ANSYS基础教程实体建模Word格式文档下载.docx

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–体由面围成，面由线组成,线由关键点组成.

–实体的层次从底到高:

关键点→线→面→体.如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除.

另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体.

建立实体模型可以通过两个途径:

–由上而下

–由下而上

由上而下建模；

首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状.

由下而上建模；

首先建立关键点，由这些点建立线.

可以根据模型形状选择最佳建模途径.

下面详细讨论建模途径。

B.由上而下建模

–开始建立的体或面称为图元.

–工作平面用来定位并帮助生成图元.

–对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算.

图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体.

二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形.

三维图元包括块体,圆柱体,棱体，球体,和圆锥体.

当建立二维图元时，ANSYS将定义一个面，并包括其下层的线和关键点。

当建立三维图元时，ANSYS将定义一个体，并包括其下层的面、线和关键点。

图元可以通过输入尺寸或在图形窗口拾取来建立。

–例如建立实心圆:

前处理>

-建模-生成>

-面-圆>

–生成块体:

Preprocessor>

-Modeling-Create>

-Volumes-Block>

工作平面—一个可动的二维参考平面，用来定位确定图元。

缺省状态下，工作平面原点与整体坐标系原点重合，但可以把工作平面移动或旋转到任意位置.

–利用显示格栅，在工作平面上作图就象在方格纸上作图。

–除了格栅的设置外，工作平面是无限的。

所有的工作平面命令菜单均在UtilityMenu>

WorkPlane.

工作平面控制菜单（WPSettings）控制下列内容:

–WPdisplay-只显示三个坐标轴（缺省）,只显示格栅，或两者均显示。

–Snap-便于在工作平面上拾取格栅上的点.

–Gridspacing–栅距.

–Gridsize-显示的工作平面大小（大小无限制）.

用Offset和Align菜单可以把工作平面移到期望的任意位置.

–通过增量移动工作平面

用按扭实现（通过指针滑动实现）.

或输入希望的增量值.

或使用动态方式（类似移动-缩放-转动）.

–OffsetWPto>

保持其当前方向，简单地平移工作平面到期望的位置:

已经存在的一个或多个关键点.若拾取多个关键点，则工作平面移到这些关键点的平均位置处.

已经存在的一个或多个结点.

通过坐标值指定的一个或多个位置.

总体坐标系原点.

激活坐标系的原点.

–AlignWPwith>

此命令用于定位工作平面.

例如,AlignWPwithKeypoints命令提示拾取三个关键点-一个为原点一个定义X-轴,一个定义X-Y平面.

把工作平面移动到其缺省位置（总体坐标系原点，X-Y平面内）时,点击AlignWPwith>

GlobalCartesian.

演示:

–清除数据库

–显示工作平面并通过拾取方式建立几个关键点，注意拾取时显示的坐标值.

–打开格栅，改变间距，并激活捕捉.

–建立更多的关键点.注意指针如何捕捉格栅上的点.

–定义两个矩形—一个通过定义角点，另一个通过定义尺寸.

–现在把工作平面平移到几个关键点的平均位置处,然后在平面内将其转30o.

–定义多于两个矩形—通过定义角点或通过定义尺寸生成。

注意矩形方向的变化.

–沿总体坐标原点调整工作平面，然后用拾取或输入尺寸的方法生成三维图元.

布尔运算是对几何实体进行合并的计算。

ANSYS中布尔运算包括加、减、相交、叠分、粘接、搭接.

布尔运算时输入的可以是任意几何实体从简单的图元到通过CAD输入的复杂的几何体。

所有的布尔运算可以在GUI界面下获得Preprocessor>

-Modeling-Operate.

在缺省状态下,布尔运算时输入的几何实体在运算结束后将删除.

被删除实体的编号数被“释放”（即,这些编号可以可以指定给新的实体，并从可以获得的最小编号开始）。

加

–把两个或多个实体合并为一个.

粘接

–把两个或多个实体粘合到一起，在其接触面上具有共同的边界

–当你想定义两个不同的实体时特别方便（如对不同材料组成的实体）

搭接

–类似于粘合运算，但输入的实体有重叠.

减

–删除“母体”中一块或多块与子体重合的部分。

–对于建立带孔的实体或准确切除部分实体特别方便.

·

叠分

–把一个实体分割为两个或多个，它们仍通过共同的边界连接在一起.

–“切割工具”可以是工作平面、面线甚至于体.

–在用块体划分网格时，通过对实体的分割，可以把复杂的实体变为简单的体.

相交

–只保留两个或多个实体重叠的部分.

–如果输入了多于两个的实体,则有两种选择:

公共相交和两两相交

公共相交只保留全部实体的共同部分.

两两相交则保留每一对实体的共同部分，这样，有可能输出多个实体.

互分

–把两个或多个实体分为多个实体，但相互之间仍通过共同的边界连接在一起。

–若想找到两条相交线的交点并保留这些线时，此命令特别有用，如下图所示.（交运算可以找到交点但删除了两条线）

–通过在矩形中减去一个圆实现钻一个孔（或者在一个块体中减去柱体实现）

–画两个相交的实体，并存储db,然后作交运算.现在恢复db并对实体进行相加.注意比较两种运算的不同.（合运算类似交运算.）

–模型:

block,-2,2,0,2,-2,2

sphere,2.5,2.7

vinv,all!

intersection

C.由下而上建模

由下向上建模时首先建立关键点，从关键点开始建立其它实体。

如建立一个L-形时,可以先下面所示的角点.然后通过连接点简单地形成面，或者先形成线，然后用线定义面.

关键点

定义关键点:

–Preprocessor>

Keypoints

–或者用K命令组立的命令:

K,KFILL,KNODE,等.

生成关键点时只需要关键点的编号及点的坐标值数据.

–关键点编号的缺省值为下一个整数

–坐标位置可以通过在工作平面上拾取或输入X,Y,Z坐标值确定.坐标值如何确定？

它依赖于当前激活坐标系.

激活坐标系

缺省时是总体直角坐标系.

用CSYS命令（或UtilityMenu>

WorkPlane>

ChangeActiveCSto）可将其改变为

–总体直角坐标系[csys,0]

–总体柱坐标系[csys,1]

–总体球坐标系[csys,2]

–工作平面[csys,4]

–或用户定义的局部坐标系[csys,n]这些坐标系将在下面介绍。

总体坐标系

模型的总体参考系.

可以是直角坐标系（0）、柱坐标系

（1）或球坐标系

（2）.

–例如,总体直角坐标系中的点（0,10,0）与总体柱坐标系中的点（10,90,0）是同一个点.

局部坐标系

用户在期望的位置定义的坐标系,其ID编号大于或等于11.位置可以在:

–工作平面原点[CSWP]

–位于特定的坐标位置[LOCAL]

–位于已经存在的关键点[CSKP]或节点[CS]

可以是直角坐标系、柱坐标系或球坐标系.

可以绕X、Y、Z轴旋转.

工作平面坐标系

依附于工作平面上.

主要用来确定实体图元的位置及方向.

也可以通过在工作平面上拾取来定义关键点.

可以定义多个坐标系，但任何时候只能有一个坐标系被激活.

有些几何实体受定义时激活坐标系的影响[CSYS]:

–关键点和节点位置

–线的曲率

–面的曲率

–生成或填充的关键点和节点

–等等.

图形窗口标题显示了活动坐标系.

有许多方法定义线，如：

如果定义面或体,ANSYS将自动生成未定义的线，线的曲率由当前激活坐标系确定.

在生成线时，关键点必须存在。

用由下向上的方法生成面时，需要的关键点或线必须已经定义

如果定义体，ANSYS将自动生成未定义的面、线，线的曲率由当前激活坐标系确定.

用由下向上的方法生成体时，需要的关键点或线或面必须已经定义

–生成5个关键点（1,2）,（3,2）,（4,0）,（1,1.5）,（2.5,0）

–转到CSYS,1并在激活坐标系中关键点4和5之间生成线（“inactiveCS”）。

–转回CSYS,0并通过关键点生成面，注意其它需要的线将自动生成全部线都是直线.

–定义两个圆:

半径0.3R,圆心位于（2.25,1.5）

半径0.35R,圆心位于（3.0,0.6）

–从基本面中减去两个圆.（这里采用由上而下和由下而上的建模方式.）

–存为r.db

在由上而下和由下而上的建模方式均可对实体进行布尔运算.

除了布尔运算，还有许多其它操作命令:

–拖拉

–缩放

–移动

–拷贝

–反射

–合并

–倒角

拖拉

利用已经存在的面快速生成体（或由线生成面或由关键点生成线）.

如果面已经划分了网格，单元也可以随着面一起拖拉

有四种方法拖拉面:

–法向拖拉—通过对面的法向偏移形成体[VOFFST].

–XYZ偏移—通过对面的总体XYZ方向偏移形成体[VEXT].可以锥形拖拉

–沿坐标轴—绕坐标轴旋转面形成体（也可通过两个关键点旋转）[VROTAT].

–沿直线—沿一条线或一组邻近的线拖拉面形成体[VDRAG].

缩放

从一种单位系统转到另一种单位系统时特别方便.

移动

通过增量DX,DY,DZ控制实体的移动或旋转.

–DX,DY,DZ定义在激活坐标系中

–平移实体时，令激活坐标系为直角坐标系

–转动实体时，令激活坐标系为柱或球坐标系

–可以使用下列命令VGEN,AGEN,LGEN,KGEN

另一个选项是把坐标转换到另一个坐标系中.

–转换发生在激活坐标系与指定的坐标系之间.

–此命令在对一个实体的移动和旋转同时进行时很有用.

–可使用下列命令

VTRAN,ATRAN,LTRAN,KTRAN

拷贝

生成实体的多个拷贝

通过复制的份数（2及其以上）及增量DX,DY,DZ控制.DX,DY,DZ定义在激活坐标系中.

对于生成多个孔、翼等特别有用.

反射

沿平面反射实体.

修改反射方向:

–X关于YZ平面反射

–Y关于XZ平面反射

–Z关于XY平面反射

所有的方向均定义在激活坐标系，且必须是直角坐标系.

合并

把两个实体合并，并删除重合的关键点.

–合并关键点时，如果存在高一层次重合的实体，也将自动被合并.

通常在反射、复制或其它操作后产生重合的实体时需要合并.

倒角

线的倒角连接需要两条相交的线，且在相交处有共同的关键点.

–如果共同的关键点不存在，则首先作互分的运算.

–ANSYS不改变依附的面（如果有），因此，需要用加或减的命令修改倒角区域.

面的倒角与此相似

–恢复r.db文件（需要时）

–在点（0,0）and（0,1）处生成两个关键点连成轴,然后绕轴把面旋转60o拉伸

–重新调如r.db

–绕Y轴径向复制rib:

在整体坐标系原点建立局部柱坐标系，具有角度THYZ=-90

复制7份（6份是新复制的）增量为DY=15

–用ASKIN,P命令生成3个外部表面

–以0.5R在上部和右边线之间倒角.（注意附着于面上的线已被修改.这在某些情况下是允许的.）

–通过线生成三角形的面，然后从主面中减去它。