ANSYS實體建模(上機(jī)2,3)

ANSYS實體建模ANSYS中的模型一、實體模型：由點(diǎn)、線、面、體等圖元組成；二、有限元模型：由節(jié)點(diǎn)和單元組成；有限元計算利用的是有限元模型，實體模型不參與有限元計算。一般先建立實體模型，然后劃分網(wǎng)格生成有限元模型；對于簡單的模型也可直接設(shè)置節(jié)點(diǎn)和單元來生成有限元模型實體建模的方法一、自底向上建模：即首先定義關(guān)鍵點(diǎn)，再利用關(guān)鍵點(diǎn)定義較高級別的圖元（線、面、體），即由點(diǎn)到線、由線到面、由面到體，即由低級到高級二、自頂向下建模：即直接建立體、面或線，然后ANSYS軟件自動生成所有從屬于該圖元的低級圖元。

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(Coordinatesystem)■工作平面坐標(biāo)系(WorkingPlaneCS)■全局坐標(biāo)系(GlobalCS)■局部坐標(biāo)系(LocalCS)工作平面坐標(biāo)系(WorkingPlaneCS)■工作平面坐標(biāo)系即一個2-D作圖平面■主要用于實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平面重合工作平面的設(shè)置和定義工作平面設(shè)置工作平面的顯示方式柵格顯示控制面板捕捉控制面板網(wǎng)格調(diào)整控制面板工作平面的移動和旋轉(zhuǎn)工作平面移動方向工作平面旋轉(zhuǎn)方向工作平面移動增量工作平面旋轉(zhuǎn)角度全局坐標(biāo)系(GlobalCS)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（或球、其它坐標(biāo)系）局部坐標(biāo)系（LocalCS）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：節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系—舉例■觀看節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系：UtilityMenu:PlotCtrls>Symbols>(ToggleONNodalCS)觀看結(jié)果—結(jié)果坐標(biāo)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

(resultscoordinatesystem)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。顯示坐標(biāo)系■列出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系：UtilityMenu:List>Nodes■這些坐標(biāo)都用顯示坐標(biāo)系(DSYS)表示?！鋈笔r，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?！龈淖冿@示坐標(biāo)系：UtilityMenu:WorkPlane>ChangeDisplayCSto坐標(biāo)系—總結(jié)■工作平面用于定義和定位幾何項■全局坐標(biāo)系■局部坐標(biāo)系—用于輔助定義和定位幾何項■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—用于顯示各坐標(biāo)值列表關(guān)鍵點(diǎn)的生成與修改選項：MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Create>Keypoints在工作平面上生成關(guān)鍵點(diǎn)在激活的坐標(biāo)系上生成關(guān)鍵點(diǎn)線的生成與修改選項-創(chuàng)建線的功能MainMenu:Preprocessor>-Modeling-…Create>-Lines面的生成選項-生成面的功能MainMenu:Preprocessor>-Modeling-…Create>-Areas-體的生成

選項-創(chuàng)建體的功能MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Create>-Volumes-實體建模的基本途徑■

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)幾何實體?！隼靡延械膱D元布爾運(yùn)算

Booleans布爾操作界面交運(yùn)算減運(yùn)算切分運(yùn)算設(shè)置加運(yùn)算粘接運(yùn)算搭接運(yùn)算互分運(yùn)算相同維數(shù)的圖元進(jìn)行運(yùn)算OperateSetting—設(shè)置yes——表示保留原圖元；no——表示運(yùn)算之后刪除原始圖元■A1+A2=A3■A3包含原來所有面的區(qū)域，不再保留原來邊界。Add—加運(yùn)算Add——相加，結(jié)果是多個相同維數(shù)的幾何元素被合并成一個新的幾何元素Subtract——減運(yùn)算■

Subtract——減操作，相減結(jié)果是相同維數(shù)的幾何元素或者低維的幾何元素，重疊部分被減掉Intersect——交運(yùn)算Intersect——相交，是生成新圖元，它們是原圖元間的重疊部分。Common：通用求交運(yùn)算，求出所有圖元的公共部分Intersect——交運(yùn)算（續(xù)）Intersect——相交，是生成新圖元，它們是原圖元間的重疊部分。Pairwise：兩兩求交運(yùn)算，求出任兩個圖元的公共部分Divide——切分Divide——切分，被切分的幾何元素被分成多個相同維數(shù)的幾何元素切分

把一個實體分割為兩個或多個.“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(fù)雜的實體變?yōu)楹唵蔚捏w.Overlap——搭接運(yùn)算Overlap——搭接，結(jié)果是生成多個相對簡單的子區(qū)域（為參與運(yùn)算幾何之間的彼此求交結(jié)果）注意：搭接部分與原圖元的級數(shù)必須相同，必須有新圖元產(chǎn)生Glue——粘接運(yùn)算Glue——粘接相同維數(shù)的幾何元素在邊界上存在位置重疊，粘接運(yùn)算結(jié)果為重合邊界部分產(chǎn)生它們之間公共的新幾何元素連接參與運(yùn)算的幾何元素，但參加運(yùn)算的幾何元素之間仍然相對獨(dú)立只有公共區(qū)域的維數(shù)低于粘接圖元的維數(shù)，粘接操作才有效。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。Partition——互分運(yùn)算Partition——互分，結(jié)果與搭接結(jié)果相同，但沒有參加疊分的運(yùn)算幾何元素將不被刪去布爾運(yùn)算—總結(jié)相加Add減Subtract切分Divide相交Intersect互分Partition疊分Overlap粘接GlueOperate其它操作拖拉延伸線比例縮放計算幾何特性O(shè)perate其它操作（續(xù)）Extrude——拖拉，是利用低維數(shù)的幾何元素按照一定的拖拉方式獲得高維數(shù)的幾何對象拖拉利用已經(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—通過對面的法向偏移形成體[VOFFST].XYZ偏移—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(biāo)軸

—繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)面形成體(也可通過兩個關(guān)鍵點(diǎn)旋轉(zhuǎn))[VROTAT].沿直線—沿一條線或一組鄰近的線拖拉面形成體[VDRAG].Operate其它操作（續(xù)）ExtandLine——延伸線，在線的一端延長給定長度Operate其它操作（續(xù)）Scale——比例縮放，是在將激活的坐標(biāo)系下對單個或多個圖元進(jìn)行放大或縮小，包含復(fù)制和移動兩種方式。Operate其它操作（續(xù)）CalcGeomItems——計算幾何特性，是根據(jù)幾何元素計算并列表報告實體模型的幾何特性參數(shù)，如選中幾何元素的總數(shù)目、分配的單元屬性、形心、長度、面積、體積、總質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量等。Move/Modify——移動與修改Move——移動，是移動點(diǎn)到新的坐標(biāo)位置或?qū)⒕€、面、體移動一定的距離。Modify——修改，范圍很廣，包括節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系、單元屬性、轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系、法線方向等移動關(guān)鍵點(diǎn)移動節(jié)點(diǎn)移動線、面、體修改節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系修改單元和節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系顛倒法向或方向移動通過增量DX,DY,DZ控制實體的移動或旋轉(zhuǎn).DX,DY,DZ定義在激活坐標(biāo)系中平移實體時，令激活坐標(biāo)系為直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動實體時，令激活坐標(biāo)系為柱或球坐標(biāo)系另一個選項是把坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到另一個坐標(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.此命令在對一個實體的移動和旋轉(zhuǎn)同時進(jìn)行時很有用.從csys,0向csys,11轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)-30°

Copy——拷貝Copy——拷貝，可以復(fù)制關(guān)鍵點(diǎn)、線、面、體以及線網(wǎng)格、面網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn)、單元等。復(fù)制關(guān)鍵點(diǎn)、線、面、體復(fù)制節(jié)點(diǎn)、單元復(fù)制線網(wǎng)格、面網(wǎng)格拷貝生成實體的多個拷貝通過復(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.對于生成多個孔、翼等特別有用.CopyinlocalcylindricalCSReflect——鏡面映射Reflect——鏡面映射，將點(diǎn)、線、面、體或節(jié)點(diǎn)、單元等以某平面為對稱面映射操作創(chuàng)建新的圖元。注意：鏡面映射必須是在直角坐標(biāo)系下進(jìn)行Reflect——鏡面映射相對YZ平面映射相對XY平面映射相對XZ平面映射面的映射映射沿平面映射實體.修改映射方向:X關(guān)于YZ平面映射Y關(guān)于XZ平面映射Z關(guān)于XY平面映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.Whatisthedirectionofreflectioninthiscase?

Delete——刪除Delete——刪除，多余的或者錯誤的幾何實體元素或節(jié)點(diǎn)單元等，需要利用刪除菜單將其刪除。注意刪除幾何元素時，要求它們沒有劃分單元網(wǎng)格，否則必須首先清除其上的單元。刪除節(jié)點(diǎn)和單元往往用于直接創(chuàng)建有限元模型的過程中，對于先建立實體模型再劃分單元網(wǎng)格的情況沒有用處。NumberingCtrls——數(shù)字控制NumberingCtrls——數(shù)字控制，可以合并點(diǎn)及單元的編號，壓縮點(diǎn)、線、面、體等的編號。合并項目壓縮編號CAD接口功能簡介ANSYS提供兩種圖形接口：一、通過標(biāo)準(zhǔn)IGES文件導(dǎo)入。CADIGESANSYS二、針對CAD產(chǎn)品的專用圖形文件接口。這類接口直接讀出某類CAD圖形文件，成功率高，過程更簡單，但需要購買授權(quán)。接口一、Pro/E、UG、CATIA都需要相應(yīng)的軟件二、IGES、SAT、Parasolid不需要專門的軟件，但需要相應(yīng)的后綴文件ANSYS的CAD接口產(chǎn)品為CAD的文件格式到ANSYS的傳輸提供一個界面.保存原始模型的特性（不需要先輸出再輸入）在有些情況下，可以從CAD程序中直接進(jìn)入ANSYS.使用接口輸入，需要下面的licenses:Parasolids:ConnectionforParasolids,ANSYSPro/E:Pro/E,ConnectionforPro/E,ANSYSUnigraphics:Unigraphics,ConnectionforUnigraphics,ANSYSSAT:ConnectionforSAT,ANSYSIGES輸入選項和工具Objective

ANSYS中可用的IGES選項和工具.拓?fù)湫迯?fù)工具顯示并列示分開的邊界，對邊界和間隙進(jìn)行merge操作，刪除多余的線和面.幾何修復(fù)工具創(chuàng)建丟失的線和面，修復(fù)模型.幾何簡化工具檢查并顯示短小的線或環(huán)，將分開的線或面連來，填充面或孔，去掉突起.可用的修復(fù)工具:1.拓?fù)湫迯?fù)工具2.幾何修復(fù)工具3.幾何簡化工具IGES輸入選項和工具（續(xù)）ANSYS輸入IGES文件選項，自動Merge間隙，刪除小面，建立實體Merge間隙，建立實體模型，刪除小面7IGES輸入過程輸入IGES模型的菜單路徑:UtilityMenu:File>Imp