 總體坐標系原點. 激活坐標系的原點.-Align WP with 此命令用于定位工作平面例如，Align WP with Keypoint

6、s命令提示拾取三個關鍵點-一個為原點一個定義 X-軸，一個定義X-Y平面.- 把工作平面移動到其缺省位置（總體坐標系原點，X-Y平面內）時，點擊 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關鍵點，注意拾取時顯示的坐標值.- 打開格柵，改變間距，并激活捕捉.- 建立更多的關鍵點.注意指針如何捕捉格柵上的點.- 定義兩個矩形一一個通過定義角點，另一個通過定義尺寸- 現(xiàn)在把工作平面平移到幾個關鍵點的平均位置處，然后在平面內將其轉 30o.- 定義多于兩個矩形一通過定義角點或通過定義尺寸生成。注意矩形方向的變化.- 沿總體坐

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

8、有共同的邊界- 當你想定義兩個不同的實體時特別方便（如對不同材料組成的實體）,搭接- 類似于粘合運算，但輸入的實體有重疊.- 減-刪除“母體”中一塊或多塊與子體重合的部分。- 對于建立帶孔的實體或準確切除部分實體特別方便.,疊分- 把一個實體分割為兩個或多個，它們仍通過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，通過對實體的分割，可以把復雜的實體變?yōu)楹唵?的體.,相交- 只保留兩個或多個實體重疊的部分 .- 如果輸入了多于兩個的實體，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體的共同部分 .- 兩兩相交則保留每一對實體的共同部分，

9、這樣，有可能輸出多個實體,互分- 把兩個或多個實體分為多個實體，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并保留這些線時，此命令特別有用，如下圖 所示.（交運算可以找到交點但刪除了兩條線）,演示：-通過在矩形中減去一個圓實現(xiàn)鉆一個孔（或者在一個塊體中減去柱體實現(xiàn)）-畫兩個相交的實體，并存儲 db,然后作交運算.現(xiàn)在恢復db并對實體 進行相加.注意比較兩種運算的不同.（合運算類似交運算.） -模型： block, -2,2, 0,2, -2,2 sphere,2.5,2.7 vinv,all! intersectionC.由下而上建模 由下向上建模時首先建立關鍵點，從關鍵點

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

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

12、或球坐標系 可以繞X、Y、Z軸旋轉.工作平面坐標系 依附于工作平面上. 主要用來確定實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鍵點. 可以定義多個坐標系，但任何時候只能有一個坐標系被激活 有些幾何實體受定義時激活坐標系的影響 CSYS 關鍵點和節(jié)點位置 線的曲率一面的曲率 生成或填充的關鍵點和節(jié)點 等等. 圖形窗口標題顯示了活動坐標系 有許多方法定義線，如： 如果定義面或體,ANSYS將自動生成未定義的線，線的曲率由當前激活 坐標系確定. 在生成線時，關鍵點必須存在。 用由下向上的方法生成面時，需要的關鍵點或線必須已經(jīng)定義 如果定義體，ANSYS等自動生成未定義的面、線，線的

13、曲率由當前激活 坐標系確定. 用由下向上的方法生成體時，需要的關鍵點或線或面必須已經(jīng)定義,演示：- 清除數(shù)據(jù)庫- 生成 5 個關鍵點(1,2), (3,2), (4,0), (1,1.5), (2.5,0)- 轉到CSYS,1并在激活坐標系中關鍵點 4和5之間生成線(“in active C6 )。- 轉回CSYS,0并通過關鍵點生成面，注意其它需要的線將自動生成全部 線都是直線.- 定義兩個圓：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

14、實體進行布爾運算除了布爾運算，還有許多其它操作命令：-拖拉-縮放-移動-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鍵點生成線）.- 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：- 法向拖拉一通過對面的法向偏移形成體VOFFST.- XYZ偏移一通過對面的總體 XYZ方向偏移形成體VEXT.可以錐形拖拉- 沿坐標軸一繞坐標軸旋轉面形成體（也可通過兩個關鍵點旋轉）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)轉到另一種單位系統(tǒng)時特別方便.移動- 通過增量DX,DY,DZ控制實體的移動或旋轉.-

15、DX,DY,DZ定義在激活坐標系中- 平移實體時，令激活坐標系為直角坐標系- 轉動實體時，令激活坐標系為柱或球坐標系- 可以使用下列命令 VGEN, AGEN, LGEN, KGEN- 另一個選項是把坐標轉換到另一個坐標系中- 轉換發(fā)生在激活坐標系與指定的坐標系之間.- 此命令在對一個實體的移動和旋轉同時進行時很有用- 可使用下列命令 VTRAN, ATRAN, LTRAN, KTRAN拷貝 生成實體的多個拷貝 通過復制的份數(shù)（2及其以上）及增量 DX,DY,DZ控制.DX,DY,DZ定義 在激活坐標系中. 對于生成多個孔、翼等特別有用.反射 沿平面反射實體. 修改反射方向：X關于YZ平面反射 Y關于XZ平面反射 Z關于XY平面反射所有的方向均定義在激活坐標系，且必須是直角坐標系合并把兩個實體合并，并刪除重合的關鍵點.-合并關鍵點時，如果存在高一層次重合的實體，也將自動被合并 - 通常在反射、復制或其它操作后產生重合的實體時需要合并倒角- 線的倒角連接需要兩條相交的線，且在相交處有共同的關鍵點- 如果共同的關鍵點不存在，則首先作互分的運算.- 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)