Patran第一堂課

1、MSC.Patran先進(jìn)先進(jìn)CAECAE前后處理器前后處理器公認(rèn)公認(rèn)CAECAE標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)第一章 MSC.Patran綜述 MSC.Patran及其特點(diǎn) MSC.Patran是MSC公司開(kāi)發(fā)的有限元前后處理系統(tǒng) 開(kāi)放工程分析框架結(jié)構(gòu) 對(duì)CAD軟件開(kāi)放 對(duì)FEM軟件的開(kāi)放 對(duì)材料信息系統(tǒng)的開(kāi)放 強(qiáng)大的布爾計(jì)算、實(shí)體建模、抽取中面、幾何編輯功能 強(qiáng)有力的網(wǎng)格生成功能 逼真的結(jié)果可視化功能 開(kāi)放的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 Patran提供編程語(yǔ)言PCL語(yǔ)言，是用戶進(jìn)行專 用軟件二次開(kāi)發(fā)的工具2. MSC.Patran分析一般流程 建幾何模型選分析程序建分析模型提交分析評(píng)價(jià)結(jié)果MSC.Patran分析流程圖建幾何模

2、型 直接在Patran中建立 讀入CAD軟件輸出模型 CAD軟件接口：CATIA,Pro/Engineer,CADDS5,Euclid,UG,AutoCAD,SolidWorks,SolidEdge 數(shù)據(jù)交換格式：IGES, STEP203, STEP209 相同CAD軟件建模核心：Parasolid, ACIS 讀入CAD軟件輸出模型進(jìn)行修改選分析程序 分析程序共性：幾何、網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格檢查 個(gè)性：材料本構(gòu)、單元類型、分析過(guò)程 MSC.Patran支持的分析程序 MSC.Nastran Abaqus MSC. Dytran ANSYS MSC. Marc Pamcrash MSC. Fati

3、gue Fluent MSC. Advanced_FEA StarCD MSC. Patran FEA MSC. Patran Thermal .建分析模型 網(wǎng)格劃分 創(chuàng)建材料 確定單元特性 施加約束及載荷遞交分析 設(shè)置分析類型 設(shè)置求解參數(shù) 分析參數(shù)（計(jì)算控制、結(jié)果輸出等） 工況 提交評(píng)價(jià)分析結(jié)果 讀入分析結(jié)果 分析結(jié)果后處理 通過(guò)Results,Insight,XY-Plot進(jìn)行后處理 Patran界面與分析流程關(guān)系3. MSC.Patran用戶界面風(fēng)格 Patran界面組成Patran界面由Main Form ，Viewport 和Application Widget 組成 Main F

4、orm Menu Bar 包括File, Group,Viewport,Viewing,Display,Preference,Tools,Insight Control和Utilities(缺省不出現(xiàn)） 只影響全局性環(huán)境或共用操作，如視角，色彩，個(gè)人偏愛(ài)等 與求解器及分析步驟無(wú)關(guān) Application 由Geometry,Finite Element,Load/BCs,Materials,Properties,Fields,Load Cases,Analysis, Results,Insight和 X-Y Plot按鈕組成 每個(gè)按鈕，對(duì)應(yīng)分析過(guò)程一部分 按下任一個(gè)，右邊出現(xiàn)相應(yīng)Applica

5、tion Widget Tool Bar （快捷訪問(wèn)圖符菜單） 用戶自定制的快捷圖符菜單 History Box （歷史窗口） 顯示操作PATRAN每一步過(guò)程。 Command Line （命令行） 命令行輸入。 System IconPatran在線幫助文檔資料 刷新屏幕 調(diào)整窗口在屏幕上可見(jiàn)性 顯示設(shè)置復(fù)位 Undo,取消上一次操作(僅一次） 終止操作 PATRAN運(yùn)行狀態(tài)綠色 表等待用戶輸入藍(lán)色表Patran正運(yùn)行,可用 終止紅色 表Patran正運(yùn)行,用 無(wú)效 Application Widget 典型的Application Widget風(fēng)格 按鈕功能Action: 動(dòng)作Object

6、: 對(duì)象Method(Type): 方式Apply(Cancel): 點(diǎn)Apply后，才從Form中讀數(shù) 據(jù)，否則輸入數(shù)據(jù)無(wú)效； 常用Motif工具 Select Databox 數(shù)據(jù)選擇框Toggle button 二相開(kāi)關(guān)Push button 按鈕Data Selection 數(shù)據(jù)選擇Slide bar 滾動(dòng)桿 Pull down or option menu 下拉菜單 4. 數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入鼠標(biāo)屏幕上拾取鼠標(biāo)屏幕上拾取作用：選一個(gè)對(duì)象方法：光標(biāo)移到對(duì)象上， 點(diǎn)左鍵作用：追加選擇方法：按住shift鍵，點(diǎn)動(dòng)鼠標(biāo)左鍵。 +拖動(dòng)作用：矩形框選擇方法：按鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)出現(xiàn)矩形框， 矩形框?qū)ο蟊?/p>

7、選中 +作用：多邊形選擇方法：按住ctrl鍵，左鍵點(diǎn)動(dòng)，出現(xiàn) 一多邊形框，再點(diǎn)起點(diǎn)，多邊 形內(nèi)對(duì)象被選中作用：取消一個(gè)對(duì)象 方法：光標(biāo)移到對(duì)象上，點(diǎn)右鍵作用：循環(huán)選擇方法：按住shift，點(diǎn)右鍵 鼠標(biāo)中鍵用法鼠標(biāo)中鍵用法 按句法直接輸入按句法直接輸入 幾何編號(hào) 幾何名稱 關(guān)鍵字 示 例 意 義 點(diǎn)Point Point 1:24:31到24號(hào)點(diǎn)，間隔為3；即1，4， 7，10，13，16，19，22。Solid 55號(hào)實(shí)體第三面第一邊1號(hào)頂點(diǎn)線CurveCurve 3 8 213號(hào)，第8號(hào)，第21號(hào)曲線Surface 3.23號(hào)面上的第2號(hào)邊面SurfaceSurface 1:

8、200:21到100號(hào)面，間隔2Solid 10.210號(hào)實(shí)體2號(hào)面體SolidSolid 10:50:31到100號(hào)實(shí)體，間隔3向量VectorVector 5 平面PlanePlane 2 坐標(biāo)系CoordCoord 1.31號(hào)坐標(biāo)系的z軸 有限元編號(hào)FEM名稱 關(guān)鍵字 示 例 意 義 節(jié)點(diǎn)NodeNode 1:24:31到24號(hào)節(jié)點(diǎn)，間隔為3；即1，4， 7，10，13，16，19，22。Node 1 7 111、7、11號(hào)節(jié)點(diǎn)單元ElmElm 3 8 213號(hào)，8號(hào)，21號(hào)單元 直接輸入點(diǎn)坐標(biāo)值方括號(hào)表坐標(biāo)點(diǎn)如：0，25，-3.2 或 0/25/-3.2 或 0 25 -3.2 都表點(diǎn)

9、（0，25，-3.2） XN28，ZP5，-64/200 表X坐標(biāo)與28號(hào)結(jié)點(diǎn)X坐標(biāo)相同，Y 坐標(biāo) 與5號(hào)點(diǎn)Z坐標(biāo)相同，Z 坐標(biāo)為-0.32. 直接輸入矢量 尖括號(hào)表示矢量 如： 坐標(biāo)軸 二個(gè)點(diǎn)用大括號(hào)括起表一坐標(biāo)軸 如： 1，6，29，12，6， Point 2 9 12 6 Point 2 X12 Y12 6 通判符 使用# ： 最大編號(hào) s , p：曲面 n：結(jié)點(diǎn) c , l：曲線 t： thru pt , g：幾何點(diǎn)el：?jiǎn)卧?如：s1:# 表1號(hào)到最高ID號(hào)的全部曲面；n52T200表52到200號(hào)結(jié)點(diǎn) 變量使用 指定變量類型 賦予常數(shù) 在Select databox中輸變量名 如：

10、real radius radius=5.0 radius ,0. 0.0 Select MenuSelect Menu 是選擇過(guò)濾器當(dāng)點(diǎn)某Select databox數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)后，相應(yīng)Select Menu會(huì)自動(dòng)彈出如選點(diǎn)，彈出Point Select Menu , 選線，彈出Curve Select Menu， 選面，彈出 Surface Select Menu 選體，彈出 Solid Select Menu等典型點(diǎn)選擇菜單任何點(diǎn) 幾何點(diǎn) 結(jié)點(diǎn)二線交點(diǎn)線上一點(diǎn)面上頂點(diǎn)點(diǎn)面交點(diǎn)面上任意拾取一點(diǎn)輸入點(diǎn)坐標(biāo)或在屏幕上任意點(diǎn) 5. PATRAN有關(guān)的文件有關(guān)的文件名 稱類 型介 紹Modelnam

11、e.db數(shù)據(jù)庫(kù) Madelme.db.bkup數(shù)據(jù)庫(kù)備份 Patran.ses.number對(duì)話文件記錄從本次進(jìn)入到退出Patran的所有對(duì)話過(guò)程Modelname.db.jou日志文件記錄從模型創(chuàng)建到目前的所有PCL命令。若數(shù)據(jù)庫(kù)不慎刪除，可根據(jù)日志文件恢復(fù)。Settings.pcl偏好設(shè)置文件ASCII文件。起動(dòng)Patran會(huì)自動(dòng)依據(jù)該文件設(shè)置Patran的環(huán)境變量。p3epilog.pcl ASCII文件，類似于DOS的autoexec.bat ，Patran起動(dòng)時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行該文件。6. 在線幫助在線幫助 7. 聯(lián)系地址聯(lián)系地址 MSC公司的WWW地址： http:/MSC公司中國(guó)的WW

12、W地址： http:/MSC公司北京辦事處 電話：(010) 68313002 68330108 傳真：(010) 68354962MSC公司成都辦事處 電 話: (028) 6199275 傳 真： 6199276 第二章第二章 幾何建模幾何建模(Geometry)1. Geometry概述概述 Patran幾何建模目的幾何建模目的 有限元網(wǎng)格劃分有限元網(wǎng)格劃分材料、單元特性定義材料、單元特性定義邊界條件、載荷施加邊界條件、載荷施加 一般的流程一般的流程從從CAD讀入，不作任何處理讀入，不作任何處理從從CAD讀入，在讀入，在Patran中幾何編輯中幾何編輯直接在直接在Patran中創(chuàng)建中創(chuàng)建

13、 !幾何建模不是Patran目的 幾何分類及描述幾何分類及描述任何幾何在任何幾何在Patran中都由中都由Point、Curve、Surface、Solid構(gòu)成構(gòu)成 點(diǎn) 0 維幾何，用維幾何，用X,Y,Z三坐標(biāo)描述，缺省三坐標(biāo)描述，缺省藍(lán)綠色（藍(lán)綠色（cyan） 曲線 Patran中分為：簡(jiǎn)單曲線（中分為：簡(jiǎn)單曲線（ASM Curve）和復(fù)雜曲線（）和復(fù)雜曲線（Chained Curve） 簡(jiǎn)單曲線簡(jiǎn)單曲線：由兩端點(diǎn)：由兩端點(diǎn)P1，P2及參數(shù)坐標(biāo)及參數(shù)坐標(biāo)(01)描述。缺省描述。缺省黃色黃色(Yellow) =0 起點(diǎn)參數(shù)，起點(diǎn)參數(shù)，=1 終點(diǎn)參數(shù)終點(diǎn)參數(shù) 復(fù)雜曲線復(fù)雜曲線: 多條簡(jiǎn)單曲線合并

14、而成，可封閉，可不封閉，顯示為多條簡(jiǎn)單曲線合并而成，可封閉，可不封閉，顯示為紫紅色紫紅色 曲面曲面 Patran中分為：簡(jiǎn)單或參數(shù)曲面中分為：簡(jiǎn)單或參數(shù)曲面(Parametric Surface 或或simple Surface) 復(fù)雜曲面復(fù)雜曲面(General Surface 或或Trimmed Surface) 簡(jiǎn)單曲面簡(jiǎn)單曲面: 3邊或邊或4邊的空間曲面邊的空間曲面 可用可用P1,P2,P3,P4四頂點(diǎn)坐標(biāo)及四頂點(diǎn)坐標(biāo)及1、2二參數(shù)坐標(biāo)描述二參數(shù)坐標(biāo)描述 可增加顯示線可增加顯示線(display line)顯示曲面內(nèi)部曲率變化顯示曲面內(nèi)部曲率變化 顯示為顯示為綠色綠色(Green) 簡(jiǎn)

15、單曲面可以用簡(jiǎn)單曲面可以用IsoMesh(mapped)或或Paver劃分器劃分網(wǎng)格劃分器劃分網(wǎng)格復(fù)雜曲面復(fù)雜曲面：任意形狀封閉外邊界和任意多任意形狀封閉內(nèi)邊界：任意形狀封閉外邊界和任意多任意形狀封閉內(nèi)邊界 一般內(nèi)外封閉曲線都是復(fù)雜曲線一般內(nèi)外封閉曲線都是復(fù)雜曲線 任何曲面都可用復(fù)雜曲面表示任何曲面都可用復(fù)雜曲面表示 超過(guò)超過(guò)4條邊的曲面一定為復(fù)雜曲面條邊的曲面一定為復(fù)雜曲面 顯示為顯示為洋紅色洋紅色(Magenda) 復(fù)雜曲面只能用復(fù)雜曲面只能用Paver劃分器劃分網(wǎng)格劃分器劃分網(wǎng)格 實(shí)體 Patran中分為：簡(jiǎn)單實(shí)體（中分為：簡(jiǎn)單實(shí)體（Parametric Solid) B-rep實(shí)體實(shí)體

16、(Boundary representation Solid）簡(jiǎn)單實(shí)體簡(jiǎn)單實(shí)體：只能是四面體：只能是四面體,五面體或六面體五面體或六面體 可用可用P1P8八個(gè)頂點(diǎn)八個(gè)頂點(diǎn) 可用可用1,2,3三參數(shù)表示三參數(shù)表示 顯示為顯示為藍(lán)色（藍(lán)色（Blue） 簡(jiǎn)單實(shí)體可用簡(jiǎn)單實(shí)體可用IsoMesh (mapped) 網(wǎng)格劃分器將網(wǎng)格劃分器將實(shí)體劃分為實(shí)體劃分為六面體、五面體六面體、五面體單元；單元；也可以也可以Tet網(wǎng)格劃分器將實(shí)體劃分為網(wǎng)格劃分器將實(shí)體劃分為四面體四面體單元單元B-rep 實(shí)體實(shí)體：由邊界面描述的實(shí)體，可表任何實(shí)體：由邊界面描述的實(shí)體，可表任何實(shí)體 CAD軟件讀入的模型，都屬軟件讀入的模

17、型，都屬B-rep實(shí)體實(shí)體 顯示為白色（顯示為白色（White） B-rep實(shí)體只能實(shí)體只能以以Tet網(wǎng)格劃分器將實(shí)體劃分為網(wǎng)格劃分器將實(shí)體劃分為四面體四面體單元單元 平面、向量平面、向量 平面平面：由面內(nèi)的點(diǎn)和法向定義：由面內(nèi)的點(diǎn)和法向定義向量向量：由大小、方向、原點(diǎn)定義：由大小、方向、原點(diǎn)定義用途：建立幾何幾何拓?fù)涿枋鰩缀瓮負(fù)涿枋鲶w體(Body)由面由面(Face)構(gòu)成構(gòu)成Face由邊由邊(Edge)構(gòu)成構(gòu)成邊由頂點(diǎn)邊由頂點(diǎn)(Vertex)構(gòu)成構(gòu)成 上級(jí)拓?fù)浯嬖冢渥油負(fù)湟汛嬖谏霞?jí)拓?fù)浯嬖?，其子拓?fù)湟汛嬖?. 讀入幾何模型讀入幾何模型 (1)File= Import(2)選選source(

18、3)指定指定Import File(4)指定指定輸入選項(xiàng)輸入選項(xiàng)(4)點(diǎn)點(diǎn)Apply步驟：步驟：（6）CAD幾何統(tǒng)計(jì)確定幾何統(tǒng)計(jì)確定 直接從直接從CAD讀幾何模型時(shí)產(chǎn)生的中性文本文件讀幾何模型時(shí)產(chǎn)生的中性文本文件 MSC/ARIES幾何模型通過(guò)該格式訪問(wèn)幾何模型通過(guò)該格式訪問(wèn) IGES標(biāo)準(zhǔn)可讀入，也可輸出幾何標(biāo)準(zhǔn)可讀入，也可輸出幾何bdf 文件文件, Nastran標(biāo)準(zhǔn)輸入文件，也標(biāo)準(zhǔn)輸入文件，也可在可在Menu Bar中中Analysis輸入輸入可合并可合并Patran數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù),自動(dòng)處理重復(fù)名稱、編號(hào)自動(dòng)處理重復(fù)名稱、編號(hào)可進(jìn)行可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置參數(shù)設(shè)置SolidWork幾何可讀入幾何可讀入

19、 Patran讀入文件類型在在Patran讀模型時(shí)讀模型時(shí),隱去隱去(Suppress)分析中不必要的分析中不必要的CAD細(xì)節(jié)細(xì)節(jié)3. 創(chuàng)建、編輯幾何創(chuàng)建、編輯幾何 Create(創(chuàng)建創(chuàng)建)Delete(刪除刪除)Edit(編輯編輯)Show(顯示顯示)Transform(變換變換)Verify(檢驗(yàn)檢驗(yàn))Associate(相關(guān)相關(guān))Disassociate(刪相關(guān)刪相關(guān))Renumber(重編號(hào)重編號(hào))Point(點(diǎn)點(diǎn))Curve(線線)Surface(曲面曲面)Solid(體體)Coord(坐標(biāo)系坐標(biāo)系)Plane(平面平面)Vector(矢量矢量) 點(diǎn)點(diǎn)(Point)建立點(diǎn)建立點(diǎn)(Cr

20、eate/ Point)方法方法說(shuō)說(shuō) 明明XYZ根據(jù)根據(jù)X，Y，Z創(chuàng)建點(diǎn)，可在創(chuàng)建點(diǎn)，可在Databox中用鼠標(biāo)拾起，或在屏幕上捕捉中用鼠標(biāo)拾起，或在屏幕上捕捉Interpolate按均勻或等比方式在二點(diǎn)間產(chǎn)生按均勻或等比方式在二點(diǎn)間產(chǎn)生N個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)Arc Center在曲率中心創(chuàng)建點(diǎn)在曲率中心創(chuàng)建點(diǎn)Extract在曲線或邊指定位置創(chuàng)建點(diǎn)。如：在曲線或邊指定位置創(chuàng)建點(diǎn)。如：=0.5點(diǎn)為中點(diǎn)，點(diǎn)為中點(diǎn)，=0.333為三等分點(diǎn)為三等分點(diǎn)Intersect在二線或邊交點(diǎn)處，創(chuàng)建點(diǎn)在二線或邊交點(diǎn)處，創(chuàng)建點(diǎn)Offset給定偏置位移，創(chuàng)建點(diǎn)給定偏置位移，創(chuàng)建點(diǎn)Pierce創(chuàng)建線與面交點(diǎn)創(chuàng)建線與面交點(diǎn)Proj

21、ect點(diǎn)投影到線、面、體上創(chuàng)建點(diǎn)點(diǎn)投影到線、面、體上創(chuàng)建點(diǎn)顯示點(diǎn)顯示點(diǎn)(Show/ Point)方方 法法說(shuō)說(shuō) 明明Location顯示點(diǎn)在坐標(biāo)系中坐標(biāo)值Distance顯示二點(diǎn)間距離Node顯示與該點(diǎn)相關(guān)結(jié)點(diǎn) Transform / Point(變換點(diǎn)變換點(diǎn))方方 法法輸入?yún)?shù)輸入?yún)?shù)說(shuō)說(shuō) 明明Translate一個(gè)矢量一個(gè)矢量根據(jù)給定矢量平移或拷貝點(diǎn)根據(jù)給定矢量平移或拷貝點(diǎn)Rotate轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)角給定轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)動(dòng)或拷貝點(diǎn)給定轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)動(dòng)或拷貝點(diǎn)Scale坐標(biāo)系及縮放因子坐標(biāo)系及縮放因子在指定坐標(biāo)系，放大或收縮點(diǎn)位置在指定坐標(biāo)系，放大或收縮點(diǎn)位置Mirror鏡面鏡面根據(jù)指定鏡

22、面，產(chǎn)生點(diǎn)鏡面映射根據(jù)指定鏡面，產(chǎn)生點(diǎn)鏡面映射Mcoord二個(gè)坐標(biāo)系二個(gè)坐標(biāo)系坐標(biāo)值不變，參考坐標(biāo)系由坐標(biāo)值不變，參考坐標(biāo)系由1變?yōu)樽優(yōu)?。在將模。在將模型裝配對(duì)準(zhǔn)時(shí)有用型裝配對(duì)準(zhǔn)時(shí)有用Pivot三個(gè)點(diǎn)：其中一個(gè)為原點(diǎn)，其它二點(diǎn)用來(lái)確三個(gè)點(diǎn)：其中一個(gè)為原點(diǎn)，其它二點(diǎn)用來(lái)確定轉(zhuǎn)角及方向定轉(zhuǎn)角及方向根據(jù)三個(gè)點(diǎn)所定義的轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)根據(jù)三個(gè)點(diǎn)所定義的轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)Position三個(gè)原始點(diǎn)三個(gè)原始點(diǎn),三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)三個(gè)目標(biāo)點(diǎn) Vsum二個(gè)原點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的二組二個(gè)原點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的二組XYZ方向上的縮放因方向上的縮放因子子新坐標(biāo)點(diǎn)是對(duì)原點(diǎn)在新坐標(biāo)點(diǎn)是對(duì)原點(diǎn)在XYZ方向縮放后的坐標(biāo)方向縮放后的坐標(biāo)Ms

23、cale參考坐標(biāo)系，參考坐標(biāo)系，XYZ縮放因子縮放因子移動(dòng)矢量，旋轉(zhuǎn)變換矩陣移動(dòng)矢量，旋轉(zhuǎn)變換矩陣新點(diǎn)是移動(dòng)，縮放，旋轉(zhuǎn)變換共同作用結(jié)果新點(diǎn)是移動(dòng)，縮放，旋轉(zhuǎn)變換共同作用結(jié)果注：變換操作對(duì)所有幾何一樣注：變換操作對(duì)所有幾何一樣硬點(diǎn)、硬線（硬點(diǎn)、硬線（Associate/Disassociate)硬點(diǎn)硬點(diǎn): 指網(wǎng)格劃分中必須為有限元結(jié)點(diǎn)的幾何點(diǎn)指網(wǎng)格劃分中必須為有限元結(jié)點(diǎn)的幾何點(diǎn) 硬線硬線: 指網(wǎng)格劃分時(shí)必須處在有限單元邊界上的幾何線指網(wǎng)格劃分時(shí)必須處在有限單元邊界上的幾何線 作用作用：(1) 處理不同模型間連接處理不同模型間連接 (2) 施加邊界條件施加邊界條件 (3) 定義物理特性定義物理特

24、性 操作操作: Associate 將將Point定義為定義為Surface或或 Curve的硬點(diǎn)的硬點(diǎn) 將將Curve定義為定義為Surface的硬線的硬線 Disassociate 將定義的硬點(diǎn)、硬線還原成一般的點(diǎn)或線將定義的硬點(diǎn)、硬線還原成一般的點(diǎn)或線 示例示例注：網(wǎng)格劃分中注：網(wǎng)格劃分中,僅僅Paver劃分器能識(shí)別硬點(diǎn)、硬線劃分器能識(shí)別硬點(diǎn)、硬線 線線(Curve)任何線任何線曲線曲線面或體的邊面或體的邊二點(diǎn)定義曲線二點(diǎn)定義曲線曲線上一段曲線上一段二面交線二面交線線的線的Select Menu 方方 法法說(shuō)說(shuō) 明明類類 型型Point由二、三或四點(diǎn)產(chǎn)生直線、二次曲線或三次曲線 簡(jiǎn)單曲線

25、Arc 3 Point產(chǎn)生過(guò)三點(diǎn)的圓弧 簡(jiǎn)單曲線Chain由一組首尾相連曲線產(chǎn)生復(fù)合線(Chained Curve)；可封閉或不封閉；Auto Chain功能，自動(dòng)查找并顯示可行的下一曲線 復(fù)雜曲線Conic由二端點(diǎn)及焦點(diǎn)，產(chǎn)生拋物線，雙曲線或橢圓線 簡(jiǎn)單曲線Extract提取面的邊，或在曲面或面某參數(shù)位置產(chǎn)生曲線 簡(jiǎn)單曲線Fillet二線間產(chǎn)生倒角圓弧 簡(jiǎn)單曲線Intersect兩曲面交線 簡(jiǎn)單曲線Fit用參數(shù)化最小二乘法，產(chǎn)生擬合曲線 簡(jiǎn)單曲線Manifold過(guò)面上二點(diǎn)或多點(diǎn)產(chǎn)生面內(nèi)曲線 簡(jiǎn)單曲線Normal產(chǎn)生一條曲線與點(diǎn)間的距離最短的直線 簡(jiǎn)單曲線Project按給定投影方向，將線向面

26、上投影 簡(jiǎn)單曲線Pwl由一組點(diǎn)產(chǎn)生分段折線 簡(jiǎn)單曲線Spline由一組點(diǎn)產(chǎn)生樣條曲線（Loft Spline 或B-Spline）二端切線方向可指定 簡(jiǎn)單曲線Tangent Curve二曲線公切線 簡(jiǎn)單曲線Tangent Point從點(diǎn)向曲線作切線 簡(jiǎn)單曲線XYZ輸入起點(diǎn)，對(duì)應(yīng)矢量，產(chǎn)生線 簡(jiǎn)單曲線Involute產(chǎn)生漸開(kāi)線，形成齒廓曲線有用Revolve由點(diǎn)，回轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)角創(chuàng)建園弧平面曲線產(chǎn)生：都須輸入“Construction Plane List”，即曲線所在平面2d Normal在平面內(nèi)作一條垂線2d Circle在平面內(nèi)畫一個(gè)園2d Arc Angles在平面內(nèi)，根據(jù)園心，半徑，起始角

27、，終止角創(chuàng)建一條園弧2d Arc 2angles在平面內(nèi)，根據(jù)指定的半徑或園心，在二點(diǎn)間作一園弧2d Arc 3point在三點(diǎn)間創(chuàng)建一圓弧線產(chǎn)生方法線產(chǎn)生方法方方 式式說(shuō)說(shuō) 明明Break打斷曲線或邊，可通過(guò)參數(shù)或點(diǎn)來(lái)定斷開(kāi)位置打斷曲線或邊，可通過(guò)參數(shù)或點(diǎn)來(lái)定斷開(kāi)位置Blend把二條或多條曲線把二條或多條曲線(或邊或邊)合并成一條曲線；新曲線一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)合并成一條曲線；新曲線一階導(dǎo)數(shù)連續(xù),不會(huì)與原曲線一致不會(huì)與原曲線一致Disassemble把把(Chained曲線分解成一組簡(jiǎn)單曲線曲線分解成一組簡(jiǎn)單曲線Extend延長(zhǎng)曲線延長(zhǎng)曲線Merge把多條曲線把多條曲線(邊邊)合成一條合成一條;新曲

28、線在指定公差內(nèi)與原曲線一致新曲線在指定公差內(nèi)與原曲線一致Refit將曲線轉(zhuǎn)換成相互連續(xù)的分段三次曲線將曲線轉(zhuǎn)換成相互連續(xù)的分段三次曲線Reverse改變曲線參數(shù)方向改變曲線參數(shù)方向Trim修剪曲線到指定位置修剪曲線到指定位置Edit /Curve示例方方 式式說(shuō)說(shuō) 明明Attribute顯示曲線幾何類型，長(zhǎng)度和起始點(diǎn)等顯示曲線幾何類型，長(zhǎng)度和起始點(diǎn)等Arc顯示有關(guān)圓弧信息顯示有關(guān)圓弧信息Angles顯示二線間夾角顯示二線間夾角Length Range顯示長(zhǎng)度在指定范圍的部分特性，并求長(zhǎng)度和顯示長(zhǎng)度在指定范圍的部分特性，并求長(zhǎng)度和Node顯示曲線顯示曲線(或邊或邊)上所有硬點(diǎn)上所有硬點(diǎn)Show

29、/Curve示例 面面(Surface)面的面的Select Menu 任何面曲面 體表面二條線定面方方 法法說(shuō)說(shuō) 明明Curve過(guò)過(guò)2，3或或4個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生一次，二次或三次曲面?zhèn)€點(diǎn)產(chǎn)生一次，二次或三次曲面Composite將多個(gè)曲面合并成一大復(fù)雜曲面將多個(gè)曲面合并成一大復(fù)雜曲面Decompose將復(fù)雜曲面重構(gòu)成由三角形，四邊形曲面組成的簡(jiǎn)單曲面將復(fù)雜曲面重構(gòu)成由三角形，四邊形曲面組成的簡(jiǎn)單曲面Edge由由3條或條或4條封閉曲線，生成三角形或四邊形曲面條封閉曲線，生成三角形或四邊形曲面Extract提取實(shí)體表面，或按一定參數(shù)提取實(shí)體內(nèi)某一面提取實(shí)體表面，或按一定參數(shù)提取實(shí)體內(nèi)某一面Fillet二個(gè)

30、面間產(chǎn)生倒角面二個(gè)面間產(chǎn)生倒角面Match當(dāng)二面交接處有裂紋時(shí)，用當(dāng)二面交接處有裂紋時(shí)，用match消除間隙，以保證連接協(xié)調(diào)消除間隙，以保證連接協(xié)調(diào)Ruled二曲線間產(chǎn)生有理面二曲線間產(chǎn)生有理面Trimmed指定母面上一外邊界，或一外邊界和多條內(nèi)邊界，創(chuàng)建指定母面上一外邊界，或一外邊界和多條內(nèi)邊界，創(chuàng)建trimmed 面面Vertex過(guò)過(guò)3或或4個(gè)頂點(diǎn)創(chuàng)建面?zhèn)€頂點(diǎn)創(chuàng)建面(或在母面上創(chuàng)建面或在母面上創(chuàng)建面)XYZ指定原點(diǎn)及一矢量，創(chuàng)建矩形面指定原點(diǎn)及一矢量，創(chuàng)建矩形面Extrude曲線曲線(或邊或邊)沿指定方向拉伸出一面，拉伸時(shí)可進(jìn)行縮放和轉(zhuǎn)動(dòng)沿指定方向拉伸出一面，拉伸時(shí)可進(jìn)行縮放和轉(zhuǎn)動(dòng)Glid

31、e基線基線(base curve)沿路徑沿路徑(direction curve)滑動(dòng)，形成曲面滑動(dòng)，形成曲面Normal曲線曲線(或邊或邊)沿法向偏置產(chǎn)生曲面沿法向偏置產(chǎn)生曲面Revolve曲線繞軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生曲面曲線繞軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生曲面面產(chǎn)生法面產(chǎn)生法示例示例Edit / Surface方方 法法說(shuō)說(shuō) 明明Break曲面按某方式（如曲線，參數(shù)位置等）分割成多個(gè)小曲面曲面按某方式（如曲線，參數(shù)位置等）分割成多個(gè)小曲面Blend合并多個(gè)曲面為一個(gè)，且邊界一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)合并多個(gè)曲面為一個(gè)，且邊界一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)Disassemble把把Trimmed Surface打散，分解成簡(jiǎn)單曲面打散，分解成簡(jiǎn)單曲面Edg

32、e Match消除相鄰曲面間縫隙，使協(xié)調(diào)一致消除相鄰曲面間縫隙，使協(xié)調(diào)一致Refit將復(fù)雜曲面，用簡(jiǎn)單三次曲面（將復(fù)雜曲面，用簡(jiǎn)單三次曲面（Parametric Cubes）替換，新曲面在指定公差）替換，新曲面在指定公差內(nèi)與原始面一致內(nèi)與原始面一致Reverse將曲面及其相應(yīng)單元反向?qū)⑶婕捌湎鄳?yīng)單元反向Sew自動(dòng)縫補(bǔ)曲面，即自動(dòng)執(zhí)行自動(dòng)縫補(bǔ)曲面，即自動(dòng)執(zhí)行Edit/Point/Equivalence和和Edit/Surface/Edge Match 示例 體體(Solid)方方 式式說(shuō)說(shuō) 明明Surface根據(jù)根據(jù)2個(gè)，個(gè)，3個(gè)或個(gè)或4個(gè)簡(jiǎn)單面建個(gè)簡(jiǎn)單面建1次，次，2次或次或3次簡(jiǎn)單實(shí)體次簡(jiǎn)

33、單實(shí)體B-Rep 根據(jù)一組協(xié)調(diào)封閉曲面生成根據(jù)一組協(xié)調(diào)封閉曲面生成B-Rep實(shí)體實(shí)體Decompose指定實(shí)體內(nèi)一些頂點(diǎn)位置，分解實(shí)體指定實(shí)體內(nèi)一些頂點(diǎn)位置，分解實(shí)體Face指定指定56個(gè)封閉邊界面創(chuàng)建簡(jiǎn)單實(shí)體個(gè)封閉邊界面創(chuàng)建簡(jiǎn)單實(shí)體Vertex指定頂點(diǎn)建實(shí)體指定頂點(diǎn)建實(shí)體Xyz根據(jù)一矢量原點(diǎn)及一個(gè)矢量，建長(zhǎng)方體根據(jù)一矢量原點(diǎn)及一個(gè)矢量，建長(zhǎng)方體Extrude將曲面沿矢量方向拉伸成實(shí)體將曲面沿矢量方向拉伸成實(shí)體注注:：Trimmed Surface不能拉伸成不能拉伸成-Rep實(shí)體實(shí)體Glide由基準(zhǔn)曲面（由基準(zhǔn)曲面（Base Surface）沿）沿1或或2條路徑（條路徑（Director Cu

34、rve）滑動(dòng)，）滑動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)實(shí)體。注：產(chǎn)生一個(gè)實(shí)體。注：Trimmed Surface不能作為基準(zhǔn)曲面。不能作為基準(zhǔn)曲面。Normal將曲面沿法向偏置一段距離，形成實(shí)體將曲面沿法向偏置一段距離，形成實(shí)體Revolve將曲面繞坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)一角度，產(chǎn)生實(shí)體將曲面繞坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)一角度，產(chǎn)生實(shí)體示例示例方方 式式說(shuō)說(shuō) 明明Break將簡(jiǎn)單實(shí)體按某方式分割成多個(gè)簡(jiǎn)單體將簡(jiǎn)單實(shí)體按某方式分割成多個(gè)簡(jiǎn)單體Blend將多個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)體合并成一個(gè)，且新實(shí)體在邊界一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)將多個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)體合并成一個(gè)，且新實(shí)體在邊界一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)Disassemble將將B-rep實(shí)體分解成一組簡(jiǎn)單實(shí)體實(shí)體分解成一組簡(jiǎn)單實(shí)體Refit將復(fù)雜體

35、轉(zhuǎn)化成由相互連續(xù)的三次曲面描述的幾何體將復(fù)雜體轉(zhuǎn)化成由相互連續(xù)的三次曲面描述的幾何體Reverse改變幾何體三參數(shù)方向改變幾何體三參數(shù)方向坐標(biāo)系坐標(biāo)系(Coord)坐標(biāo)系類型坐標(biāo)系類型 三坐標(biāo)分量均用三坐標(biāo)分量均用1，2，3表示表示 方方 式式說(shuō)說(shuō) 明明3Point過(guò)三個(gè)點(diǎn)，即：原點(diǎn)（過(guò)三個(gè)點(diǎn)，即：原點(diǎn)（origin），），3軸方向上某點(diǎn)和軸方向上某點(diǎn)和1-3平面內(nèi)一點(diǎn)，建坐標(biāo)系平面內(nèi)一點(diǎn)，建坐標(biāo)系A(chǔ)xis過(guò)三個(gè)點(diǎn)，即：原點(diǎn)（過(guò)三個(gè)點(diǎn)，即：原點(diǎn)（origin），），1軸方某點(diǎn)和軸方某點(diǎn)和2軸點(diǎn)，建坐標(biāo)系軸點(diǎn)，建坐標(biāo)系Euler過(guò)原點(diǎn)，繞某參考坐標(biāo)系三個(gè)轉(zhuǎn)角，建坐標(biāo)系過(guò)原點(diǎn)，繞某參考坐標(biāo)系三個(gè)轉(zhuǎn)

36、角，建坐標(biāo)系Normal曲面及曲面上點(diǎn)，定義坐標(biāo)系曲面及曲面上點(diǎn)，定義坐標(biāo)系,軸軸3與曲面法向一致，軸與曲面法向一致，軸1與曲面與曲面方向一致方向一致坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系建立 示例平面(Plane)過(guò)三點(diǎn)確定平面坐標(biāo)系1-2,2-3,1-3面缺省坐標(biāo)系1-2面過(guò)矢量原點(diǎn)，垂直于該矢量的平面方方 式式說(shuō)說(shuō) 明明Vector Normal過(guò)一矢量定義平面過(guò)一矢量定義平面(過(guò)原點(diǎn)，垂直該矢量過(guò)原點(diǎn)，垂直該矢量)Curve Normal過(guò)曲線及曲線上一點(diǎn)定義平面過(guò)曲線及曲線上一點(diǎn)定義平面(過(guò)該點(diǎn)，垂直于曲線切向過(guò)該點(diǎn)，垂直于曲線切向)Interpolate輸入一曲線及插值標(biāo)準(zhǔn)輸入一曲線及插值標(biāo)準(zhǔn)(均勻均勻

37、,等比等等比等)，一次性沿曲線產(chǎn)生多個(gè)平面，一次性沿曲線產(chǎn)生多個(gè)平面Least Square入一組點(diǎn)，線或面，產(chǎn)生其最小二乘平面入一組點(diǎn)，線或面，產(chǎn)生其最小二乘平面Offset建一平面的偏置平面建一平面的偏置平面平面平面select Menu 平面建立平面建立示例矢量(Vector)矢量矢量select Menu 過(guò)點(diǎn)及全局坐標(biāo)系原點(diǎn)定義矢量過(guò)二點(diǎn)定義矢量取某坐標(biāo)系1，2或3軸為矢量缺省坐標(biāo)系3軸垂直某平面曲線上點(diǎn)的切向垂直于曲面方方 法法說(shuō)說(shuō) 明明Magnitude根據(jù)原點(diǎn)根據(jù)原點(diǎn)(origin),方向方向(direction)和長(zhǎng)度（和長(zhǎng)度（magnitude）建矢量）建矢量Interse

38、ct輸入二平面（輸入二平面（plane1 和和plane2）,取交線建矢量取交線建矢量Normal建矢量，使垂直某平面、曲面或單元面建矢量，使垂直某平面、曲面或單元面Product輸入二矢量，求叉積建矢量輸入二矢量，求叉積建矢量2 Point根據(jù)二點(diǎn)建矢量根據(jù)二點(diǎn)建矢量矢量建立矢量建立示例4.簡(jiǎn)單幾何與復(fù)雜幾何簡(jiǎn)單幾何與復(fù)雜幾何二種幾何間相互轉(zhuǎn)換，是完成高質(zhì)量網(wǎng)格劃分關(guān)鍵 兩種幾何間變化命令兩種幾何間變化命令 簡(jiǎn)單曲面復(fù)雜曲面，復(fù)雜曲面新復(fù)雜曲面 Create / Surface / Trimmed Create / Surface / Composit 復(fù)雜曲面簡(jiǎn)單曲面 Edit / Sur

39、face / Disassemble Create / Surface / Decompose 復(fù)雜曲面邊界產(chǎn)生簡(jiǎn)單曲面 簡(jiǎn)單實(shí)體B-rep Solid Create / Solid / B-rep B-rep Solid簡(jiǎn)單體 Edit / Solid / disassemble Edit / Solid / Break ( By plane) Create / Solid / Decompose 直接取B-rep體的邊界來(lái)創(chuàng)建簡(jiǎn)單體 第三章第三章 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分(FEM)1. FEM概述概述 獨(dú)立于有限元求解器(如Nastran，Abagus，Ansys)Patran把單元拓普與單元物理

40、特性分開(kāi)Patran的FEM，只涉及其拓普，不管物理特性物理特性在Patran的Properties中定義特點(diǎn)：特點(diǎn)：主要拓普形式主要拓普形式:每種拓普，又有4結(jié)點(diǎn)，8結(jié)點(diǎn)，20結(jié)點(diǎn)等 相關(guān)相關(guān): 即幾何與對(duì)應(yīng)有限元一致即幾何與對(duì)應(yīng)有限元一致 施加到幾何上的載荷自動(dòng)分配到有限元模型施加到幾何上的載荷自動(dòng)分配到有限元模型 給幾何指定物理特性也即給對(duì)應(yīng)單元指定了物理特性給幾何指定物理特性也即給對(duì)應(yīng)單元指定了物理特性 根據(jù)幾何可找到單元，對(duì)單元可找出所在幾何根據(jù)幾何可找到單元，對(duì)單元可找出所在幾何 單元與幾何相關(guān)性單元與幾何相關(guān)性 Patran網(wǎng)格功能分類網(wǎng)格功能分類 （1）直接對(duì)幾何體分網(wǎng) 在在C

41、reate / mesh下，包括下，包括Iso-mesher , Paver , Tet-mesh三類自動(dòng)網(wǎng)格生成器三類自動(dòng)網(wǎng)格生成器網(wǎng)格與幾何母體自動(dòng)相關(guān)聯(lián)網(wǎng)格與幾何母體自動(dòng)相關(guān)聯(lián) （2）直接對(duì)網(wǎng)格操作 在在Sweep / Element和和 Transform下，對(duì)基網(wǎng)下，對(duì)基網(wǎng)(Base Mesh)作回轉(zhuǎn)，拉伸，滑動(dòng)等作回轉(zhuǎn)，拉伸，滑動(dòng)等操作，產(chǎn)生復(fù)雜網(wǎng)格操作，產(chǎn)生復(fù)雜網(wǎng)格新網(wǎng)格沒(méi)有幾何相關(guān)性新網(wǎng)格沒(méi)有幾何相關(guān)性 （3）手工生成網(wǎng)格 (Create / Node , Create / Mesh和和Create / MPC)（4）編輯、修改網(wǎng)格 (Modify)2.直接對(duì)幾何分網(wǎng)直接對(duì)幾何

42、分網(wǎng)自動(dòng)網(wǎng)格生成器類型及適用范圍自動(dòng)網(wǎng)格生成器類型及適用范圍 幾何類型幾何類型顏色顏色自動(dòng)劃分工具自動(dòng)劃分工具線任意線 Iso-mesh面簡(jiǎn)單曲面空間三邊形空間四邊形綠色I(xiàn)so-mesh 或Paver 復(fù)雜曲面任何曲面紫紅色Paver體簡(jiǎn)單體四面體、五面體、六面體藍(lán)色I(xiàn)so-mesh B-rep體任何體白色Tet-mesh Iso-mesh (1) 可劃分線，面和體可劃分線，面和體(2) 用戶對(duì)網(wǎng)格有很高控制用戶對(duì)網(wǎng)格有很高控制 (a) 指定參數(shù)方向上劃分?jǐn)?shù); (b) 選擇劃分模式，控制每結(jié)點(diǎn)位置(3)只適用于簡(jiǎn)單幾何只適用于簡(jiǎn)單幾何 須把B-rep Solid或trimmed Surface

43、轉(zhuǎn)成簡(jiǎn)單幾何 幾何內(nèi)硬點(diǎn)、硬線(hard geometry)無(wú)效 Paver (1) 能劃分任意曲面能劃分任意曲面(2) 用戶對(duì)網(wǎng)格的控制度不如用戶對(duì)網(wǎng)格的控制度不如Isomesh 只能用mesh seed, globel length等控制(3) 能識(shí)別曲面內(nèi)部硬幾何能識(shí)別曲面內(nèi)部硬幾何 Tet-mesh 對(duì)任何實(shí)體，自動(dòng)生成四面體網(wǎng)格可用mesh seed，曲率半徑等控制網(wǎng)格網(wǎng)格疏密的控制網(wǎng)格疏密的控制 Mesh Seed法法 （1）用于控制某邊上網(wǎng)格疏密（2）有Uniform(均勻撒種子)，One-way Bias(等比撒種子)，Two-way Bias (雙等比方式撒種子)，Curve

44、 Based(曲率半徑撒種子)等方式（3）要求: (a)選一種控制方式；(b)屏幕拾取幾何邊；(c) 輸入分割數(shù)等 (4) 對(duì)三種網(wǎng)格劃分器均有效 示例只對(duì)tetmesh有效控制面上網(wǎng)格蔬密要求輸入曲面（surface），該曲面上單元長(zhǎng)度 Surface Control 法法 無(wú)網(wǎng)格控制時(shí)，Iso-mesh、Paver和Tet-mesh用Global Edge Length確定單元大小 Global Edge length 法法 用硬點(diǎn)或硬線來(lái)控制 Hard Geometry網(wǎng)格所有邊長(zhǎng)落在max edge length和min edge length間 最長(zhǎng)，最短邊長(zhǎng) 曲率半徑(curvat

45、ure check)根據(jù)曲率變化調(diào)整疏密，保證max(h/l)小于給定值自動(dòng)網(wǎng)格生成菜單及步驟自動(dòng)網(wǎng)格生成菜單及步驟Global edge length網(wǎng)格劃分器(mesher)：Iso-mesh ，paver或tetmesh單元拓普 ： Hex8,Hex20,wedge等選取需劃分的幾何體Apply生成網(wǎng)格。 步驟步驟:菜單菜單:示例幾何協(xié)調(diào)與單元協(xié)調(diào)幾何協(xié)調(diào)與單元協(xié)調(diào)(1) 幾何是協(xié)調(diào)幾何是協(xié)調(diào): 二幾何間有共同一致的邊或面二幾何間有共同一致的邊或面(2) 幾何間協(xié)調(diào)，自動(dòng)網(wǎng)格劃分時(shí)，交界處網(wǎng)格自動(dòng)一致幾何間協(xié)調(diào)，自動(dòng)網(wǎng)格劃分時(shí)，交界處網(wǎng)格自動(dòng)一致(3) 幾何體交接處網(wǎng)格疏密，按優(yōu)先級(jí)來(lái)定

46、幾何體交接處網(wǎng)格疏密，按優(yōu)先級(jí)來(lái)定 （a）Mesh seed （b）相鄰幾何上網(wǎng)格劃分相一致 （c）全局單元長(zhǎng) 幾何協(xié)調(diào)性 處理幾何調(diào)不協(xié)（1）消除裂紋）消除裂紋 (a) 用Edit/surface/edge match把縫消除 (b) 用create/surface/trimmed建新幾何消除縫隙（2）用網(wǎng)格控制）用網(wǎng)格控制 確保網(wǎng)格一致，如用硬點(diǎn)硬點(diǎn)或create/Mesh seed/tabular等 方法3. 用變換生成網(wǎng)格用變換生成網(wǎng)格Transform對(duì)已有網(wǎng)格移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、鏡面反射等生新網(wǎng)格 Sweep對(duì)基網(wǎng)格(base mesh)拉伸，滑動(dòng)等產(chǎn)生高階網(wǎng)格 如從2D單元產(chǎn)生3D單元，

47、1D單元產(chǎn)生2D單元等 Arc法法 Sweep單元法將基單元(Base Entily)繞某軸轉(zhuǎn)過(guò)一角度(Sweep Angle)建單元 Extrude方法方法 Sweep / Extrude將基單元沿一矢量方向拉伸一段距離建網(wǎng)格 Glide或或 Glide-Glide 方法方法 將基單元沿一或兩曲線（glide curve）滑動(dòng)，來(lái)產(chǎn)生新單元 Normal 方法方法 基單元沿各自法線方向拉伸來(lái)產(chǎn)生新網(wǎng)格 Radial Cylindrical 方法方法 定義一中心軸（Refer. Coordinate Frame和 Axis）及一徑向距離將基網(wǎng)格沿柱坐標(biāo)徑向拉伸，產(chǎn)生新網(wǎng)格 Radial Sph

48、erical 方法方法 定義一球心（Refer. coordinate Frame 和Sphere Center Point）及一徑向距離將基網(wǎng)格沿球坐標(biāo)徑向拉伸，來(lái)產(chǎn)生新網(wǎng)格 Spherical Thera 方法方法 定義球心、球軸及回轉(zhuǎn)角，將基網(wǎng)格各結(jié)點(diǎn)沿球上路徑回轉(zhuǎn)，產(chǎn)生新網(wǎng)格 Vector Field方法方法 輸入空間變化矢量場(chǎng)矢量場(chǎng)，將基網(wǎng)格各點(diǎn)按矢量方向和大小拉伸，來(lái)產(chǎn)生新網(wǎng)格 Loft方法方法 在二組協(xié)調(diào)一致2D網(wǎng)格間，產(chǎn)生3D網(wǎng)格，把2D網(wǎng)格連接起來(lái) 注：雖然通過(guò)注：雖然通過(guò)Transform 或或Sweep產(chǎn)生網(wǎng)格沒(méi)有幾何相關(guān)性，但可通過(guò)產(chǎn)生網(wǎng)格沒(méi)有幾何相關(guān)性，但可通過(guò)Fin

49、ite Element下下Associate和和disassociate，以手工方式把幾何與單元相關(guān)，以手工方式把幾何與單元相關(guān) 4.逐個(gè)生成或改動(dòng)網(wǎng)格逐個(gè)生成或改動(dòng)網(wǎng)格在Finite Element下Create / Node ,Create / Element,Create / MPC及Modify中 5. 應(yīng)用例子應(yīng)用例子 網(wǎng)格與幾何相關(guān)性網(wǎng)格與幾何相關(guān)性 (1) 用paver自動(dòng)劃分表面（2）用Sweep / Element / Normal，取A-B方向，拉伸出hexa實(shí)體單元；（3）用Associate / Element / Solid，使網(wǎng)格與B-rep實(shí)體相關(guān)（4）選實(shí)體面，

50、施壓力載荷 移動(dòng)結(jié)點(diǎn)位置移動(dòng)結(jié)點(diǎn)位置 當(dāng)劃分網(wǎng)格時(shí)，忽視了某一工況載荷，如何保證載荷作用點(diǎn)有結(jié)點(diǎn)用modify / node，將附近結(jié)點(diǎn)移動(dòng)一下位置 MPC的創(chuàng)建的創(chuàng)建 MPC是重要的有限元建模技術(shù)用于不同單元間，不同零件間連接，施加載荷等第四章第四章 模型檢查模型檢查(FEM) 1. 檢查消除重結(jié)點(diǎn)檢查消除重結(jié)點(diǎn)(Equivalence)協(xié)調(diào)幾何分網(wǎng)時(shí)，公共邊有重結(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)幾何分網(wǎng)時(shí)，公共邊有重結(jié)點(diǎn)用用Equivalence命令，編號(hào)大的結(jié)點(diǎn)消除命令，編號(hào)大的結(jié)點(diǎn)消除用用Verify / Boundary檢查是否有重結(jié)點(diǎn)，再用檢查是否有重結(jié)點(diǎn)，再用EquivalenceEquivalence對(duì)

51、象可是整個(gè)模型、組或選定結(jié)點(diǎn)對(duì)象可是整個(gè)模型、組或選定結(jié)點(diǎn) 2. 檢查模型檢查模型(Verification)檢查模型致命問(wèn)題：致命問(wèn)題：如重結(jié)點(diǎn)、重單元、板單元法向等檢查單元的質(zhì)量：質(zhì)量：四邊形單元，正方形計(jì)算最好，當(dāng)單元長(zhǎng)寬比(aspect)，四結(jié)點(diǎn)不共面程度(Warp)，相鄰邊間夾角與正方形單元有偏差時(shí)，計(jì)算精度下降，甚至導(dǎo)致很大誤差示例 Verify / Elemen 主要檢查單元存在問(wèn)題，如重結(jié)點(diǎn)，重單元主要檢查單元存在問(wèn)題，如重結(jié)點(diǎn)，重單元,單元法向一致性等單元法向一致性等劃分完網(wǎng)格，都應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查劃分完網(wǎng)格，都應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查 Verify / Element / Boundar

52、y 檢查重結(jié)點(diǎn)Verify / Element / Duplicate 檢查重單元Verify / Element / Normal 檢查單元法向 檢查網(wǎng)格質(zhì)量檢查網(wǎng)格質(zhì)量 網(wǎng)格劃分質(zhì)量通過(guò)以下指標(biāo)衡量網(wǎng)格劃分質(zhì)量通過(guò)以下指標(biāo)衡量 Aspect 單元長(zhǎng)寬比 Warp 四邊形單元翹曲度 Skew Angle 傾斜角 Taper 錐度 示例第五章第五章 場(chǎng)場(chǎng) (Field) 1.什么是什么是FieldPATRAN提供的，用于定義提供的，用于定義“變化變化” 的工具的工具可定義隨時(shí)間、空間、材料等變化的可定義隨時(shí)間、空間、材料等變化的標(biāo)量場(chǎng)和矢量場(chǎng)標(biāo)量場(chǎng)和矢量場(chǎng)定義單元特性（定義單元特性（Prope

53、rties）、施加載荷（）、施加載荷（Load/BCs）、定義材料）、定義材料 （Materials）和）和Sweep Element 時(shí)可調(diào)用時(shí)可調(diào)用可將可將 Result 中分析結(jié)果中分析結(jié)果(如溫度場(chǎng)如溫度場(chǎng))與模型邊界條件關(guān)聯(lián)與模型邊界條件關(guān)聯(lián) 2. Field可用范用可用范用（1）定義邊界條件（）定義邊界條件（Lood/BCs）（2）定義材料性質(zhì)（）定義材料性質(zhì)（Materials）（3）定義單元特性（）定義單元特性（Properties）（4）拉伸有限元網(wǎng)格（）拉伸有限元網(wǎng)格（FEM / Sweep) 3. Field種類及自變量種類及自變量Spatial Field 用于定義隨空

54、間位置變化用于定義隨空間位置變化自變量為坐標(biāo)自變量為坐標(biāo)X,Y,Z（直角坐標(biāo)（直角坐標(biāo) x,y,z）；）；R,T,Z（柱（柱坐標(biāo)坐標(biāo)r,theta,z)； R,T,P（即球坐標(biāo)（即球坐標(biāo)r,theta,phi）或或C1,C2,C3（即參數(shù)坐標(biāo)（即參數(shù)坐標(biāo)1，2，3） Non-Spatial Field用于定義隨時(shí)間或頻率的變化，自變量為時(shí)間(t)或頻率(f ) Material Property Fields用于定義材料特性隨應(yīng)變、應(yīng)變率、溫度等變化自變量為應(yīng)變（e）、應(yīng)變率（r）、溫度（T）等 4. Field 界面界面4. Field 輸入方法輸入方法四種四種Field輸入方法輸入方法 P

55、CL FunctionTabular InputGeneralFEMSpatial FieldMaterial FieldxxNon-spatial Fieldxx通過(guò)通過(guò)表格輸入表格輸入(Tabular Input)通過(guò)通過(guò)PCL函數(shù)輸入函數(shù)輸入(PCL Function) 根據(jù)根據(jù)屏幕顯示輸入屏幕顯示輸入（FEM Field） FEM Field是根據(jù)與網(wǎng)格相關(guān)圖形顯示來(lái)創(chuàng)建是根據(jù)與網(wǎng)格相關(guān)圖形顯示來(lái)創(chuàng)建Spatial FieldFEM Field分標(biāo)量和矢量分標(biāo)量和矢量 如顯示是溫度、壓力、Von Misis應(yīng)力等，生成標(biāo)量FEM Field（Scalar FEM Field） 如顯示是

56、位移、力、速度等矢量，生成矢量FEM Field（vector FEM Field）產(chǎn)生產(chǎn)生FEM Field （1）將相應(yīng)標(biāo)量或矢量信息顯示到視窗(viewport) （2）用Create / Spatial / FEM來(lái)創(chuàng)建該fieldFEM Field是從一分析程序向另一分析程序是從一分析程序向另一分析程序(如從熱分析向結(jié)構(gòu)分析，從ABAQUS向NASTRAN)，從一種網(wǎng)格向另一種網(wǎng)格從一種網(wǎng)格向另一種網(wǎng)格(如網(wǎng)格重分，局部和全局分析)映射數(shù)據(jù)方法映射數(shù)據(jù)方法 FEM Field可分為連續(xù)（可分為連續(xù)（continuous)和離散（和離散（discrete） 連續(xù)FEM Field有自動(dòng)

57、插值功能，可得定義區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)值，離散FEM Field只能得結(jié)點(diǎn)或單元值 PCL FUNCTION一些一些PCL 函數(shù)例子函數(shù)例子 數(shù)學(xué)表達(dá)式 PCL 表達(dá)式直角坐標(biāo) 0.1x-0.35y 0.1*X-0.35*Y桂坐標(biāo) 0.35r+0.08 *arccos（25.6z） 0.35*R+0.08*T*acosr（25.6*Z）球坐標(biāo) 200r23 200*R*2-P*3參數(shù)坐標(biāo) 10.01 -20.82 10.0*Cl-20.8*C2時(shí) 間 10sin（100t） 10.0*sinr（100*t）PCL語(yǔ)言常用數(shù)學(xué)函數(shù)語(yǔ)言常用數(shù)學(xué)函數(shù) SIND（angle） SQRT（n） SINR（ang

58、le） LN（n）ASIND（n） EXP（n） ASINR（n） LOG（n）COSD（angle） ABS（n） COSR (angle） SIGN（n）ACOSD （n） NINT（n） ACOSR （n） MAX（n1,n2）TAND（angle） MIN （n1,n2） TANR （angle） ATAND（n）ATANR（n） ATAN2R（y,x） ATAN2D（y,x） R表角度以弧度為單位，D表示度為單位 注：（1）自變量名大小寫敏感 （2） 變量名前加 （3）對(duì)一復(fù)雜函數(shù)，如分段函數(shù)，可先編PCL，再調(diào)用4. Field修改、顯示及刪除修改、顯示及刪除第六章第六章 工況及邊

59、界條件工況及邊界條件（Load/BCs & Load Case）1. 概述概述 邊界條件可加到有限元模型上，也可加到幾何模型上，但幾何與有限元模型應(yīng)相關(guān)幾何與有限元模型應(yīng)相關(guān)，Patran自動(dòng)將其轉(zhuǎn)化到有限元模型上隨時(shí)間或空間變化的復(fù)雜邊界條件，通過(guò)Field定義Load/BCs內(nèi)容與具體分析程序有關(guān)施加隨時(shí)間變化載荷，須用Time Dependent Load Case，Default Load Case是靜態(tài)載荷工況 2. 載荷邊界條件類型載荷邊界條件類型 類類 型型說(shuō)說(shuō) 明明Displacement固定或強(qiáng)迫位移（對(duì)應(yīng)固定或強(qiáng)迫位移（對(duì)應(yīng)NASTRAN的的SPC卡）卡）Force

60、結(jié)點(diǎn)力（對(duì)應(yīng)結(jié)點(diǎn)力（對(duì)應(yīng)NASTRAN的的FORCE卡）卡）Pressure2D或或3D單元上面壓力單元上面壓力Temperature溫度（對(duì)應(yīng)溫度（對(duì)應(yīng)TEMP卡），初始溫度作為材料特性輸入卡），初始溫度作為材料特性輸入Inertial Load重力，離心力（對(duì)應(yīng)重力，離心力（對(duì)應(yīng)GRAV或或RFORCE卡）卡）Initial Displacement動(dòng)力分析時(shí)初始位移動(dòng)力分析時(shí)初始位移Initial Velocity動(dòng)力分析時(shí)初始速度動(dòng)力分析時(shí)初始速度Distributed Load1D或或2D單元上線壓力單元上線壓力Contact定義滑線接觸定義滑線接觸Patran主要載荷邊界條件主要載荷邊界條件(MSC/N