实体建模.ppt

有限元及ANSYS 主讲 胡国良 华东交通大学机电工程学院机电教研室 glhu2006 MP第2章实体建模 2 主要内容 有限元模型建立的方法坐标系工作平面自底向上建模自顶向下建模布尔操作图元编辑 3 A有限元模型建立的方法 4 A 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 实体模型 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网格划分 Meshing 5 A 2四种创建模型的方法 四种途径创建ANSYS模型 包括几何实体模型和有限元模型 的方法 6 A 3实体模型概述 直接输入几何实体来建模很方便 但有些情况下需要在ANSYS中来建立实体模型 例如 需要建立参数模型时 在优化设计及参数敏感性分析时建立的包含变量的模型 没有ANSYS能够读入的几何实体模型时 计算机上没有相关的绘图软件时 与ANSYS程序兼容的 在对输入的几何实体需要修改或增加时 或者对几何实体进行组合时 ANSYS有一组很方便的几何作图工具 本章将讨论这些作图工具 7 实体建模可以定义为建立实体模型的过程 基本定义 一个实体模型由体 面 线及关键点组成 体由面围成 面由线组成 线由关键点组成 实体的层次从低到高 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 A 3实体模型概述 8 建立实体模型可以通过两个途径 自底向上自顶向下 A 3实体模型概述 9 自底向上建模 首先建立关键点 由这些关键点建立较高级的实体图元 线 面和体 这样由点到线 由线到面 由面到体 由低级到高级 自底向上建模 A 3实体模型概述 10 自顶向下建模 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 自顶向下建模 A 3实体模型概述 11 不是所有遇到的实体都能够通过ANSYS的实体工具直接生成 对于有些几何特征复杂的实体 可以借助强大的布尔运算操作来完成 用户可以使用求交 相减或其他的布尔运算 直接用较高级的图元生成复杂的形体 布尔运算对于自底向上或者自顶向下的方法生成的图元均有效 A 3实体模型概述 12 一个复杂的面或体在模型中重复出现时 用户可以利用ANSYS的移动和复制功能快速实现 在方便的位置生成几何体 然后将其移动到所需之处 这样往往比直接改变工作平面生成所需的体更为方便 复制一个面 A 3实体模型概述 13 A 4从CAD图形中导入实体模型 ANSYS除了能够利用自带的功能建立模型外 还提供了强大的与其他CAD系统的接口 这样用户就可以用自己熟悉的CAD系统建好模型 比如利用UG Pro E等外部CAD软件 然后再把它导入到ANSYS中进行分析 从而避免了重复现有CAD模型的劳动 14 优点 直接法为直接根据结构的几何外形建立节点和元素 所以直接法对小型或简单的模型生成比较方便 采用直接法建模可使用户对几何形状及每个节点和单元的编号有完全的控制 A 5直接生成有限元模型 15 缺点 除最简单的模型外往往比较耗时 大量需要处理的数据可能令人难以忍受 不能用自适应网格划分 采用优化设计不方便 改进网格划分十分困难 比如面网格细化和SmartSizing等工具均不能使用 需要用户留意网格划分的每一个细节 容易出错 A 5直接生成有限元模型 16 B坐标系 17 B 1总体坐标系 18 缺省时 总体笛卡儿坐标系是活动坐标系 活动坐标系可为柱 或球 其它坐标系 B 1总体坐标系 19 举例 B 1总体坐标系 20 举例 圆台底面位于总体笛卡儿坐标系的X Y平面上 Z轴为其对称轴 底面半径100 顶面半径50 高300 问题 在圆台顶面边缘与X轴成60度角的位置上建立一个关键点 UtilityMenu WorkPlane ChangeActiveCSto GlobalCylindricalMainMenu Modeling Create Keypoints InActiveCS B 1总体坐标系 21 举例 B 1总体坐标系 22 B 2局部坐标系 23 定义局部坐标系在工作平面原点 AtWPorigin 通过关键点或节点 ByKeypointsorbynodes 在特定位置 AtSpecifiedLoc B 2局部坐标系 24 举例 创建局部柱坐标系 标识号 reference 11 UtilityMenu WorkPlane LocalCoordinateSystems CreateLocalCS By3Keypoints激活坐标系 11 UtilityMenu WorkPlane ChangeActiveCSto SpecifiedCoordinateSystem 在圆台顶面建立一个局部坐标系 原点位于8号点处 X方向沿全局笛卡儿坐标系的Y轴正向 并把它设为当前活动坐标系 B 2局部坐标系 25 B 3显示坐标系 列出关键点坐标系 UtilityMenu List Keypoints缺省时 显示坐标系 DSYS 被设置为全局直角坐标系 因此无论模型在何种坐标系中创建 列出的坐标值都位于全局直角坐标系中 改变显示坐标系 UtilityMenu WorkPlane ChangeDisplayCSto 显示坐标系是程序列表显示或者图形显示结果时所用的坐标系 26 B 4节点坐标系 节点坐标系用于定义节点自由度的方向 每个节点都有其自己的坐标系 缺省时 节点坐标系与全局直角坐标系平行 与定义的活动坐标系无关 27 有时 需要旋转模型中某些节点的节点坐标系 用于有坡度的滑动支撑或施加径向位移 B 4节点坐标系 28 观看节点坐标系 UtilityMenu PlotCtrls Symbols ToggleONNodalCS B 4节点坐标系 29 每个单元都有它自己的单元坐标系 它主要用于规定正交材料特性的方向和面力结果 如应力和应变 的输出方向 对后处理也是很有用的 如提取梁和壳单元的膜力 所有单元坐标系都是正交右手系 线单元的X轴通常从该单元的I节点指向J节点 线单元的单元坐标系 B 5单元坐标系 30 壳单元的单元坐标系 壳单元的X轴通常也是从该单元的I节点指向J节点方向 Z轴过I节点且与壳面垂直 其正方向由单元的I J和K节点按右手定则确定 Y轴垂直与X轴和Z轴 B 5单元坐标系 31 对于面单元和体单元而言 可采用下列命令将单元坐标系方向调整到已定义的局部坐标系上 MainMenu Preprocessor Modeling Create Element ElemAttributes B 5单元坐标系 32 结果坐标系用于显示计算的结果数据 位移 梯度 应力和应变等 当在通用后处理 POST1 中观看结果时 所有结果 应力 反力 都位于结果坐标系 resultscoordinatesystem 中 缺省时 POST1将所有结果转化为总体直角坐标系 包括经过 旋转 的节点上的结果 时间历程后处理器 POST26 中的结果总是以节点坐标系表达 B 6结果坐标系 33 改变结果坐标系 MainMenu GeneralPostprocessor OptionsforOutp B 6结果坐标系 34 改变结果坐标系的例子 B 6结果坐标系 35 举例 在下面的球壳模型中 当将结果坐标系由总体直角坐标系转化为全局柱坐标系后 可以观察到 SY 应力值和等值线的变化 B 6结果坐标系 36 坐标系小结 总体坐标系局部坐标系 在空间坐标定义和定位几何项 显示坐标系 用于各坐标值列表 节点坐标系 用于载荷和自由度定向 单元坐标系 定义材料特性及单元计算结果数据 结果坐标系 用于显示和解释结果 37 C工作平面 38 C 1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 wx x y 工作平面 原点 辅助网格间距可调 39 工作平面控制 移动工作平面的选项 有关坐标系统的选项 UtilityMenu WorkPlane C 1定义工作平面 40 显示 UtilityMenu WorkPlane DisplayWorkingPlane 显示工作平面标记 表示工作平面的原点 C 2显示工作平面 辅助网格的开关及密度控制 41 栅格开关 UtilityMenu WorkPlane WPSettings 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 C 2显示工作平面 辅助网格的开关及密度控制 42 栅格密度设置 UtilityMenu WorkPlane WPSettings 间距为0 1 间距为0 05 输入间距值 然后选择OK或Apply C 2显示工作平面 辅助网格的开关及密度控制 43 C 3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 44 捕捉功能的开 关 UtilityMenu WorkPlane WPSettings 选取则打开捕捉 不选取则关闭捕捉 然后选择OK或Apply C 3捕捉开关及捕捉增量 45 捕捉增量设置 UtilityMenu WorkPlane WPSettings 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 C 3捕捉开关及捕捉增量 46 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 C 4移动工作平面 47 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 C 4移动工作平面 48 设置增量方式平移工作平面 UtilityMenu WorkPlane OffsetWPbyIncrements 选择方向平移工作平面 然后选择OK或Apply C 4移动工作平面 49 D自底向上建模 50 D自底向上建模 自底向上建模思路 由建立最低图元的点到最高图元的体 即先建立点 再由点连成线 然后由线组合成面 最后由面组合成体 与首先定义体素不同 自底向上建模首先定义关键点 然后用这些关键点 线 面 体最终构成几何模型 应用 当不适用体素方法创建几何模型时要应用自底向上技术建模 当然 你可以任意交替使用两种方法 自顶向下和自底向上 进行建模 自底向上建模的开始一般是先定义关键点 51 D自底向上建模 关键点 关键点是指在绘图区的一个几何点 它本身不具有物理属性 实体模型建立时 关键点是最小的图元对象 关键点即为结构中的一个点的坐标 点与点连接成线也可直接组合成面及体 关键点的建立按实体模型的需要设定 但有时会建立些辅助点以帮助其他命令的执行 如圆弧的建立 52 D自底向上建模 关键点 输入选项关键点有多种建立方法 每种方法都有输入选项 具体请参照在线帮助中的提示 各选项对应于拾取菜单 也可能对应于对话框 帮助中详细讲解了每个选项的意义 例如 53 D自底向上建模 关键点 关键点的生成 MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints 54 D自底向上建模 关键点 在活动坐标系中定义关键点MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints InActiveCS 55 D自底向上建模 关键点 在工作平面中定义关键点MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints OnWorkingPlane拾取关键点 然后选择OK键 56 D自底向上建模 关键点 在已知线上给定位置定义关键点MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints OnLine 57 D自底向上建模 关键点 在两个关键点间填充关键点MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints FillbetweenKPs 58 D自底向上建模 关键点 在两个关键点之间建立关键点MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints KpbetweenKPs1 拾取起始和终止关键点 然后选择拾取菜单中的OK键2 选择中分比例 ratio d1 dnew d1 d2 或者相对距离 dist 方式 3 指定比例或距离值4 单击OK 59 D自底向上建模 关键点 修改一系列关键点MainMenu Preprocessor Modeling Move Modify Keypoints SetofKPs1 拾取将要移动的关键点 然后单击拾取菜单中的OK键 2 指定拾取关键点的终点坐标 3 单击OK 60 D自底向上建模 关键点 修改单个关键点MainMenu Preprocessor Modeling Move Modify Keypoints SingleKPs拾取将要移动的关键点 然后单击拾取菜单中的OK键 指定拾取关键点的终点坐标 注意 修改关键点将自动清除与之相连的任何单元网格 并且在当前激活坐标系下重新定义与之相连的高级图元 61 D自底向上建模 关键点 计算已知两关键点之间的距离MainMenu Preprocessor Modeling CheckGeom KPdistances1 拾取两个关键点 它们之间的距离就显示出来 2 然后单击拾取菜单中的OK键 3 选择菜单File Close 62 复制关键点MainMenu Preprocessor Modeling Copy Keypoints D自底向上建模 关键点 63 连接两个或多个关键点即成一个线图元 在ANSYS中 线是一个向量 不仅有长度 还有方向 线可以是直线 也可以是弧线 建立实体模型时 线为面或体的边界 由点与点连接而成 构成不同种类的线段 例如直线 曲线 圆 圆弧等 也可直接通过建立面或体产生 线的建立与坐标系统有关 直角坐标系为直线 圆柱坐标系是曲线 D自底向上建模 线 64 D自底向上建模 线 65 在当前激活坐标系下通过两关键点生成直线MainMenu Preprocessor Modeling Create Lines Lines InActiveCoord拾取两个关键点 然后单击拾取菜单中的OK键 D自底向上建模 线 66 通过拟合系列两关键点生成Spline曲线MainMenu Preprocessor Modeling Create Lines Spline SplinethruKPs拾取关键点 然后单击拾取菜单中的OK键 D自底向上建模 线 67 实体模型建立时 面为体的边界 面的建立可由关键点直接相连或线围接而成 并构成不同数目边的面 可直接建构体而产生面 如要进行对应网格化 则必须将实体模型建构为四边形面的组合 最简单的面为三点连接成的面 D自底向上建模 面 68 D自底向上建模 面 69 通过关键点生成面MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary ThroughKPs拾取关键点 然后单击拾取菜单中的OK键 注意 以关键点围成面时 关键点必须以顺时针或逆时针输入 面的法向按点的顺序依右手定则决定 D自底向上建模 面 70 通过边界线生成面MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary ByLines拾取线 然后单击拾取菜单中的OK键 D自底向上建模 面 71 沿路径 拖拉 线段生成面MainMenu Preprocessor Modeling Operate Extrude Sweep Lines AlongLines D自底向上建模 面 72 D自底向上建模 面 73 通过引导线由蒙皮 skinning 生成光滑曲面MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary BySkinning D自底向上建模 面 74 体用于描述三维实体 为最高图元 最简单体定义由关键点或面组合而成 由关键点组合成体时 最多由8点形成六面体 8个点顺序为相应面顺时针或逆时针皆可 其所属面 线自动产生 由面组合成体时 最多为10个面围成的封闭体 也可由原始对象建立 如圆柱 长方体 球体等可直接建立 D自底向上建模 体 75 D自底向上建模 体 76 通过关键点生成几何体MainMenu Preprocessor Modeling Create Volumes Arbitrary ThroughKPs拾取关键点 然后单击拾取菜单中的OK键 D自底向上建模 体 77 通过关键点生成几何体时 首先沿体下部依次定义一圈连续的关键点 再沿上部依次定义一圈连续的关键点 点的输入必须依连续的顺序 连接的原则为相对应面相同方向 V 1 2 3 4 5 6 7 8 V 8 7 3 4 5 6 2 1 D自底向上建模 体 78 D自底向上建模 体 79 绕轴旋转面生成几何体MainMenu Preprocessor Modeling Operate Extrude Sweep Areas AboutAxis D自底向上建模 体 80 D自底向上建模 体 81 D自底向上建模 汽车连杆实例 82 0 定义工作目录 UtilityMenu File ChangeDirectory 1 定义工作文件名 UtilityMenu File ChangeJobname 在弹出的ChangeJobname对话框中输入rod 并选择NewLoganderrorfiles复选框 单选ok按钮 2 定义工作标题 UtilityMenu File ChangeTitle 在弹出的ChangeTitle对话框中输入Themodelofrod 单击ok按钮 D自底向上建模 汽车连杆实例 83 3 创建两个圆形面 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Circle ByDimensions输入RAD1 1 4输入RAD2 1输入THETA1 0输入THETA2 180 然后选择 Apply 输入THETA1 45 然后选择 OK 4 打开面编号控制 UtilityMenu PlotCtrls Numbering设置面号为 on 然后选择 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 84 5 创建两个矩形面 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Rectangle ByDimensions输入X1 0 3 X2 0 3 Y1 1 2 Y2 1 8 然后选择 Apply 输入X1 1 8 X2 1 2 Y1 0 Y2 0 3 然后选择 OK 6 平移工作面位置 X 6 5 UtilityMenu WorkPlane OffsetWPto XYZLocations回车后在输入窗口输入6 5 OK 7 设置工作平面所在的坐标系为激活坐标系 UtilityMenu WorkPlane ChangeActiveCSto WorkingPlane D自底向上建模 汽车连杆实例 85 8 创建另两个圆形面 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Circle ByDimensions输入RAD1 0 7输入RAD2 0 4输入THETA1 0输入THETA2 180 然后选择 Apply 输入THETA2 135 然后选择 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 86 9 在每一组面上分别进行面搭接布尔操作 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Overlap Areas先选择左边的一组 拾取编号为A1 A2 A3和A4的面 单击 Apply 再选择右边的一组编号为A5和A6的面 然后选择 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 87 10 激活总体笛卡尔坐标系 UtilityMenu WorkPlane ChangeActiveCSto GlobalCartesian11 定义4个新的关键点 MainMenu Preprocessor Modeling Create Keypoints InActiveCS第一关键点 X 2 5 Y 0 5 然后选择 Apply 第二关键点 X 3 25 Y 0 4 然后选择 Apply 第三关键点 X 4 Y 0 33 然后选择 Apply 第四关键点 X 4 75 Y 0 28 然后选择 OK 12 关闭面编号控制 UtilityMenu PlotCtrls Numbering 设置面号为 off 然后选择 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 88 生成关键点的结果 D自底向上建模 汽车连杆实例 89 13 创建样条曲线 MainMenu Preprocessor Modeling Create Lines Splines SplinethruKPs顺序拾取如图形窗口所示的六个关键点 然后选择 OK 生成的样条曲线 D自底向上建模 汽车连杆实例 90 14 通过关键点1和18创建一条直线 MainMenu Preprocessor Modeling Create Lines Lines StraightLine拾取图形窗口所示的两个关键点 然后选择 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 91 15 打开线的编号并显示线 UtilityMenu PlotCtrls Numbering 设置Linenumbers为 on 然后选择 OK UtilityMenu Plot Lines D自底向上建模 汽车连杆实例 92 16 由预先定义的线6 1 7 25为边界创建一个新面 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary ByLines拾取四条线 6 1 7 和25 然后选择 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 93 17 放大连杆左边部分 UtilityMenu PlotCtrls Pan Zoom Rotate 拾取 BoxZoom 按钮 然后拾取连杆的左面大头孔部分 单击完成放大操作 D自底向上建模 汽车连杆实例 94 18 创建三个线与线的倒角 MainMenu Preprocessor Modeling Create Lines LineFillet拾取线36和40 然后选择 Apply 输入RAD 25 然后选择 Apply 拾取线40和31 然后选择 Apply 按 Apply 拾取线30和39 然后选择 OK 按 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 95 19 由线倒角生成面 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary ByLines拾取线12 10 和13 然后选择 Apply 拾取线17 15 和19 然后选择 Apply 拾取线23 21 和24 然后选择 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 96 20 把所有的面加起来 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Add Areas拾取所要加的面 21 选择Fit使整个模型充满图形窗口 UtilityMenu PlotCtrls Pan Zoom Rotate 按 Fit 22 关闭线号和面号 UtilityMenu PlotCtrls Numbering 设置线号和面号为 off 然后选择 OK 23 激活总体笛卡尔坐标系 UtilityMenu WorkPlane ChangeActiveCSto GlobalCartesian D自底向上建模 汽车连杆实例 97 24 以X Z平面 在Y方向 为对称面 对面进行镜面反射 MainMenu Preprocessor Modeling Reflect Areas拾取 PickAll 选择X Z平面 然后选择 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 98 25 把所有的面加起来 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Add Areas拾取 PickAll D自底向上建模 汽车连杆实例 99 26 拖拉生成3D实体模型MainMenu Modeling Operate Extrude Area AlongNormal 弹出一个拾取框 单击PickAll按钮 又弹出一个如图所示的ExtrudeAreaalongNormal对话框 在DISTlengthofextrusion后面的输入框中输入1 5 单击ok按钮 D自底向上建模 汽车连杆实例 100 27 关闭工作平面 UtilityMenu WorkPlane DisplayWorkingPlane28 保存几何模型 UtilityMenu File Saveas 弹出Saveas对话框 在SaveDatabaseto中输入文件名therodmodel 单击ok按钮 29 存储并退出ANSYS 在工具条中拾取 SAVE DB 在工具条中拾取 QUIT 选择 Quit NoSave 按 OK D自底向上建模 汽车连杆实例 101 重点练习各种不同的自底向上建模技术 包括创建和修改关键点 线 面及体等 对照PPT对汽车连杆进行实体建模 D自底向上建模 上机练习 102 E自顶向下建模 103 自顶向下建模的思路 利用ANSYS内部已经存在的常用实体轮廓 ANSYS中称为体素 如矩形面 圆形面 六面体和球体等 直接生成用户想要的模型 自顶向下建模操作主要包括 建立面原始对象 2D体素 建立体原始对象 3D体素 E自顶向下建模 104 ANSYS中的2D体素 矩形 圆 正多边形 E自顶向下建模 2D体素 105 创建2D体素MainMenu Preprocessor Modeling Create 对话框示例 E自顶向下建模 2D体素 106 以拾取方式创建示例 拾取对话框 按照提示在图形窗口通过鼠标左键拾取坐标或几何元素 然后在此对话框中选择OK或Apply 也可以在对话框中输入 代替鼠标拾取 E自顶向下建模 2D体素 107 以拾取方式创建示例 续 a 单击一次鼠标左键定义第一个对角顶点 b 移动鼠标确定第二个对角顶点 注意 橡皮筋 效果 c 单击一次鼠标左键定义第二个对角顶点 注意ANSYS自动将创建的模型放大或缩小到整个图形窗口 E自顶向下建模 2D体素 108 需要牢记的 创建一个矩形 等于自动创建了9个图元 包括4个关键点 4条线 1个面 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 E自顶向下建模 2D体素 109 ANSYS中的六种3D体素 长方体 圆柱 棱柱 球体 圆台 环体 E自顶向下建模 3D体素 110 你正在创建体 ANSYS将自动创建体下所属的点 线 面 不能在删除实体之前将属于体的点 线 面删除 记住体系结构 创建3D体素的概念和步骤可参考创建2D体素 但要考虑以下几个方面 E自顶向下建模 3D体素 111 例如 下图的空心球由1个体 4个面 10条线和8个关键点组成 在ANSYS中可由下面操作完成 MainMenu Preprocessor Modeling Create Sphere ByDimensions E自顶向下建模 3D体素 112 两个圆孔的半径和倒角的半径都是0 4mm 两个半圆的半径都是1 0mm E自顶向下建模 连接板建模实例 113 1 定义工作文件名 UtilityMenu File ChangeJobname 在弹出的ChangeJobname对话框中输入connection 并选择NewLoganderrorfiles复选框 单选ok按钮 2 定义工作标题 UtilityMenu File ChangeTitle 在弹出的ChangeTitle对话框中输入Themodelofconnection 单击ok按钮 E自顶向下建模 连接板建模实例 114 3 创建两个矩形面 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Rectangle ByDimensions输入X1 0 X2 6 Y1 1 Y2 1 然后选择 Apply 输入X1 4 X2 6 Y1 1 Y2 3 然后选择 OK E自顶向下建模 连接板建模实例 115 E自顶向下建模 连接板建模实例 4 打开面编号控制UtilityMenu PlotCtrls Numbering 设置面号为 on 然后选择 OK 打开Areanumbers 将 Replot Replotuponok Apply 项设置为 Replot 这样ANSYS就会自动区分开两个矩形 分别标上不同的颜色并重新画出图形 116 5 创建第一个圆面 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Circle SolidCircle创建圆心为 0 0 半径为1的圆 点击ok E自顶向下建模 连接板建模实例 117 6 平移工作面位置 X 5 Y 3 UtilityMenu WorkPlane OffsetWPto XYZLocations回车后在输入窗口输入 5 3 OK 7 设置工作平面所在的坐标系为激活坐标系 UtilityMenu WorkPlane ChangeActiveCSto WorkingPlane E自顶向下建模 连接板建模实例 118 8 创建第二个圆面 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Circle SolidCircle创建圆心为 0 0 半径为1的圆 点击ok E自顶向下建模 连接板建模实例 119 9 把所有的面加起来 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Add Areas拾取 PickAll E自顶向下建模 连接板建模实例 120 10 激活总体笛卡尔坐标系 UtilityMenu WorkPlane ChangeActiveCSto GlobalCartesian 11 打开线的编号并显示线 UtilityMenu PlotCtrls Numbering 设置Linenumbers为 on 然后选择 OK UtilityMenu Plot Lines E自顶向下建模 连接板建模实例 121 12 创建线与线的倒角 MainMenu Preprocessor Modeling Create Lines LineFillet拾取线17和8 然后选择 Ok 输入RAD 0 4 然后选择 ok 13 由线倒角生成面 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary ByLines拾取线4 5 和1 然后选择 OK E自顶向下建模 连接板建模实例 122 14 把所有的面加起来 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Add Areas拾取 PickAll 15 选择Fit使整个模型充满图形窗口 UtilityMenu PlotCtrls Pan Zoom Rotate 按 Fit 16 关闭线号和面号 UtilityMenu PlotCtrls Numbering 设置线号和面号为 off 然后选择 OK E自顶向下建模 连接板建模实例 123 17 创建第一个小圆孔 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Circle SolidCircle创建圆心为 0 0 半径为0 4的小圆孔 点击ok 18 平移工作面位置UtilityMenu WorkPlane OffsetWPto GlobalOrigin 19 创建第二个小圆孔 MainMenu Preprocessor Modeling Create Areas Circle SolidCircle创建圆心为 0 0 半径为0 4的小圆孔 点击ok E自顶向下建模 连接板建模实例 124 E自顶向下建模 连接板建模实例 125 20 从支架中减去两个小圆孔MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Subtract Areas选取支架为基体 单击apply按钮 然后选取两个小圆孔作为被减去部分 单击ok按钮 E自顶向下建模 连接板建模实例 126 21 保存几何模型 UtilityMenu File Saveas 弹出Saveas对话框 在SaveDatabaseto中输入文件名theconnectionmodel 单击OK按钮 22 存储并退出ANSYS 在工具条中拾取 SAVE DB 在工具条中拾取 QUIT 选择 Quit NoSave 按 OK E自顶向下建模 连接板建模实例 127 F布尔操作 128 布尔操作是指几何图元进行组合计算 ANSYS的布尔操作包括Add Subtract Intersect Divide Glue以及Overlap等 它们不仅适用于简单的体素中的图元 也适用于从CAD系统导入的复杂几何模型 这个看起来复杂的模型 实际上是一个方块与一个空心的球进行求交 intersect 布尔操作的结果 F布尔操作 129 布尔操作的相关设置 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Settings F布尔操作 基础设置 130 是否保留原始图元 F布尔操作 基础设置 131 相交Intersect加Add减Subtract分解Divide搭接Overlap分割Partition粘接Glue ANSYS具有以下布尔操作功能 F布尔操作 132 要使用布尔操作 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans 选择一种布尔操作 例如 Add F布尔操作 133 相交是生成新图元 它们是原图元间的重叠部分 这个新图元可能与原始图元有相同的维数 也可能低于原始的维数 例如 两条线相交可能得到的只是一个 或几个 关键点 也可能是一条 或几条 线 F布尔操作 相交Intersect 134 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Intersect F布尔操作 相交Intersect 135 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Intersect F布尔操作 相交Intersect 136 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Intersect F布尔操作 相交Intersect 137 加运算是将所有参加运算的实体都包含在内 这种运算也称为并或和 在ANSYS中 只能对三维实体或二维共面的面进行加运算 运算得到的实体是一个单一实体 F布尔操作 加Add 138 面与面相加A1 A2 A3A3包含原来所有面的区域 不再保留原来边界 F布尔操作 加Add 139 MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Add F布尔操作 加Add 140 从一个图元中去除另一个图元的重叠的运算叫做减运算 如果从某一个图元 E1 减去另一个图元 E2 结果有两种可能 一是生成一个新的图元E3 E3与E1同一级别 且与E2无搭接部分 另一种情况是E1和E2的搭接部分是个低级图元 这时结果是将E1分成两个或多个新的图元 F布尔操作 减Subtract 141 线与线相减MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Subtract Lines F布尔操作 减Subtract 142 面与面相减MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Subtract Areas F布尔操作 减Subtract 143 体与体相减MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Subtract Volumes F布尔操作 减Subtract 144 分解 将一个图元分解为两个图元 但两者之间保持连接 可用于将一个复杂体修剪剖切为多个规则体 为网格划分带来方便 分解操作的 剖切工具 可以是工作平面 面或线 A1 A2 A3 一个面 分解为两个面 Divide Commonline F布尔操作 分解Divide 145 线减去面MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Divide LinebyAreas F布尔操作 分解Divide 146 线减去体MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Divide LinebyVolume F布尔操作 分解Divide 147 面减去体MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Divide AreabyVolume F布尔操作 分解Divide 148 面减去线MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Divide AreabyLine F布尔操作 分解Divide 149 体减去面MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Divide VolumebyArea F布尔操作 分解Divide 150 工作平面也可以用来做减运算 用户可以用工作平面将一个图元割成两个或几个图元 工作平面减运算通常针对还没有被划分网格的实体模型 工作平面切割线工作平面切割面工作平面切割体 F布尔操作 工作平面减运算Divide 151 工作平面切割线MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Divide LinebyWrkPlane F布尔操作 工作平面减运算Divide 152 工作平面切割面MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Divide AreabyWrkPlane F布尔操作 工作平面减运算Divide 153 工作平面切割体MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Divide VolubyWrkPlane F布尔操作 工作平面减运算Divide 154 搭接运算的功能是将两个或多个图元连接 以生成三个或更多个新的图元 搭接运算在搭接区域周围与加运算非常类似 搭接运算生成的是多个相对简单的区域 而加运算生成的是一个相对复杂的区域 因此 搭接生成的图元比加运算生成的图元更容易进行网格划分 搭接部分与原图元的级数必须相同 否则搭接无效 线与线搭接面与面搭接体与体搭接 F布尔操作 搭接Overlap 155 1 线与线搭接MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Overlap Lines F布尔操作 搭接Overlap 156 2 面与面搭接MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Overlap Areas A5是一个新面 是A2与A1重叠部分的区域 A3和A4是新面 A5 F布尔操作 搭接Overlap 157 3 体与体搭接MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Overlap Volumes F布尔操作 搭接Overlap 158 分割运算的功能是将两个或多个图元连接以生成三个或更多新的图元集合 如果分割区域与原始图元有相同的等级 那么分割结果与搭接结果相同 但分割运算不会删除与其他图元没有重叠部分的图元 线分割线面分割面体分割体 F布尔操作 分割Partition 159 1 线分割线MainMenu Preprocessor Modeling Operate Booleans Partition Lines F布尔操作 分割Partition 160 关于PartitioningLines的说明即在线与线的相交处生成关键点 并由关键点将线折断的功能 假如要在线和相交处生成圆角 首先应进