ANSYS高級建模技術(shù)PPT

1、高級建模技術(shù)此部分內(nèi)容通過對一個(gè)真實(shí) physical system的描述, 學(xué)生將掌握ANSYS中更加高級的建模技術(shù).ModuleObjective課程 A. 基本輸入技術(shù)5-1.讀取模型到 ANSYS.課程 B. 3-D 體素5-2. 列表并創(chuàng)建六種 3-D 體素.課程 C. 高級布爾操作5-3.布爾操作類型:a.加（Add）b.粘接(Glue)c.疊分(Overlap)d.分解(Divide)e.相交(Intersection)LessonObjectives目 標(biāo) 課程 D. 坐標(biāo)系5-4.用于創(chuàng)建幾何模型的坐標(biāo)系.5-5.用于指引載荷和自由度方向的坐標(biāo)系. 5-6.用于解釋結(jié)果的坐標(biāo)

2、系. 課程 E. Bottom-up 建模5-7. Bottom-up 建模及其應(yīng)用.5-8.創(chuàng)建及修改關(guān)鍵點(diǎn)5-9.創(chuàng)建及修改線. 5-10.創(chuàng)建面.5-11.創(chuàng)建體.5-12.由已存在的線、面、體生成新的線、面和體.課程 F. 選擇（Selecting）、組元（ Component ）、集合（Assembly）5-13. 用 ANSYS的選擇功能將模型中部分分離.5-14. 用組元功能將一組圖元定義為Component.5-15. 創(chuàng)建集合.課程 G. 單元屬性5-16.描述單元屬性.目 標(biāo)(續(xù)) 課程 H. 單元?jiǎng)澐诌x項(xiàng)5-17.單元?jiǎng)澐值睦危‥xtruding）和掃略（Sweepin

3、g）功能 .a.由 2-D 單元拉拔為 3-D單元.b.在已存在的實(shí)體模型中掃略生成網(wǎng)格.5-18. 網(wǎng)格密度控制:a.控制整個(gè)模型的網(wǎng)格密度.b.控制模型中局域網(wǎng)格密度.5-19.影射網(wǎng)格:a.映射網(wǎng)格與自由網(wǎng)格的比較.b.映射網(wǎng)格的要求.目 標(biāo)(續(xù))第 1 課基本輸入技術(shù) CADDSUnigraphicsANSYS中模型輸入選項(xiàng)Pro/ESATCAD 軟件生成的幾何模型讀取模型到 ANSYS 進(jìn)行網(wǎng)格劃分、加載、求解ParasolidIGES基本原則如果具備與CAD軟件的專用接口, 應(yīng)使用專用接口. 否則.使用IGES接口.說明: 應(yīng)用ANSYS讀取模型接口在ANSYS第 2 部分訓(xùn)練課程

4、中詳細(xì)介紹.Objective5-1.讀取模型到 ANSYS.Procedure1. .2. .3. . 讀取模型步驟讀入模型:Utility Menu: File Import 選擇適當(dāng)接口Procedure1. .2. .3. . 讀入IGES模型的基本步驟讀入IGES模型:Utility Menu: File Import IGES .1.選擇 OK.讀入IGES模型的基本步驟(續(xù))2.選擇 IGES 文件.3.選擇 OK.例 - 讀入IGES模型到ANSYS用下述步驟指導(dǎo)如何將IGES模型讀入ANSYS數(shù)據(jù)庫:1.進(jìn)入 ANSYS.2.Utility Menu: File Import

5、 IGES 3.選擇 OK 接受所有缺省設(shè)置.4.選擇文件 base.igs.第 2 課3-D 體素 3-D 體素Objective5-2.列表并創(chuàng)建六種體素. ANSYS 中的六種3-D體素 :塊圓柱棱柱球圓臺(tái)環(huán)體3-D 體素 (續(xù))創(chuàng)建3-D體素的概念和步驟可參考創(chuàng)建2-D 體素,但要考慮以下方面:你正在創(chuàng)建體.ANSYS 將自動(dòng)創(chuàng)建體下所屬的點(diǎn)、線、面.不能在刪除實(shí)體之前將屬于體的點(diǎn)、線、面刪除. (記住 體系結(jié)構(gòu)?)3-D 體素 (續(xù))例如, 下圖的空心球由1個(gè)體, 4個(gè)面, 10條線 和8個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) 組成. 在ANSYS中可由下面操作完成Main Menu: Preprocessor

6、Create Sphere By Dimensions .一個(gè)功能即可創(chuàng)建空心球 第 3 課高級布爾操作 ANSYS 具有以下布爾操作功能:加減疊分粘接分解相交 (見附錄 C)Partition (下一課程討論)5-3.用加 Add, Glue, Overlap, Divide, and 相交等布爾操作功能.概 述Objective-下一課程討論粘接（Glue）和 疊分（ Overlap ）粘接操作將兩個(gè)圖元連接到一起，并保留各自邊界.考慮到網(wǎng)格劃分, 由于網(wǎng)格劃分器劃分幾個(gè)小部件比劃分一個(gè)大部件要更加方便，因此粘接常常比加操作更加適合.疊分操作與粘接功能基本相同，不同的是疊分操作輸入的圖元具

7、有重疊的區(qū)域。分離的面粘接后的面Glue分解（Divide）分解: 將一個(gè)圖元分解為兩個(gè)圖元，但兩者之間保持連接.可用于將一個(gè)復(fù)雜體修剪剖切為多個(gè)規(guī)則體，為網(wǎng)格劃分帶來方便. 分解操作的“剖切工具” 可以是工作平面、面或線.A1A2A3一個(gè)面分解為兩個(gè)面DivideCommon line例 - 高級布爾操作以面為操作對象，指導(dǎo)如何進(jìn)行高級布爾操作:1.創(chuàng)建一些面.2.顯示粘接和疊分操作.3.區(qū)別加和疊分操作的不同.4.由線和工作平面將面分解.說明: 布爾操作的示例在附錄 C.實(shí)際練習(xí) - 3-D 體素、高級布爾操作應(yīng)用已講述的有關(guān)創(chuàng)建3-D體素和高級布爾操作的知識(shí), 按要求完成下面操作:1.創(chuàng)

8、建下述體素: 實(shí)體塊, 圓柱, 棱柱 (所有類型), 球, 圓臺(tái), 球環(huán). 可嘗試采取各選項(xiàng)，尺寸自定.2.使用 Pan-Zoom-Rotate 菜單. 由 dynamic mode 從不同角度觀看實(shí)體.3.采取 Volumes Only和 the Volume and Below items兩種方式刪除實(shí)體. 在拾取實(shí)體時(shí)使用 hotspot.4. 實(shí)踐加、粘接、疊分等布爾操作.練習(xí) - 軸承座創(chuàng)建軸承座 的幾何模型(下圖是軸承系統(tǒng)示意圖)，建模的步驟是：創(chuàng)建體素、平移并旋轉(zhuǎn)工作平面、進(jìn)行體素間的布爾操作。幾何模型劃分網(wǎng)格、加載、進(jìn)行求解。Exercise軸瓦軸軸承座軸承系統(tǒng) (分解圖)練習(xí)

9、 - 軸承座（續(xù)）Arch of bushing bracketBase of bushing bracketWebs (2)Mounting holes (4)Base of pillow block軸承座的各部分名稱0.85” Bushing radius1.0” Counterbore radius0.1875” deep練習(xí) - 軸承座（續(xù)）Base6” x 3” x 1”1.5”.75”.75”Web .15”thick尺寸1.75”.75”.75”1.5”0.85”1”BushingCLBracket 0.75” thickFour .75” dia. holes練習(xí) - 軸承座（

10、續(xù)）四個(gè)安裝孔徑向約束 (對稱)軸承座底部約束 (UY=0)載荷counterbore 上的推力 (1000 psi.)向下作用力 (5000 psi.)1. 由IGES接口讀入基座的幾何模型 base.igsUtility Menu: File - Import - IGES .1.設(shè)置 “Alte No defeatur” 不要使用 “Default defeatur”選項(xiàng) 2.確認(rèn) “Merge”、“Solid” 和 “Small” 為 “Yes”3.選擇OK4.選擇文件 base.igs5.OK, 然后選擇 Yes確認(rèn)。2. 打開shaded image并畫出基座實(shí)體模型Utility

11、 Menu: PlotCtrls - Style - Solid Model Facets1.選擇 “Normal Faceting”2.OKUtility Menu: Plot - Volumes3.用 Pan, Zoom, Rotate 將模型置于等參位置，并由Fit使模型充滿圖形區(qū)Toolbar: SAVE_DB 保存數(shù)據(jù)庫練習(xí) - 軸承座（續(xù)）3. 創(chuàng)建支撐部分Utility Menu: WorkPlane - Display Working Plane (toggle on)Main Menu: Preprocessor - -Modeling-Create - -Volumes-B

12、lock - By 2 corners & Z1.在創(chuàng)建實(shí)體塊的參數(shù)表中輸入下列數(shù)值:WP X = 0WP Y = 1Width = 1.5Height = 1.75Depth = 0.752.OKUtility Menu: PlotCtrls - Numbering .3.打開 “Volume Numbering”4.OKToolbar: SAVE_DB練習(xí) - 軸承座（續(xù)）4. 偏移工作平面到 bushing bracket 的前表面Utility Menu: WorkPlane - Offset WP to - Keypoints + 1.在剛剛創(chuàng)建的實(shí)體塊的左上角拾取關(guān)鍵點(diǎn)2.OKTo

13、olbar: SAVE_DB (SAVE_DB 保存數(shù)據(jù)庫或拾取 RESUM_DB 取消上一次操作)練習(xí) - 軸承座（續(xù)）5. 創(chuàng)建 bushing bracket的上部Main Menu: Preprocessor - Modeling-Create - Volumes-Cylinder - Partial Cylinder +1.在創(chuàng)建圓柱的參數(shù)表中輸入下列參數(shù):WP X = 0WP Y = 0Rad-1 = 0Theta-1 = 0Rad-2 = 1.5Theta-2 = 90Depth = -0.752.OKToolbar: SAVE_DB (SAVE_DB 保存數(shù)據(jù)庫或拾取 RESU

14、M_DB 取消上一次操作)練習(xí) - 軸承座（續(xù)）6. 在軸承孔的位置創(chuàng)建圓柱體為布爾操作生成軸孔做準(zhǔn)備Main Menu: Preprocessor - Modeling-Create - Volume-Cylinder - Solid Cylinder +1.輸入下列參數(shù):WP X = 0WP Y = 0Radius = 1Depth = -0.18752.拾取 Apply3.輸入下列參數(shù):WP X = 0WP Y = 0Radius = 0.85Depth = -24.拾取 OK練習(xí) - 軸承座（續(xù)）7. 從counterbore and bushing“減”去圓柱體形成軸孔.Main M

15、enu: Preprocessor - Modeling-Operate - Subtract - Volumes +1.拾取構(gòu)成bushing bracket 的兩個(gè)體，作為布爾“減”操作的母體。2.Apply3.拾取counterbore圓柱作為“減”的對象。4.Apply5.拾取步1中的兩個(gè)體6.Apply7.拾取小圓柱體8.OKToolbar: SAVE_DB練習(xí) - 軸承座（續(xù)）8. 調(diào)整工作平面并重新設(shè)置snap increment值創(chuàng)建 web。Utility Menu: WorkPlane - Align WP with - Keypoints +1.反時(shí)針方向拾取箭頭所示三點(diǎn)

16、，當(dāng)出現(xiàn)“multiple entities exist at this location ” 信息時(shí)選擇OK (拾取任一點(diǎn)時(shí)都將出現(xiàn)此信息)2.OKUtility Menu: WorkPlane - WP Settings .3. 在 “Snap Incr”下輸入 .054.OK Toolbar: SAVE_DB練習(xí) - 軸承座（續(xù)）1stpick2ndpick3rdpick9. 創(chuàng)建 Web.Main Menu: Preprocessor - Modeling-Create - Volume-Prism - By Vertices + 1.拾取軸承孔座與整個(gè)基座的交點(diǎn)。2.拾取軸承孔上下兩

17、個(gè)體的交點(diǎn)3.拾取整個(gè)基座的左上角。4.重新拾取第一點(diǎn)，這時(shí)已經(jīng)完成了Web的三角形側(cè)面的建模。 5.輸入Web的厚度值“.15”，厚度的方向是向周成孔中心。6.OKToolbar: SAVE_DB練習(xí) - 軸承座（續(xù)）10. 關(guān)閉 working plane display.Utility Menu: WorkPlane - Display Working Plane (toggle off)11. 沿坐標(biāo)平面鏡射生成整個(gè)模型.Main Menu: Preprocessor - Modeling-Reflect - Volumes +1.拾取All2.拾取 “Y-Z plane X”3.OK

18、Toolbar: SAVE_DB12. 粘接所有體.Main Menu: Preprocessor - Modeling-Operate - Booleans-Glue - Volumes +1.拾取 AllToolbar: SAVE_DB恭喜! 你已經(jīng)到達(dá)第一塊里程碑 - 幾何建模. 下一步是網(wǎng)格劃分.練習(xí) - 軸承座（續(xù)）13. 定義 10-節(jié)點(diǎn) 四面體實(shí)體結(jié)構(gòu)單元 (SOLID92) 為單元類型 1.Main Menu: Preprocessor - Element Type - Add/Edit/Delete .1.Add2.選擇 Structural-Solid, 并下拉菜單選擇 “

19、Tet 10Node 92”3.OK4.Close14. 定義材料特性.Main Menu: Preprocessor - Material Props - Constant-Isotropic.1.OK (將材料號設(shè)定為 1)2.在 “Youngs Modulus EX” 下輸入：30e63.OKToolbar: SAVE_DB練習(xí) - 軸承座（續(xù)）15. 用網(wǎng)格劃分器MeshTool將幾何模型劃分單元.Main Menu: Preprocessor - MeshTool.1.將智能網(wǎng)格劃分器（ Smart Sizing ）設(shè)定為 “on”2.將滑動(dòng)碼設(shè)置為 “8” (可選: 如果你的機(jī)器速

20、度很快，可將其設(shè)置為“7”或更小值來獲得更密的網(wǎng)格)3.確認(rèn) MeshTool的各項(xiàng)為: Volumes, Tet, Free4.MESH5.Pick All說明: 如果在網(wǎng)格劃分過程中出現(xiàn)任何信息，拾取 “OK” 或 “Close”。 劃分網(wǎng)格時(shí)網(wǎng)格密度可由滑動(dòng)碼控制，滑動(dòng)碼的調(diào)節(jié)范圍從0-10，當(dāng)數(shù)值較大時(shí)網(wǎng)格稀疏，反之，網(wǎng)格加密。 6.關(guān)閉 MeshToolUtility Menu: PlotCtrls - Style - Size and Shape7.選擇 2 facets/element edgeToolbar: SAVE_DB恭喜! 你已經(jīng)到達(dá)第二塊里程碑 - 網(wǎng)格劃分. 下一步

21、是加載.練習(xí) - 軸承座（續(xù)）16. 約束四個(gè)安裝孔Main Menu: Solution - Loads-Apply - Structural-Displacement -Symmetry B.C.-On Areas +1.繪出 Areas (Utility Menu: Plot- Areas)2.拾取四個(gè)安裝孔的8個(gè)柱面說明：在拾取時(shí)，按住鼠標(biāo)的左鍵便有實(shí)體增亮顯示，拖動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)顯示的實(shí)體隨之改變，此時(shí)松開左鍵即選中此實(shí)體。 3.OK 17. 在整個(gè)基座的底部施加位移約束 (UY=0)Main Menu: Solution - Loads-Apply - Structural-Displac

22、ement - on Lines +1.拾取基座底部的所有線，在picking menu 中的 “count” 應(yīng)等于 6。2.OK3.選擇 UY 作為約束自由度。4.OKToolbar: SAVE_DB 練習(xí) - 軸承座（續(xù)）18. 在軸承孔圓周上施加推力載荷Main Menu: Solution - Loads-Apply - Structural-Pressure - On Areas +1.拾取counterbore上寬度為 .1875”的所有面 2.OK3.輸入面上的壓力值“1000 ”4.Apply5.Utility Menu: PlotCtrls - Symbols 6.用箭頭顯示壓力值， (“Show p