第6章--ANSYS几何建模.ppt

坐标系基本建模方法导入模型，第6章ANSYS几何建模，6.1，6.2，6.3，6.4，有限元几何建立方法可分为：直接法直接根据机械结构的几何建立节点和单元，所以直接法只适用于简单的机械结构系统。间接法适用于具有复杂几何形状、大量节点和单元的机械结构系统。该方法通过点、线、面和体，先建立实体模型，然后划分网格，完成有限元模型的建立。本章只介绍间接方法，即实体建模。6.1建模方法，6.2坐标系和工作平面，通用坐标系-通用笛卡尔坐标系-通用圆柱坐标系-通用球面坐标系-局部坐标系-局部笛卡尔坐标系-局部圆柱坐标系-局部球面坐标系-工作平面坐标系。ANSYS中的坐标系是：模型的通用参考系；可以是笛卡尔(系统号0)、列(1)或球(2)；6.2.1整体坐标系，在任何位置，用户定义的坐标系，标识号为11或以上。该位置可以是：工作平面的原点CSWP，在指定坐标点本地的现有关键点CSKP或节点CS可以是笛卡尔、圆柱或球面坐标系，其可以沿X、Y、Z、Y和Z轴旋转。注意：局部坐标系的数量必须是11，并且是一个整数，6.2.2。局部坐标系是一个参考平面，类似于绘图板，可以根据用户的需要进行移动和旋转。它主要用于定位和定向实体模型的体素。您可以使用工作平面通过拾取来定义关键点。一些布尔运算和图形运算也可以用作辅助工具。6.2.3工作平面坐标系，默认的活动坐标系是整体笛卡尔坐标系；可用于将活动坐标系更改为：整体笛卡尔坐标系、整体圆柱坐标系、整体球面坐标系、工作平面坐标系或用户定义的局部坐标系(n=11)，可以定义任意数量的坐标系，但任何时候都只有一个坐标系是活动的；活动坐标系、工作平面、工作平面-是一个可移动的二维参考平面，用于定位和确定体素的方向。默认情况下，工作平面的原点与整个坐标系的原点重合，但它可以通过显示网格移动或旋转到任何所需的位置。工作平面可用作绘图板、WX、WY、X2、X1、Y2、Y1、WP (X、Y)、宽度、高度、工作平面设置选择网格三向轴以显示网格，并且所有工作平面都受工具工作平面控制。工作平面设置菜单控制以下：WP显示-仅显示网格(默认)，仅显示三个轴或显示所有捕捉-允许拾取工作平面上的位置，将光标捕捉到最近的网格点网格距离-网格线之间的距离网格大小-显示的工作平面的范围、工作平面、工作平面，使用偏移和对齐菜单将工作平面移动到任何所需的位置。偏移增量使用按钮(以及滑块的增量)进行平移；或者键入旋转增量；或者使用动态模式(类似于平移-缩放-旋转)，工作平面，偏移移动工作平面以将其当前方向保持到所需位置，该位置可以是：现有关键点。拾取多个关键点会将工作平面移动到它们的平均位置。现有节点坐标位置整体坐标原点激活坐标系的原点，工作平面，与重新定位工作平面对齐例如，对齐关键点提示您拾取三个关键点：第一个点定义原点，第二个点定义X轴，另一个点定义X-Y平面，以将工作平面恢复到其默认位置(整体X-Y平面中的原点)。单击“对齐全局笛卡尔坐标”，以建立标记为15的局部坐标系，并将工作面移动到标记为15、6.3实体建模，主题：6.3.1的局部坐标系。定义6.3.2。自顶向下建模体素工作平面布尔运算6.3.3。自下而上建模关键点坐标系线、面、体积操作6.3.4。布尔操作6.3.5其他操作，实体建模是生成实体模型6.3.1的过程。定义：实体模型是由体积、表面、l您不能删除包含更高级别的体素的体素(例如，您不能删除面上的线，体上的面)。此外，在平面下方和平面下方包含体素的模型(如壳体或二维平板模型)在ANSYS中也被视为实体模型。生成实体模型的两种方法：-从上到下-从下到上建模：从生成高级体素(如体积或面)开始，通过组合其他方法生成最终形状。此外，指出如果低阶图元连接到高阶图元，则低阶图元不能被删除。自下而上建模：从建立关键点、高阶体素(例如线、面、体积等)开始。)可以逐步建立，并且可以选择最适合生成模型的方法，并且这两种方法可以自由组合使用。从下到上建模从定义关键点开始，然后创建其他实体，如L形对象，必须首先定义其角。然后，可以通过连接拐角或首先从拐角生成线，然后从线定义面来生成面。6.3.2自下而上建模：从建立关键点、高级体素(例如线、平面、身体等)开始。1)定义关键点，定义：预处理器-建模-创建关键点。默认情况下，只有关键点编号和坐标位置关键点编号将用作下一个可用编号，以生成关键点数据。坐标位置可以通过在工作平面上拾取或键入X、Y、Z值来获得。X、Y、Z值取决于当前活动的坐标系。2)直线，有很多方法可以生成直线来定义曲面或实体，ANSYS会自动生成任何未定义的直线，其曲率由活动坐标系决定。生成的行必须有可用的键。3)曲面，自下而上生成曲面的方法要求已经定义了关键点或线；如果定义了实体，ANSYS将自动生成任何未定义的面和线，曲率由活动坐标系确定。4)体，自下而上生成体的方法要求关键点或线或面已经定义，例如，如图所示建立一个图形，长2m，宽1m，宽0.5m，输入(1，1，0)，(2，1，0)，(3，1，0)，(3，0.5，0)，(2，0.5，0)，依次拾取两个相邻点，如图所示，单击确定，依次拾取每一段线，如图所示，单击确定从上到下建模，从上到下定义身体(或面部)，结合其他方法生成最终形状。从开始定义的身体或面部称为体素体素定位和定向。依赖于工作平面来生成最终形状的组合称为布尔运算。当生成2D体素时，ANSYS定义了一个面及其包含的线和关键点。当生成三维体素时，有限元分析软件定义了一个物体及其包含的面、线和关键点。从上到下对2D体素建模。2D体素包括矩形、圆形、三角形和其他多边形。从上到下建模三维体素。3D体素包括块、圆柱体、棱柱、球体和圆锥体。例如，创建一个如图所示的图形，长度为2m，宽度为1m，宽度为0.5m。区分图元。当多个图元同时显示在图形窗口中时，可以通过打开某个图元类型号来区分它们。这些图元以不同的数字和颜色显示。打开数字显示：实用程序菜单：绘图数字.选择所需的项目，然后选择确定。控制是同时显示数字和颜色(默认)，只显示数字，还是只显示颜色。记住，数字显示在原语的“热点”上。对于脸或身体，热点是图形的中心。对于线条，有三个热点：为什么这非常重要：在图形窗口中拾取图形元素时，应该拾取图形的热点，以确保拾取了必要的图形元素。这对于多个数字重叠的情况非常重要。(上图)，删除不必要的元素，必要时删除不必要的点、线、面、体等。您可以执行删除命令。图形用户界面：维护手册预处理器模型删除.删除原语。在删除图元时，ANSYS提供了两个选项：可以只删除指定的图元，保留图元中包含的低阶图元，或者将它们与包含的低阶图元一起删除ANSYS布尔运算包括加法、减法、求交、除法、粘接和重叠。布尔运算输入可以是任何几何实体，包括从CAD系统生成的简单体素到复杂实体。输出实体，输入实体，布尔运算，所有布尔运算都可以在图形用户界面下的预处理器-建模-操作器中获得。布尔运算1)将两个或多个实体添加到一个实体中。删除输入实体的一个或多个重叠部分以生成孔或修剪实体、布尔减法、选择大图、单击确定、选择小图、单击确定、布尔运算和3)将两个或多个实体粘合在一起以形成它们之间的公共边界非常有用。当您想要保留两个实体之间的差异(例如，不同的材料)、焊接、依次选择矩形1和矩形2并单击“确定”时，这很有用。粘合前后从外部看没有变化。布尔运算。4)重叠与结合相同，只是输入实体彼此重叠。重叠，布尔运算，5)将实体分成两个或多个，但它们仍然由一个公共边界连接。切割工具可以是工作平面、面、线或主体。对于规则的网格划分来说，将复杂的体积划分成简单的体积是非常有用的。如果有两个以上的输入实体，则有两个选择：公共交集和两两交集公共交集来查找所有输入实体的公共重叠，两两交集来查找每对实体的重叠区域，这可能产生一个以上的输出实体，公共交集。将两个或更多的相交实体切割成块但仍通过公共边界连接它们是非常有用的，如图所示，以找到两条线的交点并保留四个线段。(交集运算仅返回一个公共关键点并删除两行)，6.3.5。其他操作，布尔操作对自顶向下和自底向上建模方法生成的实体有效。除布尔操作外，还有许多其他操作：可用于拖动拉伸比例、移动/修改、复制、复制、反射、反射和合并倒角圆角1。1)拖动以从现有曲面(或从直线到曲面，或从关键点到直线)快速生成几何体。如果一个表面被分成多个单元，表面单元可以将身体单元拖出。拖动曲面：的四种方法是沿法线方向-通过法线偏移曲面生成器VOFFST通过XYZ偏移-通过通用x-y-z偏移VEXT生成器。允许沿轴进行锥形拖动-通过沿轴(由两个关键点定义)沿直线旋转曲面生成器(VROTAT)-通过沿一条或一组连续直线拖动曲面以生成几何体(vdag)，(2)通过指定DX、dy、DZ平移或旋转实体进行移动/修改。DX、DY和DZ表示为激活坐标系下的平移实体，激活坐标系为笛卡尔坐标系。旋转实体时，活动坐标系是圆柱坐标系还是球形坐标系。另一个操作是将一个坐标系转换为另一个不同的坐标系。当激活的坐标系转换为指定的坐标系时，会发生转换。需要同时移动和旋转实体时使用。transferfromsys，0tocsys，11，rotate-30，3)复制以生成实体的多个备份；指定副本数量和每个副本的DX、DY、DZ偏移距离。DX、DY、DZ在激活的坐标系中表示；肋骨或突起。在局部柱面坐标系中复制，通过蒙皮生成外表面，4)反射(反射)沿平面镜实体定义反射方向：X沿YZ平面反射y沿XZ平面z沿XY平面注意：所有方向都表示为主动坐标系下的方向，主动坐标系必须是笛卡尔坐标系。6.4导入外部模型。ANSYS支持计算机辅助设计模型的导入。IGES文件导入模型CATIA V4 CATIA V5阳伞专业/工程SATUNIGRAPHICS的通用CAD软件。输入IGES文件实用工具文件导入.两种方法。节点特征和缺陷合并，实体和小选项，节点特征方法-输入并存储在标准的ANSYS数据库中。它比去伪法更快、更可靠。允许一整套实体模型操作。失效工具无效。这是ANSYS的默认和推荐方法。失效方法-输入并允许修改几何模型，并将修改后的模型存储在特定的数据库中。允许修改和销毁模型。允许修改模型，如凸起、孔、洞等。因为几何模型存储在特定的数据库中，所以只允许对实体模型进行有限的操作。需要大量内存，比“节点特性”方法慢。该方法对单一实体模型具有较高的输入、加载、网格划分和求解效率。通常，当高度需要几何模型时，不推荐使用这种方法。合并选项默认为是，合并重叠部分，这样相应的面只有一条公共线，相邻的线只有一个关键交点。仅当使用去特征方法且运行内存不足时，此项目才会更改为“否”。对于合并，默认的实体选项是“是”。输入以在合并后自动创建实体。如果用户只想输入一个面来建立一个壳或二维板单元模型，此项可以更改为“否”。“小”选项的默认值是“是”，它会自动删除网格划分时可能导致问题的小碎片。仅适用于失效方法。如果模型需要间隙或孔，将此选项更改为“否”.PRO/E输入过程，