DM_12_CH05 高级3D几何体

第五章高级3D几何体 DesignModeler 目录 修改3D几何体3D曲面特征平面体布尔操作基准对象命名选择阵列特征高级特征高级工具体操作抽中面 修改3D几何体 抽壳 抽壳特征有两个明显的用处 创建薄壁实体 Thin 创建简化壳 Surface 明细栏中的选项 删除面 所选面将从体中删除 保留面 保留所选面 删除没有选择的面 仅对体操作 只对所选体上操作不删除任何面 将实体转换成薄壁体或面时 可以采用以下三种方向中的一种偏移方向指定模型的厚度 向内向外中面 修改3D几何体 抽壳明细栏 基本操作 薄壁实体或偏移方向 重要 创建面体时 并非薄壁实体 必须将厚度属性域设为零 示例 厚度或厚度 面偏移 修改3D几何体 通过对所示的简单块操作 可以了解抽壳行为是如何工作的 修改3D几何体 生成本特征后 需注意 端面已被删除厚度 2mm方向朝向原始实体中心 向内 结果仍然是一个实体设置厚度值为0后重新生成 结果是真实的表面模型 修改3D几何体 抽壳注释 如果所选面是表面体的一部分 则可以将Thin Surface特征的厚度设为 0 这个操作可以对某个输入的面增厚 中面选项 并非意味着中面抽取 体是中空的 这样的话体的内 外壁从原始面偏移同样的距离 范例 选取的作中面抽壳的实体 结果是在两个方向上的偏移 修改3D几何体 固定半径倒圆 固定半径倒圆可以在模型边界上创建倒圆 选择3D边和 或面用于倒圆 面选择将在所选面上所有边上均倒圆 采用预先选择时 可以从右键的弹出菜单获取其它附加选项 面边界环路选择 3D边界链平滑 在明细栏中可以编辑倒圆半径 点击Generate完成特征创建并更新模型可变半径倒圆 和上面相同之外 用明细栏可以改变每边的起始和结尾的倒圆半径 也可以设定倒圆间的过渡形式为光滑还是线性 点击生成完成特征创建更新模型 顶点倒圆 允许曲面体和线体倒圆 顶点必须属于曲面体或线体 必须与2条边相接 顶点周围的几何体必须是平面的 修改3D几何体 选取的作固定半径倒圆的面 所有边界都产生倒圆 指定半径的明细栏 选取作固定半径倒圆的边 示例 修改3D几何体 变半径倒圆 直线过渡 光滑过渡 如果选择了多条边用于变半径倒圆 则每边倒圆设置都会在明细栏中显示出来 修改3D几何体 倒角 倒角特征用来在模型边上创建平面过渡 或称倒角面 选择3D边或面来倒角 如果选择的是面 那个面上的所有边缘将被倒角 预选时 可以从右键后的弹出菜单中 点选其它选项 面边界环路选择 3D边界链平滑 面上的每条边都有方向 该方向定义右侧和左侧 可以用平面 倒角面 过渡所用边到两条边的距离或距离 左或右 与角度来定义斜面 在明细栏中设定倒角类型包括设定距离和角度 示例 修改3D几何体 倒角选项 3 左 右 3D曲线特征 Concept 3DCurve3D曲线可用于 建立特征时的基准对象 首先要是一个命名选择 为概念建模提供定制曲线以a 与b 为基础 创建3D曲线 线体素 现有模型点坐标 文本 文件曲线通过链路上所有的点 所有点必须 唯一的 曲线可能是开放的 也可能是闭合的 开放曲线 闭合曲线 3D曲线特征 已有点 在DetailsView中 点Definition PointSelect选择 并Apply 已有模型上的点按住键选择多个点 选择点可以是2D点 3D模型顶点或的特征点参考文档获取更多关于特征点的信息曲线可以是开放的 也可以是闭合的 右键 产生的曲线通过所有选取的点 RMB 3D曲线特征 点文件方式 Definition FromCoordinatesFile通过XYZ坐标的文本文件创建3D曲线 坐标 文本 文件的格式 表示此行是注解忽略空行数据行包括5个数据域 被空格或TAB键隔开A 组号 整数 B 点号 整数 C X坐标D Y坐标E Z坐标注意 在同一数据行中出现同样的组号和点号是错误的 必须是唯一的对于封闭曲线 最后一行的点号应该是0忽略最后一点的坐标区 Group2 closedcurveexamplefile ABCDE21100 0101200 202115 151522 12 3456 8765 98762311 123412 432113 567820 点击导入点文件 平面体 平面体是在XY平面内的面体 可通过抽壳选项来创建 在DM中创建的平面体通常用于进行2D仿真 平面应变 平面应力 轴对称在数值运算上 比3D仿真模型更有效 实体 平面体 布尔操作 使用布尔操作对现成的体做相加 相减或相交操作 这里所指的体可以是实体 面体或线体 仅适用于布尔加 面体必须有一致的法向 根据操作类型 体被分为 target 体与 tool 体 例子 如下使用3个体 从上边的体中减去下面两个体 工具体 目标体 布尔操作 3个体求交集 合并两两相交的结果 合并两两相交体 并保留原始的几何体 命名选择 命名选择 在一命名下 将模型特征分组选择特征后 右击并选择NamedSelection 在明细面板中更改名字命名选择的对象可以是体 面 边 或者点 如果命名选择在项目页中被打开 命名选择可以传输到其他的Workbench模块中去 包括Meshing模块 见下张幻灯片 命名选择在DesignModeler中不可隐形 而在Meshing模块可以做到 鼠标右键 项目页上的命名选择 1 点这个 2 高亮这个 命名选择的前缀名必须包含NamedSelectionKey中定义的字符 以便命名选择可以传输到其他模块 在这个例子中 NS 就一定要是名字的前缀 像NS Face 基准对象命名选择 命名选择能作为基本建模特征的基准组 在建模特征中 要求用一个3D曲线作为基准对象 范例1 将一圆形轮廓沿3D曲线拉伸创建3D曲线和圆形轮廓 3D曲线 圆形轮廓 指定选取基准对象 选择3D曲线 创建一个名为 SweepPath 的命名选择 执行扫略操作 以圆为轮廓和命名选择 SweepPath 为路径在 模型树 中选择命名选择 指定选取基准对象 范例2 拉伸面用实体的一个面创建一个命名选择建立 拉伸 特征为基准对象在 模型树 中选择命名选择用一个轴或边定义一个 方向矢量 并生成面 阵列特征 阵列特征允许用户一下面的方式创建面或体的复制品 线性 方向 偏移距离 环形 旋转轴 角度 将角度设为0 系统会自动计算均布放置矩形 两个方向 偏移 对于面选定 每个复制的对象必须和原始体保持一致 必须同为一个基准区域 每个复制面不能彼此接触 相交 线性环形矩形 阵列创建 选定Z轴 阵列总数 Copies 1 选中一个面 高级特性 在这一部分 将描述两个专门用于3D特征的高级特征 目标体 拉伸 旋转 扫掠 蒙皮 放样 切片 导入与关联 拓扑融合 拉伸 旋转 扫掠及蒙皮 放样 目标体 允许用户在去除 印记或切片操作中 指定在哪些体上进行操作 仅在选择体上进行去除操作 高级特性 拓扑融合 适用于拉伸 旋转 扫掠及蒙皮等合并拓扑的细节特性通过Yes No选项控制特征拓扑 Yes 优化特征体拓扑 No 不改变特征体拓扑 拓扑融合的默认设置是不同的 它取决于所使用的3D特征拉伸 默认为Yes旋转 默认为Yes蒙皮 放样 默认为No扫掠 默认为No范例如下 范例 高级特性 拓扑控制 MergeTopology Yes MergeTopology No 设定值为Yes将优化所有特征体的拓扑 然而推荐在蒙皮 放样 扫掠特征中设定为No 缺省 改变拓扑融合特性的值时务必小心 一旦其它特征依靠这个拓扑 其面和边可能出现 也可能消失 这将引起随后的特征出现失败和非法的选择 高级工具 通过 Create和 Tools菜单进行高级操作 冻结解冻包围填充对称表面延伸矩阵体操作布尔切片面删除边删除合并接合投影 高级工具 通常3D实体特征操作如下 创建3D特征体 例如拉伸特征 通过布尔操作将特征体和现有模型合并 加入材料 切除材料 表面烙印记冻结冻结特征使用户可以控制操作的下一步 就象在特征树中显示的那样 其作用是构造模型历程的隔离器 以冻结前创建的特征为基准 所创建的体也变成冻结体在特征树形菜单中 体分支前的冰冻立方体图标表示冻结在Freeze特征之后 对任何特征所做的加入 切除 烙印材料操作都将忽略所有的冻结体 冻结范例 高级工具 建模历史 模型开始于包括两个几何体的导入几何体加入一个拉伸特征插入冻结基于导入几何体 执行第二次拉伸 Frozen Unfrozen 高级工具 解冻解冻可以使用户有选择地移除对单个或多个体的冻结 冻结是全局操作 装配注意事项 如果从CAD软件包中导入一个装配体 DM将默认装配体是没有冻结的分离零部件然而接下来的任何3D建模操作将会合并装配体中的任何相互接触的体这些合并可以用冻结和解冻工具来避免 高级工具 包围 在体附近创建周围区域以方便模拟场区域CFD EMAG等可采用Box sphere cylinder或者用户自定义的形状Cushion属性允许指定边界范围 必须大于0 可以选择给所有体或者选中的目标使用围场合并属性允许多体部件自动创建确保原始部件和场域在网格划分时节点匹配 高级工具 示例 包围体的剖分视图 电路板模型 用块体创建的包围体 高级工具 填充 创建填充内部空隙如孔洞的冻结体对激活或冻结体均可进行操作仅对实体进行操作在CFD应用中创建流动区域很有用 两种填充方法通过孔洞通过覆盖 高级工具 模拟图示给油阀组内部流动区域 选中37个所需的内部表面 点击Generate插入填充 示例 孔洞填充 高级工具 挖孔填充实例 续 填充结果是一个冻结 可划分网格的 体 现在被分开的内部区域可在Mesher中进行网格划分 高级工具 例 覆盖填充 目标是模拟图示空心管的内部 流动区域 步骤 创建表面并封闭管道两端 Use Concept SurfacesfromEdges创建端部表面用FillbyCaps创建内部流动区域 高级工具 1 2 3 范例 覆盖填充 续 闭合的表面端部 高级工具 1 2 范例 覆盖填充 续 建成内部流体 高级工具 表面延伸 在所选边上创建表面延伸 Tools SurfaceExtension 延伸可以是延伸固定值或延伸到选定面 表面 下一几何特征范例 薄壁实体模型 薄壁实体模型被转换成中面模型后 结果在2个零件的交界处产生了一个沟 延伸圆环边闭合沟 高级工具 面删除 Create FaceDelete 通过删除模型中的面 从而删除特征如倒圆和切除等特征 然后治愈 伤口 如果不能确定合适的延伸 该特征将报告一个错误 表明它不能弥补缺口选择复原类型 自动 自然修复 补片法或不复原 见下页 面删除 后没有圆角 空腔或孔 范例 删除圆角和孔特征 高级工具 复原选项 选择待删除的面 查看文档获取更多细节 高级工具 切片特征 Create Slice 当模型完全由冰冻体组成时 才可以使用切片切片有四个选项 用平面切片 选定一个面并用此面对模型进行切片操作 切掉面 在模型中选择表面 DM将这些表面切开 然后就可以用这些切开的面创建一个分离体 切掉边 在模型中选择边 DM将这些边切开 然后就可以用这些切开的边创建一个分离体 用面切片 选定一个面来切分体 原始几何体 一个实体 待切片的2个圆角 结果是3个实体 每个圆角体成为实体区域 高级工具 对称特征 Tools Symmetry 使用切片创建对称模型 可定义最多3个对称平面 保留每个平面的正半轴的材料 切除负半轴的材料 示例 单平面和双平面对称 体操作 体操作 可以用11种不同的选项对体进行操作 并非所有的操作一直可用 体操作可用于任何类型的体 激活的或冻结的 附着在选定体上的面或边上的特征点 不受体操作影响在明细栏中选择体和平面选项包括 镜像 移动 删除 缩放 缝合 简化 转换 旋转 切分材料 切除材料 表面印记接下来逐一叙述 体操作 镜像 选择体和镜像平面 DM在镜像面上创建选定原始体的镜像 镜像的激活体将和原激活模型合并 镜像的冻结体不能合并 镜像平面默认为最初的激活面 示例 这里选定的表面为镜像平面 体操作 移动 用户要选择体和两个平面 一个源平面和一个目标平面 DesignModeler将选定的体从源平面转移到目标平面中 这对对齐导入的或链接的体特别有用 示例 两种导入体 一个盒子和一个盖子 没有对准 有可能它们是用两种不同的坐标系从CAD系统中分别导出的 用 Move 体操作可以解决这个问题 2 1 1 2 体操作 删除 从模型中删除选定的体 缩放 先选定进行缩放的体 然后通过ScaleOrigin特性选择缩放原点 这种特性是一个有三种选项的组合框 全局坐标系原点 用全局坐标系统的原点 体质心 每个体在它的质心按比例缩放 点 以用户选定的指定点 2D草图点 3D顶高点或点特征 作为缩放原点 体操作 切除材料 从模型激活体中选择用来切除材料的体 体操作的切除材料选项和基本特征中的切除材料操作一样 范例 从块中切除选定的体形成一个模具 切除后 体操作 印记面 体操作的印记面选项和基本操作中的印记面操作一样 当模型中存在激活体时才能对该选项进行操作 在这个例子中 选定的体用来在块的表面烙印记 AftertheFaceImprint 体操作 切片 切片在一个完全冻结的模型上才能操作 体的切片材料选项和基本操作中的切片操作一样 仅当模型中的所有体冻结时才能操作选项 切片操作示例 选定飞机体在块上作切片 体操作 缝合 选择曲面体进行缝合操作 DM会在共同边上缝合曲面 在给定的公差内 选项 创建实体 缝合曲面 从闭合曲面创建实体 公差 正常 宽松或用户定义用户公差 用于缝合操作的尺寸范例 使用两个草图创建两个面体 使用缝合操作后 两个面体合为一个面体 布尔操作 简化 可使用几何和 或拓扑简化 几何 尽可能简化曲面和曲线以形成适合分析的几何体 默认值 yes 拓扑 尽可能移除多余的面 边和顶点 默认值 yes 最初模型包含非均匀曲面体 简化操作将非均匀曲面变成平面 合并曲面以形成单一的圆锥体 体操作 转换 选择要在指定方向上转换的体方向说明 选择 指定沿某选择方向上的间距坐标 指定x y z轴上的偏移 布尔操作 旋转 选择绕一指定轴和一定角度旋转的体轴说明 选择 指定沿某选择方向上的间距分量 指定矢量的x y z分量 中面操作 中面工具 将常厚度的几何简化为 壳 模型自动在3D面对中间位置生成面体在MECHANICAL中允许用壳单元类型离散 中面操作 手工创建中面 点击 Apply Cancel 按钮 激活 FacePairs 选择需要抽取中面的面对注意选择面的顺序决定中面的法向注意 第一个选择的面以紫色显示 第二个选择的面以粉红色显示 生成的面体 中面操作 选择注意 在选择模式下 应用 取消被激活 前面说到的颜色方案起作用 当选择被确认后 被选择的面分别以深蓝色与浅蓝色显示 中面操作 中面细节 多个面组可以在单次中面操作中被选取 但是被选择的面必须相对的 见右图 厚度差在 厚度容差 之内并且相连接的面 在抽取中面时可以连接为一体 见下图 T1 T2 如果 T1 T2 厚度容差 面被连接为一体 中面操作 中面细节 在 缝合容差 之内 相邻面的缝隙可以在抽取中面的过程中被缝合缝合容差 如果缝隙尺寸 缝合容差 面被缝合 中面操作 自动创建中面 选择方式 从手工方式切换到自动方式时 将会出现一些额外的选项体选择方式 可视体 被选择的体 或所有的体面对搜索范围最小与最大极限值额外的修剪选项 当面体出现修剪问题时 可以选择不同的选项来避免问题 将在后面描述 保留体允许用户在生成中面后保留原始的几何体 默认是不保留 中面操作 自动创建中面 实体为5mm厚当使用中面工具时 将选择方式切换到 自动 注意 让在手工方式时需要用到的 FacePairs 栏为 0 实体为均匀厚度 这里设置最小 最大极限值均为5mm使用下拉选项 选择 FindFacePairsNow Yes 待续 中面操作 自动中面实例 续 当搜索完成后 探测到的面对数目会在详细列表窗口中显示 同时还会以图形显示点击 Generating 即可完成中面创建 中面操作 手工与自动混合选择方式 在有些情况