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高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 线单元: Beam(梁)单元是用于螺栓(杆)，薄 壁管件，C形截面构件，角钢或者 狭长薄膜构件(只有膜应力和弯应 力的情况)等模型。 Spar (杆)单元是用于弹簧，螺杆， 预应力螺杆和薄膜桁架等模型。 Spring 单元是用于弹簧，螺杆， 或细长构件，或 通过刚度等效替代 复杂结构等模型。 June 3, 1996June 3, 1996 1 1 高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 壳单元: Shell (壳)单元用于薄面板 或曲面模型。 壳单元分析应用的基本原则是 每块面板的主尺寸不低于其 厚度的10倍。 准则 June 3, 1996June 3, 1996 2 2 高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 X-Y 平面单元: 在整体笛卡尔X-Y平面内（模型必须建在此面内），有几种类型 的ANSYS单元可以选用。其中任何一种单元类型只允许有平面应力 、平面应变 、轴对称、和/或者谐结构特性。 平面应力或应变: O K N J M P L I I J K,L,O PN M Triangular Option Y (or Axial) X (or Radial) June 3, 1996June 3, 1996 3 3 高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 平面应力 假定在Z方向上的应力为零 ，主要有以下特点： 4 当Z方向上的几何尺寸远远小于X 和Y方向上的尺寸才有效。 4 所有的载荷均作用在XY平面内。 4 在Z方向上存在应变。 4 运动只在XY平面内发生。 4 允许具有任意厚度 (Z方向上) 。 平面应力 分析是用来分析诸如承 受面内载荷的平板、承受压力或远 离中心载荷的薄圆盘等结构。 June 3, 1996June 3, 1996 4 4 高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 平面应变 假定在Z方向的应变为零， 主要具有以下特点： 4 当Z方向上的几何尺寸远远大于X 和Y方向上的尺寸才有效。 4 所有的载荷均作用在XY平面内。 4 在Z方向上存在应力。 4 运动只在XY平面内发生。 平面应变分析是用于分析那种一个方向 的尺寸（指定为总体Z方向）远远大于 其它两个方向的尺寸，并且垂直于Z轴 的横截面是不变的。 June 3, 1996June 3, 1996 5 5 高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 轴对称 假定三维实体模型是由XY面内 的横截面绕Y轴旋转360o 形成的（管 ，锥体，圆板, 圆顶盖，圆盘等）。 4 对称轴必须和整体 Y 轴重合。 4 不允许有负 X 坐标。 4 Y 方向是轴向，X方向是径向， Z 方向是周向 (hoop) 。 4 周向位移是零；周向应变和应力十 分明显。 4 只能承受轴向载荷（所有载荷）。 Hoop June 3, 1996June 3, 1996 6 6 高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 谐单元 将轴对称结构承受的非 轴对称载荷分解成傅立叶级数 。傅立叶级数的每一部分独立 进行求解，然后根据再合并到 一起。 谐单元较常用于单一受扭或受 弯的分析求解，其中受扭和受 弯对应于傅立叶级数的第1和第 2项。这种简化处理本身不具有 任何近似性！ 单元坐标系 (显示的是 KEYOPT(1)=0情形) OK J M P L I I J K,L,O PN M Triangular Option y x N Y (Axial) X (Radial) June 3, 1996June 3, 1996 7 7 高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 谐单元 - 举例： 假定一承受剪力， 弯矩，和/或者扭矩的轴。 轴上的扭矩以傅立叶级数的一项施加到轴上。这时，除了扭矩外，事实上是 一般的轴对称问题。 弯矩和横向剪力可以分别作为傅立叶级数的其它两项施加到轴上。 谐单元还可以用于实际当中的任意循环分布载荷，这可能需要分解成50-100 项傅立叶级数才能得到满意的结果。 M V T June 3, 1996June 3, 1996 8 8 高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 三维实体单元: 用于那些由于几何、材料 、载荷或分析结果要求考 虑的细节等原因造成无法 采用更简单单元进行建模 的结构。 四面体模型使用CAD建模 往往比使用专业的FEA分 析建模更容易，也偶尔得 到使用。 K R L Q O P M N J I X Y Z Tetrahedron mesh Brick mesh June 3, 1996June 3, 1996 9 9 高效率建模方法 - 单元种类(续) 主要单元类型举例 专用单元: 专用单元 包括接触单元 - 用于构件 间存在接触面的结构建模，如涡轮盘 和叶片，螺栓头部和法兰，电触头， 以及O-圈等等。 做好接触分析要求有这方面的知识和 经验。 J I GAP M or M/2 C X Y Z FSLIDE K1 K2 M or M/2 June 3, 1996June 3, 19961010 高效率建模方法 - 单元种类(续) 其它可供选择的单元类型 线性单元 / 二次单元 / p单元: 一旦你决定采用平面、三维壳或者三 维实体单元，还需要进一步决定采用线性 、四边形或P单元。 线性单元和高阶单元 之间明显的差别是线性单元只存在 “角节 点”，而高阶单元还存在 “中节点”。下面 还提到一些差别。 线性单元内的位移按线性变化， 因此(大多数时)单个单元上的应 力状态是不变的。 二次单元内的位移是二阶变化的 ，因此单个单元上的应力状态是 线性变化的。 p单元内的位移是从2阶到 8阶变 化的，而且具有求解收敛自动控 制功能，自动各位置上分析应当 采用的阶数。 June 3, 1996June 3, 19961111 高效率建模方法 - 单元种类(续) 其它可供选择的单元类型 线性单元 / 二次单元 / p单元(续): 采用越来越高阶的单元，给曲线结构划分越来越稀疏的单元网格， ANSYS开始向你发出警告，甚至发出由于单元扭曲变形超过单元允 许范围而引起网格划分失败的信息。其原因是，由于模型表面单元 的弯曲程度过大，使部分中节点偏离了自身位置， 最终决定了你能 划分单元网格的稀疏程度。同其它软件一样，ANSYS程序允许用更 高阶的直边单元划分网格 (降低了实际几何模型的精度，特别是对于 p单元而言，通常极不理想)，也允许用不带中节点的更高阶单元划 分单元网格 (即降低了几何模型的精度，又降低了单元精度，所以在 通常情况下更不理想)。所以，一般建议采用尽可能稀疏的单元网格 ，而又不至于出现形状检查警告。 June 3, 1996June 3, 19961212 高效率建模方法 - 单元种类(续) 其它可供选择的单元类型 线性单元 / 二次单元 / p单元(续): 你不能将接触单元同具有中节点的单元连起来 ( 仅对于节点-节点和节点-面接触 单元而言- 对于面-面接触单元则是允许的)。类似地，在热分析问题中， 你不能 将辐射link单元或者非线性对流表面添加到具有中节点的单元上。(ANSYS 提供 了多种划分必须忽略中节点的单元网格的方法)。 (不建议) (建议) 在非线性材料特性区域内，二次单元并不比线性单元更有效。 June 3, 1996June 3, 19961313 高效率建模方法 - 单元种类(续) 其它可供选择的单元类型 四边形单元 / 三角形单元，块单元 / 四面体单元(续): 全部采用三角形单元网格的理由是相当少的。给面进行单元网格划分 的实质问题是，你是否允许模型中存在一些三角形单元网格。实际上 ，各处存在三角形单元会相当麻烦，但是应当仔细思考下列问题: 如果采用更高阶单元，三角形单元的计算精度接近于二次单元。 所以，全部采用二次单元网格也是没有什么理由的。 如果你采用线性单元，三角形单元就十分糟糕- 但是，不这样会 使四边形单元网格扭曲。除了多数不重要的结构外，任何四边形 单元网格(结构的或者非结构的)不得不包含部分形状糟糕的三角 形单元网格 。所以，还是没有理由全部采用四边形单元。 June 3, 1996June 3, 19961414 高效率建模方法 - 单元种类(续) 其它可供选择的单元类型 四边形单元 / 三角形单元，块单元 / 四面体单元(续): 建立三维实体模型需要作出下列选择： 使用四面体单元划分网格 4 采用简便方法建立实体模型。 4 选用二次单元或者 p单元。 或 者 使用块单元划分单元网格 4 选用块单元网格建立实体模型。通常需要花费更多时间和精力。 划分子区域 连接处理 延伸 4 采用任何块单元。 June 3, 1996June 3, 19961515 高效率建模方法 - 单元种类(续) 其它可供选择的单元类型 四边形单元 / 三角形单元，块单元 / 四面体单 元(续): 为什么使用四面体单元划分单元网格会有这 么大的困难呢？ 过去，有限元模型全部采用线性四面体单 元网格 (我们已经讲过这种模型十分“粗糙 ”)。 现在，使用二次单元和p单元的有限 元模型变得相当理想了。 四面体单元模型的自由度几乎是同等精度 的块单元单元模型的3到10倍。迄今求解 器技术取得了很大突破，大多数分析者还 是没有高性能的计算机来求解无关紧要的 四面体单元模型。 块单元网格: 125 个单元 216 个节点 四面体单元网格: 679 个单元 1230 个节点 June 3, 1996June 3, 19961616 高效率建模方法 - 单元种类(续) 其它可供选择的单元类型 四边形单元 / 三角形单元，块单 元 / 四面体单元(续): 还有其它一些因素帮你作出选择 ： 做接触分析，使用四面体单 元划分网格时还需要进行一 些处理，消除接触面上的中 节点 (只针对节点-节点接触 单元和节点-面接触单元，而 面-面接触单元则不需要)。 长或薄结构划分成块单元网 格可能更理想。 potential contact region June 3, 1996June 3, 19961717 ANSYS 分析采用的单位制 除电磁分析以外，你不必为ANSYS设置单位系统。简单地确定你将采用的单位 制，然后保证所有输入数据均采用该种单位制就可以 (即，ANSYS不能自动进行 单位转换)。 你确定的单位制将影响尺寸、实常数、材料特性和载荷等的输入值。 June 3, 1996June 3, 19961818 载荷考虑 与其它单个分析因素相比，选择合适的载荷对你的分析结果影响更大。 将载荷添加到模型上一般比确定是什么载荷要简单的多。 1919 载荷分类 载荷 包括边界条件和内外环境对物体的作用。可以分成以下几类： 定义 自由度约束 集中载荷 面载荷 体载荷 惯性载荷 2020 自由度约束 自由度约束就是给某个自由度(DOF)指定一已知数值 (值不一定 是零)。 定义 2121 自由度约束(续) 结构分析中的固定位移(零或者非零值) 。大多数自由度约束用作： 对称性边界条件或者称作“built-in”边界条件 指定刚体位移。 热分析中的指定温度。 举例 2222 自由度约束(续) 对称性或反对称边界 条件可以添加到线、 面或平面的节点上。 ( 它们中的每一个最后 成为各个节点上的一 组约束。) 在大多数情 况下，ANSYS将自动 确定约束的方向。 固定位移约束举例: 对称边界条件的添加 2323 自由度约束(续) 固定位移约束举例: 刚体位移约束 1st point pinned- 3 translational constraints 2nd point constrained in both directions normal to line between 1st & 2nd constrained points 3rd point constrained normal to plane passing through all 3 constrained points 该方块上下面受压。它需 要仔细选择6个平移自由度 ，并约束它们的刚体运动 ，但不能引起附加扭曲应 力。 2424 集中载荷 集中载荷 就是作用在模型的一个点上的载荷。 定义 2525 集中载荷 (续) 结构分析中的力和弯矩。 热分析中热流率。 集中载荷可以添加到节点和关键点上。(添加到关键点上的力将自动 转化到相连的应节点上。) 举例 2626 集中载荷 (续) 集中载荷通常是向由梁(beam)、杆(spars)和弹簧(springs)构成的非连续性 的模型添加载荷的一种途径。 对于由壳单元(shells)、平面单元(XY plane elements)或者三维实体单元(3- D solids)等组成连续性模型，集中载荷意味存在应力奇异点。 你可以用等效集中载荷代替静力分布载荷，并添加到模型上。 如果你不关心(集中载荷作用)节点处的应力，这样做是可以接受的。 对于结构分析而言 2727 面载荷 面载荷 就是作用在单元表面上的分布载荷。 定义 2828 面载荷(续) 结构分析中的压力。 热分析中的对流和热流密度。 面载荷可以添加到线或面上 (实体模型上的实体)、以及节点或单元上 。 作用在线或面上的面载荷最终会传到面内各个单元上。 举例 2929 面载荷(续) 在块顶面上施加均布压力 3030 面载荷(续) 变化面载荷情形 梯度 在面载荷中可能 会使用到。你可以给一 按线性变化的面载荷指 定一个梯度，例如水工 结构在深度方向上受到 静水压。 3131 面载荷(续) 面载荷不是垂直于表面的情形 某些类型的载荷只能作用在 面效应单元上，这些单元的作用是将载荷传递 到模型的其它单元： 结构实体单元 的切向 (或其它 方向) 压力。 实体热单元的 辐射描述。 3232 体载荷 体载荷 是分布于整个体内或场内的载荷。 定义 3333 体载荷(续) 结构分析中的温度载荷。 热分析中生热率。 电磁场分析中电流密度。 体载荷可以、添加到关键点或节点上。 (关键点上的体载荷最终将转化成各个 节点上的一组组体载荷。) 举例 3434 体载荷(续) 体载荷分布复杂情形 体载荷分布一般都很复杂，必 须通过其它分析才能得到，例 如通过热应力分析获得温度分 布。在某些情况下，体载荷是 由当前分析结果决定，这就需 要进行耦合场分析。 结构分析模型上温度分布 3535 惯性载荷 惯性载荷 是由物体的惯性（质量矩阵）引起的载荷，例如 重力加速度，加速度，以及角加速度。 定义 3636 惯性载荷(续) 特点 惯性载荷只有结构分析中有。 惯性载荷是对整个结构定义的，是 独立于实体模型和有限元模型的。 考虑惯性载荷就必须定义材料密度 (材料特性DENS)。 绕Y轴的角速度 3737 添加载荷应遵循的原则 简化假定越少越好。 使施加的载荷与结构的实际承载状态保持吻合。 准则 3838 添加载荷应遵循的原则(续) 分析一受垂直载荷的托架。 怎样才能使模型左边边界在垂 直方向上不存在运动？ 举例: 向结构添加匹配载荷 3939 添加载荷应遵循的原则 你可能 需要约束Y方向上的一个点 - 但这样做会在约束点位置产生应力奇 异. constrained point stress singularity 举例: 向结构添加匹配载荷 4040 添加载荷应遵循的原则 如果你将整个左边边界的垂直自由度全部约束，可能会更好些，但人为阻碍“ 泊松效应”（即，一个方向上的应力引起其它方向上的应变），造成应力场局 部失真。 constrained edge 举例: 向结构添加匹配载荷 4141 添加载荷应遵循的原则 事实上，并没有很好的方法向该结构上添加垂直约束。如果希望得到精确的应力， 在分析中还应当将托架的支撑部分考虑进来。 举例: 向结构添加匹配载荷 4242 添加载荷应遵循的原则 如果你没法做得更好，只要其它位置结果正确也是可以认为是正确 的，但是你必须忽略“不合理”边界的附近一定区域内的应力。 加载时，你必须十分清楚各个加载对象。 更小的托架模型能更好地确定 孔周围的应力。 准则 4343 添加载荷应遵循的原则 除了对称边界外，实际上不存在真正的刚性边界。 不要忘记泊松效应。 添加刚体运动约束, 但不能添加过多的（其它）约束： 一块二维平面应力、平面应变、梁或杆模 型至少需要三个约束。 轴对称模型至少需要一个（轴向）约束。 三维实体或壳模型至少需要六个约束。 准则 X constraints Bracket 该模型边界条 件合理? 4444 添加载荷应遵循的原则 实际上，集中载荷是不存在的。 然而，只要你不关心集中载荷作用区域 的应力，完全可以以集中载荷添加将载荷添加到模型上。 这是一个带有切口的受拉板， 如果你只关心切口区域的应 力，集中载荷加载是完全可 以的。 准则 4545 添加载荷应遵循的原则 轴对称模型具有一些独一 无二的边界特性 。 在360度的基础上输 入集中力和输出反力 ，载荷大小等于整个 周向力的总和。 轴对称实体结构，象 实体杆件，应当约束 对称轴方向上的自由 度UX， 限制理论上 可能存在的不真实零 变形。 总集中力 = 2pr = 47,124 lb. 准则 三维结构二维模型 4646 添加载荷应遵循的原则 简化假定越少越好。 使施加的载荷与结构的实际承载状态保持吻合Statically 如果没法做得更好，只要其它位置结果正确也是可以认为使正确的，但 是你必须忽略“不合理”边界的附近一定区域内的应力。 加载时，必须十分清楚各个载荷的施加对象。 除了对称边界外，实际上不存在真正的刚性边界。 不要忘记泊松效应。 添加刚体运动约束, 但不能添加过多的（其它）约束。 实际上，集中载荷是不存在的。 轴对称模型具有一些独一无二的边界特性 。 总结 . 准则 4747 选择求解器 求解器 的功能是求解关于结构自由度的联立线性方程组 - 这个过程可能需要 花费几分钟(1,000个自由度)到几个小时或者几天 (100,000 - 1,000,000 自由度)，基本上取决于你所用计算机的速度。对于简单分析，可能需要 一、两次求解。对于复杂的瞬态或非线性分析，可能需要进行几十次、 几百次、或者甚至几千次求解。 ANSYS提供了三个求解器用于一般求解：波前求解器（Frontal solver）和 PCG求解器（ PCG solver）（预条件共扼梯度, 或者 “Power求解器”） 。稀疏矩阵求解器（Sparse solver） 也可以使用，主要用于非线性问 题。 4848 波前求解器 / PCG求解器 下面是二者的差别对比表： 准则 4949 波前(Wavefront)求解器 波前求解器经常发出“主对角值”或“主元”为小或负的警告或错误信 息，指出求解发生奇异。任何一条信息都指出某个特定的自由度 从你的约束中忽略掉。 5050 Power求解器 Power求解器不检验求解的奇异问题。存在奇异的情况下，它仍可以计算 求解，或者结果不收敛，但仍然进行所有的PCG迭代计算，并输出错误 信息。 5151 练习 - 分析方案 根据附录提供的信息，以3或4 个齿为组，确定齿轮的分析方 案。 同所在的小组其它成员讨 论你的想法和分析方案，并提 交你的结果。 练习 June 3, 1996June 3, 19965252 练习 - 分析方案(续) 这里是提供来分析的两个对象： 1. 当两切槽处施加载荷时，确定(+/- 10%)轮的弹性常数。 2. 当轮绕Z轴旋转时，确定结构的 (+/- 10%)最 大von Mises应力。 w All reentrant corners have fillets June 3, 1996June 3, 19965353 有限元分析 有限元分析(FEA) 是对物理现象（几何及载荷工况）的模拟，是对真实情 况的数值近似。通过划分单元，求解有限个数值来近似模拟真实环境的无 限个未知量。 5454 ANSYS的分析方法 Objective 2-1. ANSYS分析过程中三个主要的步骤. 1. 创建有限元模型 创建或读入几何模型. 定义材料属性. 划分单元 (节点及单元). 2. 施加载荷进行求解 施加载荷及载荷选项. 求解. 3. 查看结果 查看分析结果. 检验结果. (分析是否正确) 5555 ANSYS的分析方法(续) 1. 建立有限元模型 3. 查看结果 2. 施加载荷求解 主菜单 分析的三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现. Objective 2-2. ANSYS分析步骤在GUI中的体现. 5656 ANSYS的分析方法(续) ANSYS GUI中的功能排列 按照一种动宾结构，以动 词开始（如Create), 随后 是一个名词 (如Circle). 菜单的排列，按照由前到后 、由简单到复杂的顺序，与 典型分析的顺序相同. 5757 Lesson B. 文件管理 5858 ANSYS文件及工作文件名 Objectives 2-3a. ANSYS怎样在分析中使用文件. 2-3b. ANSYS使用的文件格式. 2-3c.确定默认的ANSYS文件名. ANSYS在分析过程中需要读写文件. 文件格式为 jobname.ext, 其中 jobname 是设定的工作文件名, ext 是由ANSYS定义的扩展名，用于区分文件的用途和类型. 默认的工作文件名是 file. 5959 ANSYS文件及工作文件名(续) 一些特殊的文件 数据库文件jobname.db二进制 Log 文件jobname.log文本 结果文件jobname.rxx二进制 (例如：结构)jobname.rst 图形文件jobname.grph二进制 (特殊格式) 6060 ANSYS数据库 (续) Objective 2-4a.ANSYS数据库中存储的数据. ANSYS的数据库，是指在前处理、求解及后处理过程中， ANSYS保存在内存中的数据。数据库既存储输入的数据， 也存储结果数据: 输入数据 - 必须输入的信息 (模型尺寸、材料属性、载荷等). 结果数据 - ANSYS计算的数值 (位移、应力、应变、温度等). Definition 6161 ANSYS数据库 (续) Objective 2-4b.存储数据库操作. 存储操作将ANSYS数据库从内存中写入一个文件 。数据库文件（以db为扩展名）是 数据库当前状态的一个备份. 弹出一个对话框，允许将数据库存储到另外名字的文件 上。 (注意在ANSYS中， “Save as” 只将数据库拷贝到另 外一个文件名上，并不改变当前的工作文件名). 立即保存数据库到 jobname.db文件中，其中 jobname为工作文件名。 6262 ANSYS数据库 (续) Objective 2-4c.恢复数据库操作. 与 “Save as,”类似， “Resume from” 读入给定文件 名的数据库文件，但当前的工作文件名不变. 恢复操作将数据库文件中的数据读入内存中，在这个过程中，将首先清除目 前内存中的数据，将之替换成数据库文件中的数据. 立即恢复名为 jobname.db的文件. Jobname为在 ANSYS启动对话框中设定的工作文件名. 6363 有关存储与恢复操作的提示 您必须选择一个存储命令，将数据库保存到文件中. 建议在分析过程中，隔一段时间存储一次数据库文件. 在进行不清除后果的（例如划分网格）或会造成重大 影响的（例如删除操作）操作以前，最好先存储一下 数据库文件. 如果在进行一个操作以前刚刚存储完数据库，您可以 选择工具条中的RESUME_DB，进行 “undo”。 6464 ANSYS文件指南 Guidelines 为了最大程度地减小由于误操作引起的文件覆盖等，我们建议您培养以下 习惯： 1) 针对每个分析项目，设置单独的子目录； 2) 每求解一个新问题使用不同的 工作文件名. 在AYSYS启动对话框中设置 工作文件名. ANSYS的Output文件在交互操作中并不自动被写出，在交互操作中，您 必须用Utility Menu: File Switch Output to File把output写到一个文 件中. 分析完成后，您必须保存如下文件: log 文件 ( .log), 数据库文件 ( .db), 结 果文件 ( .rst, .rth等), 载荷步文件 (.s01, .s02, .), 输出文件 ( .out), 物理环 境文件 (.ph1, .ph2, .). 注意 log 文件只添加，不会覆盖. 6565 使用Windows Explorer时的注 意事项当使用Windows Explorer管理ANSYS文件时，建议作如下设置: View Options 这些设置将显示ANSYS文件的扩展名，以利于ANSYS文件管理. 6666 Lesson A. 实体建模的概念 6767 实体模型及有限元模型 Objective 3-1.区分实体模型与有限元模型 现今几乎所有的有限元分析模型都用实体模型建模. 类似于CAD，ANSYS以数学的 方式表达结构的几何形状，用于在里面填充节点和单元，还可以在几何模型边界上 方便地施加载荷. 但是， 几何实体模型并不参与有限元分析. 所有施加在几何实体边 界上的载荷或约束必须最终传递到有限元模型上（节点或单元上）进行求解. 由几何模型创建有限元模型的过程叫作网格划分（meshing). Meshing 几何实体模型有限元模型 6868 ANSYS中的图元 (即使想从CAD模型中传输实体模型，也应该知道如何使用ANSYS建模工具修改传入的 模型.) 下图示意四类图元. 体 (3D模型) 由面围成，代表三维实体. 面 (表面) 由线围成. 代表实体表面、平面 形状或壳（可以是三维曲面）. 线 (可以是空间曲线) 以关键点为端点， 代表物体的边. 关键点 (位于3D空间) 代表物体的角点. Areas Volume Keypoints Lines Area Objective 3-3.四类实体模型图元, 以及它们之间的层次关系. 6969 ANSYS中图元(续) 层次关系 从最低阶到最高阶，模型图元的层次关系为： 关键点（Keypoints） 线（Lines） 面（Areas） 体（Volumes） 提示: 如果低阶的图元连在高阶图元上，则低阶图元不能删除. Keypoints Lines Areas Volumes Ill just change this line Lines Keypoints Areas Volumes OOPs! 7070 Lesson B. 工作平面 7171 工作平面 Objective 3-4.定义工作平面 工作平面 (WP) 是一个可移动的参考平面，类似于”绘图板“。 wy wxx y 工作平面 Definition 原点 辅助网格，间距 可调 7272 工作平面 (续) 工作平面控制 移动工作平面 的选项 有关坐标系统的选 项 (将在以后的课 程中讨论) Utility Menu: WorkPlane 7373 工作平面 (续) 要显示工作平面: Utility Menu: WorkPlane Display Working Plane Procedure 1. . 2. . 3. . 显示工作平面标记， 表示工作平面的原点. Objective 3-5.显示工作平面，辅助网格的开关及密度控制 7474 工作平面 (续) 工作平面辅助网格开关: Utility Menu: WorkPlane WP Settings . Procedure 1. . 2. . 3. . 选取二者其中任意一 个，显示工作平面辅 助网格，然后选择OK 或 Apply. 7575 辅助网格间距 改变辅助网格的间距: Utility Menu: WorkPlane WP Settings . Procedure 1. . 2. . 3. . 输入间距 值，然后 选择OK 或Apply. 间距为0.1 间距为 0.05 7676 捕捉功能 Objective 3-6.捕捉开关及捕捉增量. 在徒手创建几何图元时，捕捉功能用离散的、可控的增量代替光 滑移动，更精确地选取坐标或关键点等. 捕捉功能的特点: 捕捉可以打开或关闭. 捕捉增量可调. 捕捉增量可设置与工作平面间距相等(相当于在坐标纸上绘图). 7777 捕捉功能 (续) 打开或关闭捕捉: Utility Menu: WorkPlane WP Settings . Procedure 1. . 2. . 3. . 选取则打开捕捉，不选取则关闭捕捉，然后选 择OK 或 Apply. 7878 捕捉功能 (续) 要修改捕捉增量: Utility Menu: WorkPlane WP Settings . Procedure 1. . 2. . 3. . 输入捕捉 增量，然 后选择OK 或Apply. 图示为使用捕捉功能画矩形，其中捕捉增量等于辅助网格间距.79 79 移动工作平面 Objective 3-7.移动工作平面. 工作平面原点的缺省位置与总体坐标原点重合，但可以平移工作平面， 便于创建2D几何模型. 缺省：工作平面原点与总体坐标原点重合.移动了工作平面以后. 8080 移动工作平面(续) 设定平移量 将工作平面平移到 一个目标上 定义工作平面的 取向 注: 从当前的工作平面位置进行平移操作. 8181 移动工作平面(续) 要以设置增量方式平移工作平面: Utility Menu: WorkPlane Offset WP by Increments . Procedure 1. . 2. . 3. . 选择方向平移工作平面，然后选择OK 或 Apply. 8282 工作平面及激活的坐标系统 工作平面是2D的绘图板，用于定位 在建模过程中几何项目. Main Menu: Modeling Create Keypoints On Working Plane + 总体及局部坐标系统（例如柱坐标， 用户定义坐标等）用于设定几何项目 在空间的位置. Main Menu: Modeling Create Keypoints In Active CS . 激活坐标系统可以与工作平面重合，也可以是总体坐标（或局部坐标）系统。这个话题将在后面的课程 中详细描述. 8383 2-D 体素(续) Objective 3-9.列出并创建三种2D体素. ANSYS中的 2D 体素: 矩形圆多边形 8484 2-D 基体素(续) 创建2D体素: Main Menu: Preprocessor -Modeling- Create Procedure 1. . 2. . 3. . 选择以“”结尾的菜单，将弹出拾取 菜单 (见下页），提示通过拾取方式 创建体素. 选择By Dimensions . 将弹出对话框 ，提示输入体素的坐标. 对话框示例 8585 2-D 体素(续) 需要牢记的 创建一个矩形，等于自动创建了9个图 元，4个关键点，4条线，1个面. Area . . Line Line Line Line Keypoints 创建的面将位于工作平面内，定义取决于工作平面的坐标系. ANSYS 将自动对每个图元编号. Oh yeah! I remember these entity things. 8686 Lesson D. 图元的绘制、编号、 及删除 8787 绘制（续） 要绘制面，线或关键点: Utility Menu: Plot Keypoints or Lines or Areas Procedure 1. . 2. . 3. . 8888 区分图元 打开面编号 的结果 Objective 3-11.在图形窗口中区分图元. 当多个图元同时在图形窗口中显示时，可以通过打开某种图元类型编号来区分它们，这 些图元以不同的标号和颜色显示. 8989 区分图元 (续) 打开编号显示: Utility Menu: PlotCtrls Numbering . Procedure 1. . 2. . 3. . 选取需要的项目， 然后选择OK. 控制是否编号和颜 色同时显示 (缺省), 只显示编号, 或只显 示颜色. 9090 区分图元 需要牢记的 编号显示在图元的“热点” 上. 对于面或体，热点为图形 中心. 对于线，有三个热点: 为什么这一点非常重要: 需要在图形窗口拾取取图元时，应该点取图形的 热点，确保拾取所需要的图元。这对于有多个图形重叠的情况非常重要. （如上图） 9191 区分图元 关于编号字体的大小 在PC上运行ANSYS，缺省的编号字体比较小，可按下述方法放大： 要放大编号字体: 1. Utility Menu: PlotCtrls Font Controls Entity Font . 2. 选择需要的字体、尺寸等 3. 选择 OK. 4. Utility Menu: Plot Replot Procedure 1. . 2. . 3. . 9292 删除图元 Objective 3-12.删除面，线及关键点. 当删除图元时，ANSYS提供两种选择: 可以只删除指定的图元，保留这个图元所包含的低阶图元 也可以连这个图元包含的低阶图元一块删去. 只删除面，保留面 上的线及关键点 删除面以及面所包含的低阶 图元（线，关键点） 9393 删除图元(续) 要删除一个或多个图元 : Main Menu: Preprocessor -Modeling- Delete Procedure 1. . 2. . 3. . 在图形窗口中拾取一个或多个 图元（本例中为面），然后选 择OK 选择图元(注意前页所 述两种方式）. 9494 Multi-Plots 使用 Multi-Plots 功能, ANSYS 将在图形窗口同时显示 显示所有数据（包括体、面、线、关键点，以及节点、 单元）. 要使用 multi-plot: Utility Menu: Plot Multi-Plots Procedure 1. . 2. . 3. . 根据编号对话框中的设置，显示编号及颜色. 9595 ANSYS在线教学 要进入ANSYS在线教学: 注意: 需要符合 HTML 3.2标准的浏览器 Toolbar: TUTORIAL Procedure 1. . 2. . 3. . 1. 选择浏览器. 2. 选择 OK. 2018/12/272018/12/279696 ANSYS在线教学（续） 调整ANSYS及浏览器的窗口，使它们在屏幕中并排. (下图是21英寸 显示器窗口排步示例.) 1. 缩小浏览器宽度，使图中 三个按钮在窗口中央，并 将窗口移到平面右边. 2. 缩小ANSYS输入窗口 、应用窗口以及工具 条窗口的宽度（全部 向左排列）. 3. 缩小ANSYS图形窗口的尺 寸，使主菜单在左边，浏 览器窗口在右边，. 2 3 1 2 3 1 22 2018/12/272018/12/279797 ANSYS在线教学（续） 选择在线教学窗口上部的Start Here 按钮将得到更多运行在线教 学方面的信息. 注意: 运行ANSYS在线教学需要计算机系统至少支持256色(建议 32