通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用第四講PPT

1、 碩士研究生學(xué)位課程講義（2006）通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用(四)17 March 20061通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用5. 實(shí)體建模的基本GUI操作 5.1 坐標(biāo)系和工作平面的設(shè)定 5.2 圖元及基本圖元的生成 5.3 圖元的修改 5.4 實(shí)體建模的基本途徑 5.5 布爾運(yùn)算 5.6 實(shí)體建模練習(xí)17 March 20062通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用坐標(biāo)系的用途 用于創(chuàng)建幾何模型 用于指定載荷和自由度方向 用于解釋結(jié)果（包括圖示或列表）17 March 20063通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用應(yīng)用坐標(biāo)系創(chuàng)建幾何模型幾何模型的定位和創(chuàng)建可基于三種坐標(biāo)系 (CS) 工作平面坐標(biāo)系(

2、 Working Plane CS ) 全局坐標(biāo)系( Global CS ) 局部坐標(biāo)系( Local CS )17 March 20064通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用工作平面坐標(biāo)系( Working Plane CS ) 工作平面坐標(biāo)系即一個 2-D 作圖平面 主要用于實(shí)體模型體素的定位和定向 （由底向上建模：定義關(guān)鍵點(diǎn)、線、面等） 缺省時，與全局坐標(biāo)系 XY平面重合17 March 20065通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用全局坐標(biāo)系 ( Global CS )17 March 20066通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用全局坐標(biāo)系（續(xù)） 缺省時，全局直角坐標(biāo)系是激活坐標(biāo)系 激活坐標(biāo)系也可為柱

3、（或球、其它坐標(biāo)系）17 March 20067通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用全局坐標(biāo)系-舉例17 March 20068通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用局部坐標(biāo)系（Local CS ）17 March 20069通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系用于載荷和自由度定向（續(xù)） 有時，需要旋轉(zhuǎn)模型中某些節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系，用于有坡度的滑 動支撐或施加徑向位移：7/24/202210節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系舉例 觀看節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系：Utility Menu: PlotCtrls Symbols ( Toggle ON Nodal CS )17 March 200611通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用觀看結(jié)果 結(jié)果坐標(biāo)

4、系 當(dāng)在通用后處理 ( POST1 ) 中觀看結(jié)果時，所有結(jié)果（應(yīng)力、反力）都位于結(jié)果坐標(biāo)系( results coordinate system )中； 缺省時，POST1 將所有結(jié)果轉(zhuǎn)化為全局直角坐標(biāo)系，包括經(jīng)過“ 旋轉(zhuǎn)” 的節(jié)點(diǎn)上的結(jié)果。17 March 200612通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用觀看結(jié)果結(jié)果坐標(biāo)系（續(xù)） 改變結(jié)果坐標(biāo)系： Main Menu: General Postprocessor Options for Outp17 March 200613通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用觀看結(jié)果 結(jié)果坐標(biāo)系（續(xù)）改變結(jié)果坐標(biāo)系的例子17 March 200614通用有限元程序AN

5、SYS及應(yīng)用列表顯示坐標(biāo)系 列出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系：Utility Menu: List Nodes 這些坐標(biāo)都用顯示坐標(biāo)系( DSYS )表示。 缺省時，DSYS被設(shè)置為全局直角坐標(biāo)系，因此無論 模型在何種坐標(biāo)系中創(chuàng)建，列出的坐標(biāo)值都位于全局直角坐標(biāo)系中。 改變顯示坐標(biāo)系：Utility Menu: WorkPlane Change Display CS to17 March 200615通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用坐標(biāo)系 總結(jié) 工作平面 用于定義和定位幾何項(xiàng) 全局坐標(biāo)系 局部坐標(biāo)系 用于輔助定義和定位幾何項(xiàng) 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系 用于載荷和自由度定向 結(jié)果坐標(biāo)系 用于顯示和解釋結(jié)果 顯示坐標(biāo)系 用于顯示各

6、坐標(biāo)值列表17 March 200616通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用5.2 圖元及基本圖元的生成 圖元: 點(diǎn)、線、面、體 圖元的等級：由低至高 = 點(diǎn)、線、面、體 要點(diǎn)：修改圖元必須由低至高 刪除圖元必須由高至低 幾何實(shí)體：由一系列圖元組成幾何實(shí)體 基本圖元的生成及修改：17 March 200617通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)的生成與修改選項(xiàng)：Main Menu: Preprocessor - Modeling - Create Keypoints 17 March 200618通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用線的生成與修改選項(xiàng)- 創(chuàng)建線的功能Main Menu: Preproces

7、sor -Modeling- Create -Lines- Lines Create -Lines- Splines Operate Extrude/SweepCreate -Lines-Arcs17 March 200619通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用面的生成與修改選項(xiàng)-生成面的功能Main Menu: Preprocessor -Modeling- Create Create -Areas- Arbitary Operate Extrude /Sweep17 March 200620通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用體的生成與修改 選項(xiàng)-創(chuàng)建體的功能 Main Menu: Preproces

8、sor -Modeling- Create Create -Volumes- Arbitrary Operate Extrude/Sweep17 March 200621通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用5.4 實(shí)體建模的基本途徑 由底向上建模: 按點(diǎn)、線、面、體順序由低級 圖元起形成幾何實(shí)體； 由頂向下建模: 直接生成頂級圖元，通過布爾 操作完成目標(biāo)幾何實(shí)體。 利用已有的圖元17 March 200622通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用利用已有的圖元建模 由已有的線、面、體生成新的線、面、體 選項(xiàng)-由已有的圖元再生成圖元的功能Main Menu: Preprocessor -Modeling- 鏡

9、射( Reflect) 平移修改 (Move/Modify)復(fù)制( Copy )17 March 200623通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用關(guān)于 Reflect Reflection 操作可關(guān)于一個坐標(biāo)平面或沿某一坐標(biāo)軸進(jìn)行說明：Reflect、 Move/Modify、 Copy 操作的坐標(biāo)軸均屬于當(dāng) 前激活坐標(biāo)系17 March 200624通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用5.5 布爾運(yùn)算面與面相加舉例 A1+A2=A3 A3 包含原來所有面的區(qū)域，不再保留原來邊界。17 March 200626通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用面與面相減舉例 A1-A2=A3 A3 包含原來所有面的區(qū)域，不再

10、保留原來邊界。17 March 200627通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用面與面疊分舉例 A3是一個新面，是A2與A1重疊部分的區(qū)域 A4和A5是新面。17 March 200628通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用加法的選項(xiàng)Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate - Booleans- Add17 March 200629通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用疊分的選項(xiàng)Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans- Overlap17 March 200630通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用粘接粘接操作是

11、將多個圖元進(jìn)行連接，并生成具有公共邊界的圖元。只有公共區(qū)域的維數(shù)低于粘接圖元的維數(shù)，粘接操作才有效。如果粘接操作沒有新的圖元產(chǎn)生，就通過合并關(guān)鍵點(diǎn)獲得粘接效果。17 March 200631通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用粘接的選項(xiàng)Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans- Glue17 March 200632通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用切分17 March 200633通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用切分的選項(xiàng)Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans- Subtract

12、 or Divide17 March 200634通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用切分的選項(xiàng)（續(xù)一）Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans-Divide17 March 200635通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用切分的選項(xiàng)（續(xù)二）Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans-Divide17 March 200636通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用切分的選項(xiàng)（續(xù)三）Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans-Divid

13、e17 March 200637通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用相交相交是生成新圖元，它們是原圖元間的重疊部分。17 March 200638通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用相交的選項(xiàng)Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate - Booleans-Intersect17 March 200639通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用相交的選項(xiàng)（續(xù)一）Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate - Booleans-Intersect17 March 200640通用有限元程序ANSYS及應(yīng)用相交的選項(xiàng)（續(xù)二）Main Menu:Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans-Intersect17 March 200641通用有限元程序AN