结构工程仿真技术02

1、 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏1/75第2讲 几何建模之点线面体本讲内容本讲内容1 坐标系和工作平面坐标系和工作平面2 创建关键点创建关键点(KeyPoint)3 创建线创建线(Line)4 创建面创建面(Area)5 创建体创建体(Volume)6 点线面体的类似命令点线面体的类似命令 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏2/751 坐标系和工作平面ANSYSANSYS中的模型可分：中的模型可分： 几何模型几何模型( (也称实体模型也称实体模型) ) 有限元模型有限元模型ANSYSANSYS的建模方法：的建模方法： 直接建模：直接建模：直接在直接在AN

2、SYSANSYS中建立有限元模型，而不建几何模型。中建立有限元模型，而不建几何模型。先对结构进行节点和单元编号，然后输入节点坐标建立节点，再输入每个先对结构进行节点和单元编号，然后输入节点坐标建立节点，再输入每个单元的节点编号，从而建立有限元模型。该方法缺点是大量输入数据令人单元的节点编号，从而建立有限元模型。该方法缺点是大量输入数据令人无法忍受，且对于复杂的无法忍受，且对于复杂的3D3D实体靠人工去划分网格极易出错实体靠人工去划分网格极易出错。 几何建模：几何建模：在在ANSYSANSYS软件中建立模型和从其它软件中建立模型和从其它CADCAD软件导入模型。软件导入模型。如建模软件如如建模软

3、件如AutoCADAutoCAD、Pro/EPro/E、SolidWorkSolidWork、UGUG、SolidEdgeSolidEdge等。等。 混合建模：混合建模：在几何建模并网分后，再增加其它单元或特征的方在几何建模并网分后，再增加其它单元或特征的方法。该法基本是在有限元模型生成后，再建立少量的单元，例如接触单元、法。该法基本是在有限元模型生成后，再建立少量的单元，例如接触单元、约束方程、耦合自由度等。约束方程、耦合自由度等。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏3/75 1.1 坐标系类型6 6类坐标系：类坐标系：总体、局部、节点、单元、显示与结果。总体、局部、节点、

4、单元、显示与结果。 1. 总体坐标系总体坐标系用于确定空间几何图素的位置，是一个绝对的参考系用于确定空间几何图素的位置，是一个绝对的参考系 。OXYZXYZZORYXZZORXY直角坐标系柱坐标系球坐标系原点相同，右手系；原点相同，右手系；坐标系号坐标系号: 0-: 0-直角坐标系，直角坐标系，1-1-柱坐标系，柱坐标系，2-2-球坐标系球坐标系 可使用任意坐标系，但某时刻只能激活一个。可使用任意坐标系，但某时刻只能激活一个。总体坐标系均用总体坐标系均用X X、Y Y、Z Z表示，当激活的不是直角坐标系时，应理解为柱表示，当激活的不是直角坐标系时，应理解为柱坐标系的坐标系的R R、Z Z或球坐

5、标系的或球坐标系的R R、。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏4/75 1.1 坐标系类型2.2.局部坐标系局部坐标系 对于复杂的几何模型，仅使用总体坐标系不够方对于复杂的几何模型，仅使用总体坐标系不够方便，这时可建立自己的坐标系，即局部坐标系。便，这时可建立自己的坐标系，即局部坐标系。局部坐标系的原点和坐标轴方向可与总体坐标系不同局部坐标系的原点和坐标轴方向可与总体坐标系不同有有4 4种坐标系，即直角坐标系、柱坐标系、球坐标系、种坐标系，即直角坐标系、柱坐标系、球坐标系、环坐标系。环坐标系。局部坐标系的编号必须局部坐标系的编号必须1111，且为整数号码。，且为整数号码。可

6、用可用/PSYMB,CS,1/PSYMB,CS,1显示局部坐标系显示局部坐标系 总体坐标系和局部坐标系主要用于几何建模。总体坐标系和局部坐标系主要用于几何建模。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏5/751.1 坐标系类型3.3.节点坐标系节点坐标系节点坐标系主要用于定义节点自由度的方向。节点坐标系主要用于定义节点自由度的方向。每个节点都有自己的节点坐标系，缺省的节点坐标系的每个节点都有自己的节点坐标系，缺省的节点坐标系的方向平行于总体直角坐标系，而与建立节点时所用的坐标方向平行于总体直角坐标系，而与建立节点时所用的坐标系无关。系无关。当施加不同于总体坐标系方向的约束或荷载时

7、，需要旋当施加不同于总体坐标系方向的约束或荷载时，需要旋转节点坐标系到需要的方向，然后再施加约束或荷载转节点坐标系到需要的方向，然后再施加约束或荷载。在时程后处理（在时程后处理（POST26POST26）中，节点结果如节点位移、节）中，节点结果如节点位移、节点荷载和支座反力等都是以节点坐标系方向表示。点荷载和支座反力等都是以节点坐标系方向表示。在通用后处理（在通用后处理（POST1POST1）中，节点结果数据均以结果坐标）中，节点结果数据均以结果坐标系表示。系表示。可用可用/PSYMB,NDIR,1显示节点坐标系显示节点坐标系 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏6/751.1

8、 坐标系类型4.4.单元坐标系单元坐标系 每个单元都有自己的单元坐标系，用于定义单元材料性质、每个单元都有自己的单元坐标系，用于定义单元材料性质、面荷载和单元结果的方向。单元坐标系的缺省方向遵循以下规则：面荷载和单元结果的方向。单元坐标系的缺省方向遵循以下规则：线单元（杆、梁单元）的线单元（杆、梁单元）的X X轴通常从轴通常从I I节点指向节点指向J J节点，节点，Y Y和和Z Z轴轴可由节点可由节点K K或或确定；当节点确定；当节点K K省略且省略且=0=0时，单元的时，单元的Y Y轴总是平轴总是平行于总体坐标系的行于总体坐标系的XYXY平面；当单元的平面；当单元的X X轴平面于总体坐标系的

9、轴平面于总体坐标系的Z Z轴轴时，单元的时，单元的Y Y轴与总体坐标系的轴与总体坐标系的Y Y轴相同。轴相同。壳单元的壳单元的X X轴通常也从轴通常也从I I节点指向节点指向J J节点，节点，Z Z轴通过轴通过I I节点且与壳节点且与壳面垂直，其正方向由单元的面垂直，其正方向由单元的I I、J J、K K节点按右手规则确定。节点按右手规则确定。2D/3D2D/3D实体单元坐标系的方向总是平行于总体直角坐标系。实体单元坐标系的方向总是平行于总体直角坐标系。可用可用/PSYMB,ESYS,1/PSYMB,ESYS,1显示单元坐标系显示单元坐标系 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏

10、7/75 1.1 坐标系类型5.5.显示坐标系显示坐标系 显示坐标系用来定义几何元素被列表或显示的坐标显示坐标系用来定义几何元素被列表或显示的坐标系。系。缺省时几何元素列表总是显示为总体直角坐标系，缺省时几何元素列表总是显示为总体直角坐标系，而不管它们是在何种坐标系下生成的而不管它们是在何种坐标系下生成的。 显示坐标系的改变会影响到图形显示和列表，无论显示坐标系的改变会影响到图形显示和列表，无论是几何图素或有限元模型都将受到影响。但是边界条是几何图素或有限元模型都将受到影响。但是边界条件符号、向量箭头和单元坐标系的三角符号都不会转件符号、向量箭头和单元坐标系的三角符号都不会转换到显示坐标系下。

11、换到显示坐标系下。显示坐标系的方向是显示坐标系的方向是X X轴水平向右，轴水平向右，Y Y轴垂直向上，轴垂直向上，Z Z轴垂直屏幕向外。轴垂直屏幕向外。当当DSYS0DSYS0时，将时，将不显示线和面的方向。不显示线和面的方向。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏8/751.1 坐标系类型6.6.结果坐标系结果坐标系 结果坐标系用于列表、显示或在通用后处理中将节点结果坐标系用于列表、显示或在通用后处理中将节点或单元结果旋转到一个特定坐标系中。或单元结果旋转到一个特定坐标系中。 求解结果如节点位移、单元应力或应变等，以节点求解结果如节点位移、单元应力或应变等，以节点坐标系或单元

12、坐标系保存在文件中，在显示或列表时，坐标系或单元坐标系保存在文件中，在显示或列表时，均按当前激活的结果坐标系。均按当前激活的结果坐标系。 缺省时结果坐标系与总体直角坐标系平行。缺省时结果坐标系与总体直角坐标系平行。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏9/751.2 坐标系定义 缺省情况下总是激活总体直角坐标系，用户每定义缺省情况下总是激活总体直角坐标系，用户每定义一个局部坐标系则该坐标系自动被激活。如果要激活一个局部坐标系则该坐标系自动被激活。如果要激活一个总体坐标系或以前定义的局部坐标系则要通过菜一个总体坐标系或以前定义的局部坐标系则要通过菜单或命令。单或命令。1. 1.

13、激活总体和局部坐标系激活总体和局部坐标系命令：命令：CSYS,KCNCSYS,KCN其中其中KCNKCN表示坐标系号码，表示坐标系号码，0-0-直角坐标系（缺省）直角坐标系（缺省）1-1-柱坐标系，柱坐标系，2-2-球坐标系，球坐标系，4-4-以工作平面为坐标系以工作平面为坐标系5-5-柱坐标系（以柱坐标系（以Y Y轴为转轴），轴为转轴），11-11-局部坐标系。局部坐标系。由于工作平面可不断移动和旋转，因此当采用由于工作平面可不断移动和旋转，因此当采用CSYS,4CSYS,4时也相时也相当于不断定义了局部直角坐标，在很多情况下应用非常方便。当于不断定义了局部直角坐标，在很多情况下应用非常方便

14、。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏10/751.2 坐标系定义2.2.定义局部坐标系定义局部坐标系 根据总体坐标系定义局部坐标系根据总体坐标系定义局部坐标系命令：命令：LOCAL, KCN, KCS, XC, YC, ZC, THXY, THYZ, THZX, PAR1, PAR2其中：其中：KCN-局部坐标系编号，此编号必须大于局部坐标系编号，此编号必须大于10，如果与既有编号相同则覆盖之，如果与既有编号相同则覆盖之KCS-坐标系类型，坐标系类型，0-直角坐标系，直角坐标系，1-柱坐标系，柱坐标系，2-球坐标系，球坐标系，3-环坐标系。环坐标系。XC,YC,ZC-新坐标

15、系原点在总体直角坐标系中的坐标。新坐标系原点在总体直角坐标系中的坐标。THXY,THYZ,THZX-新坐标系绕新坐标系绕Z,X,Y轴的旋转角度轴的旋转角度PAR1-适用于椭圆、类似球体或环形系统，当适用于椭圆、类似球体或环形系统，当KCS=1或或2时，其值为椭圆时，其值为椭圆Y轴轴 半径与半径与X轴半径之比，缺省为轴半径之比，缺省为1即圆。当即圆。当KCS=3时，其值为环面的主半径。时，其值为环面的主半径。PAR2-仅适用于类似球体的系统，当仅适用于类似球体的系统，当KCS=2时，其值为椭球体时，其值为椭球体Z轴半径与轴半径与X 轴半径之比，缺省为轴半径之比，缺省为1。 删除局部坐标系删除局部

16、坐标系命令：命令：CSDELE, KCN1, KCN2, KCINC 查看激活坐标系和局部坐标系查看激活坐标系和局部坐标系命令：命令：CSLIST, KCN1, KCN2, KCINC 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏11/751.2 坐标系定义3.3.节点坐标系的旋转与修改节点坐标系的旋转与修改 将某些节点的坐标系旋转到与当前激活坐标系（简将某些节点的坐标系旋转到与当前激活坐标系（简称称“当前坐标系当前坐标系”）方向一致）方向一致命令：命令：NROTAT, NODE1, NODE2, NINC其中其中NODE1、NODE2、NINC -要旋转节点的起始号、末编号要旋转节点

17、的起始号、末编号（缺省为（缺省为NODE1）及递增值（缺省值为）及递增值（缺省值为1）。如）。如NODE1=ALL则则其后参数将被忽略，其后参数将被忽略，NODE1也可为元件名。也可为元件名。 将既有节点的节点坐标系旋转某个角度将既有节点的节点坐标系旋转某个角度命令：命令：NMODIF, NODE, X, Y, Z, THXY, THYZ, THZX其中其中NODE-节点号、节点号、ALL或元件名称。或元件名称。 X, Y, Z-该节点的新坐标值。其余参数意义同前该节点的新坐标值。其余参数意义同前。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏12/751.3 工作平面及定义 工作平面

18、是一个具有原点、二维坐标系、捕捉增工作平面是一个具有原点、二维坐标系、捕捉增量和格栅的无限大平面量和格栅的无限大平面。在缺省却况下，工作平面是总体直角坐标系的在缺省却况下，工作平面是总体直角坐标系的XYXY平面平面工作平面只有一个，且与坐标系是独立的。工作平面只有一个，且与坐标系是独立的。工作平面可以想象成一个绘图板，可拖动或旋转，其坐工作平面可以想象成一个绘图板，可拖动或旋转，其坐标系方位随着移动和旋转而不断变化，利用它可使建模更标系方位随着移动和旋转而不断变化，利用它可使建模更加方便。加方便。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏13/751.3 工作平面及定义1.1.将既

19、有坐标系的将既有坐标系的XYXY平面定义为工作平面平面定义为工作平面命令：命令：WPCSYS,WN,KCN其中其中KCNKCN为既有坐标系号，可以是为既有坐标系号，可以是0,1,2,0,1,2,或局部坐标系号。缺省或局部坐标系号。缺省为激活的坐标系。为激活的坐标系。如果工作平面位于直角坐标系下，则工作平面的坐如果工作平面位于直角坐标系下，则工作平面的坐标系也为直角坐标系。标系也为直角坐标系。如果位于柱或球坐标系下，则工作平面的坐标系为如果位于柱或球坐标系下，则工作平面的坐标系为极坐标系。极坐标系。如果如果WNWN为负值，则不改变视图方向。或者在移动或为负值，则不改变视图方向。或者在移动或旋转工

20、作平面后，直接恢复到缺省状态。旋转工作平面后，直接恢复到缺省状态。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏14/751.3 工作平面及定义2. 工作平面的当前状态工作平面的当前状态查看当前状态的命令：查看当前状态的命令：WPSTYL,STAT恢复到恢复到ANSYS默认状态的命令：默认状态的命令：WPSTYL,DEFA3. 移动工作平面移动工作平面 将工作平面沿其自身坐标轴移动将工作平面沿其自身坐标轴移动命令：命令：WPOFFS, XOFF, YOFF, ZOFF其中其中XOFF, YOFF, ZOFF为工作平面坐标系内沿其为工作平面坐标系内沿其X轴、轴、Y轴和轴和Z轴的偏移增量。

21、轴的偏移增量。 将工作平面移动到一组关键点的中间位置将工作平面移动到一组关键点的中间位置命令：命令：KWPAVE, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9其中其中P1P9为计算平均值的关键点号，至少定义一个关键点为计算平均值的关键点号，至少定义一个关键点例如：例如：KWPAVE,1-将工作平面移到关键点将工作平面移到关键点1。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏15/751.3 工作平面及定义4. 4. 工作平面的旋转工作平面的旋转命令：命令：WPROTA, THXY, THYZ, THZX其中其中THXY, THYZ, THZX为绕工作平面坐标

22、系为绕工作平面坐标系Z轴、轴、X轴和轴和Y轴的旋转角度。轴的旋转角度。例如：例如：WPROTA,90-将工作将工作平面绕其平面绕其Z Z轴旋转轴旋转9090度。度。5.5.工作平面的显示样式工作平面的显示样式工作平面的显示和样式主要用于工作平面的显示和样式主要用于GUIGUI方式，以方便拾取操方式，以方便拾取操作，对于命令流方式意义不大。作，对于命令流方式意义不大。WPSTYL,SNAP,GRSPAC,GRMIN,GRMAX,WPTOL,WPCTYP,GRTYPE,WPVIS, WPSTYL,SNAP,GRSPAC,GRMIN,GRMAX,WPTOL,WPCTYP,GRTYPE,WPVIS,

23、SNAPANG SNAPANG 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏16/752 创建关键点在给定坐标点创建关键点在给定坐标点创建关键点命令：命令：K, NPT, X, Y, ZNPT-关键点的编号，缺省时（关键点的编号，缺省时（0或空）自动指定为可用的最小编号。或空）自动指定为可用的最小编号。X,Y,Z-在当前坐标系中的坐标值，可以是在当前坐标系中的坐标值，可以是CSYS指定的坐标系。指定的坐标系。 如果输入的关键点号与既有关键点号相同，则覆盖既有关键如果输入的关键点号与既有关键点号相同，则覆盖既有关键点。即关键点是惟一的，并以最后一次输入的为准。如果既有点。即关键点是惟一的

24、，并以最后一次输入的为准。如果既有关键点与较高级图素相连或已经划分网格，则不能覆盖，并给关键点与较高级图素相连或已经划分网格，则不能覆盖，并给出错误信息。出错误信息。/prep7 !进入前处理进入前处理*do,i,1,11 !定义循环定义循环k,i,(i-1)*2 !创建关键点创建关键点*enddo !结束循环结束循环例例1 1 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏17/752 创建关键点/prep7!进入前处理进入前处理*do,i,1,100!定义循环定义循环k,i,(i-1),i*i/50 !创建关键点创建关键点*enddo!结束循环体结束循环体例例2 2例例3 3/pre

25、p7!进入前处理进入前处理csys,1!激活柱坐标系激活柱坐标系*do,i,1,36!定义循环定义循环k,i,10,(i-1)*10 !创建关键点创建关键点*enddo!结束循环体结束循环体 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏18/753 创建线线与当前坐标系有关，不同坐标系中创建的线形状不同。线与当前坐标系有关，不同坐标系中创建的线形状不同。在创建较线高级的图素如面和体时，系统会自动创建线。在创建较线高级的图素如面和体时，系统会自动创建线。在需定义线单元或由线创建面时需创建线。在需定义线单元或由线创建面时需创建线。土木工程中，线是经常需要创建的，例如杆系结构。土木工程中，线

26、是经常需要创建的，例如杆系结构。介绍命令有：介绍命令有：LLSTRLARCCIRCLELFILLTLCOMBBSPLIN 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏19/753 创建线1. 1. 通过两关键点创建线通过两关键点创建线命令：命令：L, P1, P2, NDIV, SPACE, XV1, YV1, ZV1, XV2, YV2, ZV2 P1,P2-分别为线始端和末端的关键点号。分别为线始端和末端的关键点号。 NDIV-线拟划分的单元数，通常不用。可使用线拟划分的单元数，通常不用。可使用LESIZE命令定义网格属性命令定义网格属性 SPACE-划分网格的间隔比率，通常不用。

27、可使用划分网格的间隔比率，通常不用。可使用LESIZE定义网格属性。定义网格属性。 XV1,YV1,ZV1-在当前坐标系中，与线的在当前坐标系中，与线的P1端点相关的斜率矢量末点位置端点相关的斜率矢量末点位置 XV2,YV2,ZV2-在当前坐标系中，与线的在当前坐标系中，与线的P2端点相关的斜率矢量末点位端点相关的斜率矢量末点位 置。此两个矢量点用于确定线的两个端点的曲率，如果置。此两个矢量点用于确定线的两个端点的曲率，如果 不指定矢量，则系统自动计算。不指定矢量，则系统自动计算。用用L命令创建的线形状与当前坐标系相关，如直角坐标系生成命令创建的线形状与当前坐标系相关，如直角坐标系生成直线，柱

28、和球坐标系可生成曲线（如直线，柱和球坐标系可生成曲线（如相同则也生成直线）。相同则也生成直线）。一旦创建线，则与随后的坐标系改变无关。曲线限制在一旦创建线，则与随后的坐标系改变无关。曲线限制在180范围，只有没有依附面时才可修改。范围，只有没有依附面时才可修改。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏20/753 创建线/prep7!进入前处理进入前处理k,1,1,1,1!创建关键点创建关键点1k,2,3,5,8!创建关键点创建关键点2l,1,2!创线创线L1,缺省为总体直角坐标系，因此线缺省为总体直角坐标系，因此线1是直线是直线csys,1!设定柱坐标系设定柱坐标系l,1,2!

29、创建线创建线L2，为柱面曲线，为柱面曲线csys,2!设定球坐标系设定球坐标系l,1,2!创建线创建线L3，为球面曲线，为球面曲线 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏21/753 创建线2. 2. 通过两关键点创建直线通过两关键点创建直线命令：命令：LSTR, P1, P2在总体直角坐标系中生成直线，与当前坐标系没有关系。在总体直角坐标系中生成直线，与当前坐标系没有关系。/prep7!进入前处理进入前处理k,1,1,1,1!创建关键点创建关键点1k,2,3,5,8!创建关键点创建关键点2csys,1!设定柱坐标系设定柱坐标系l,1,2!创建线创建线L1，为柱面曲线，为柱面曲线

30、lstr,1,2!创建线创建线L2，为直线，与柱坐标系无关，为直线，与柱坐标系无关 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏22/753 创建线3. 3. 通过关键点创建圆弧线通过关键点创建圆弧线命令：命令：LARC, P1, P2, PC, RADP1-圆弧线始端关键点号。如圆弧线始端关键点号。如P1=P则采用则采用GUI方式拾取。方式拾取。P2-圆弧线末端关键点号。圆弧线末端关键点号。PC-定义圆弧平面和圆弧曲率中心侧（定义圆弧平面和圆弧曲率中心侧（RAD为正值）的关键为正值）的关键 点，该点不能位于点，该点不能位于P1和和P2的直线上，在曲率中心一侧的直线上，在曲率中心一侧

31、任意一个关键点。如果弧线角度大于任意一个关键点。如果弧线角度大于180则提示错误则提示错误 信息。信息。RAD-弧线的曲率半径，即圆弧半径。如果弧线的曲率半径，即圆弧半径。如果RAD为负，则曲为负，则曲 率中心在关键点率中心在关键点PC的相反位置。如果为空，则由系的相反位置。如果为空，则由系 统通过这三个关键点自动计算半径。统通过这三个关键点自动计算半径。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏23/753 创建线/prep7!进入前处理进入前处理k,1!创建关键点创建关键点1k,2,1,-2!创建关键点创建关键点2k,3,2,5!创建关键点创建关键点3larc,2,3,1!创建

32、线创建线L1，半径自动计算，半径自动计算larc,2,3,1,2!创建半径为创建半径为2的线，提示错误，的线，提示错误，!即在即在2,3点间不能创建半径为点间不能创建半径为2的弧的弧larc,2,3,1,5!创建线创建线L2，半径为，半径为5larc,2,3,1,10!创建线创建线L3，半径为，半径为5csys,1!设定总体柱坐标系设定总体柱坐标系l,2,3!创建以曲线创建以曲线L4larc,2,3,1,10!与弧线与弧线L3重合，不创建新线重合，不创建新线L5 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏24/753 创建线4. 4. 创建圆或圆弧线创建圆或圆弧线命令：命令：CIRC

33、LE, PCENT, RAD, PAXIS, PZERO, ARC, NSEGPCENT-圆中心的关键点。圆中心的关键点。RAD-圆弧半径。圆弧半径。PAXIS-定义圆轴线（与定义圆轴线（与PCENT点共同确定）的关键点。点共同确定）的关键点。 如果为空，轴线与工作平面正交。如果为空，轴线与工作平面正交。PZERO-定义与圆面垂直的平面之关键点（定义与圆面垂直的平面之关键点（PZERO、PCENT和和 PAXIS三点定义面），此点它作为圆弧起点位置。三点定义面），此点它作为圆弧起点位置。 当然这三个不能共线，且当然这三个不能共线，且PZERO不必在圆面上。不必在圆面上。ARC-圆弧长度（度）。

34、规定沿圆弧长度（度）。规定沿PCENT-PAXIS矢量按右手规则为矢量按右手规则为 正，缺省为正，缺省为360。NSEG-沿圆周生成的线段数。缺省按沿圆周生成的线段数。缺省按90划分圆弧的线数。划分圆弧的线数。 如如360则由则由4条线段组成。生成的关键点对于条线段组成。生成的关键点对于360的圆的圆 为为4个，小于个，小于360的圆弧生成的圆弧生成NSEG+1个关键点。个关键点。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏25/753 创建线/prep7!进入前处理进入前处理k,1,5,5!创建关键点创建关键点KP1circle,1,3!以以KP1为圆心，以为圆心，以3为半径，采用

35、缺省设置创建圆为半径，采用缺省设置创建圆circle,1,5,210!以以KP1为圆心，以为圆心，以5为半径，创建为半径，创建250度的圆弧度的圆弧circle,1,6,260,8!以以KP1为圆心，以为圆心，以6为半径，创建为半径，创建230度的圆弧，且分为度的圆弧，且分为8段段k,50,1,5!创建关键点创建关键点KP50k,51,0,5,5!创建关键点创建关键点KP51circle,1,8,50,51,310,10!以以KP1为圆心，以为圆心，以8为半径，为半径，!以以KP1和和KP50为圆轴线，以为圆轴线，以KP1、! KP50和和KP51组成的平面与圆垂直，组成的平面与圆垂直，!创建

36、创建310的圆弧，分段数为的圆弧，分段数为10。!此圆弧与此圆弧与X轴垂直轴垂直 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏26/753 创建线5. 5. 对两条相交线倒角创建圆弧线对两条相交线倒角创建圆弧线命令：命令：LFILLT, NL1, NL2, RAD, PCENTNL1,NL2-相交线的线号，初始状态可不相交。相交线的线号，初始状态可不相交。RAD-倒角半径，应小于两条线的长度。如果倒角半径不合适，则会给出倒角半径，应小于两条线的长度。如果倒角半径不合适，则会给出 提示信息。提示信息。PCENT-在圆弧中心创建的关键点号，缺省为空则不创建关键点。在圆弧中心创建的关键点号，

37、缺省为空则不创建关键点。例如：例如：/prep7!进入前处理进入前处理k,1,1,1$ k,2,10$ k,3,10,5!创建关键点创建关键点KP1,KP2,KP3l,1,2$l,1,3!创建线创建线L1和和L2lfillt,1,2,1,10!对对L1和和L2交角倒角，倒角半径为交角倒角，倒角半径为1，在圆心创建关键点，在圆心创建关键点10csys,1!设定柱坐标系设定柱坐标系l,2,3!创建曲线创建曲线L4lfillt,1,4,2!对直线对直线L1和曲线和曲线L4倒角，倒角半径为倒角，倒角半径为2，创建圆弧线，创建圆弧线L5l,3,4!创建曲线创建曲线L6lfillt,4,6,1!对两曲线对

38、两曲线L4和和L6倒角，倒角半径为倒角，倒角半径为1，创建弧线，创建弧线L7 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏27/753 创建线 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏28/753 创建线6. 6. 合并两条或多条线合并两条或多条线命令：命令：LCOMB, NL1, NL2, KEEPNL1,NL2-拟合并的两条线号。拟合并的两条线号。NL1可为可为ALL，或元件名。，或元件名。KEEP-是否保留输入的线及其公共关键点控制参数。是否保留输入的线及其公共关键点控制参数。 KEEP=0则删除则删除NL1和和NL2及其公共关键点，如果已经及其公共关键点，如果已经

39、划分网格则不能删除，或者依附于其它图素也不能删除划分网格则不能删除，或者依附于其它图素也不能删除 KEEP=1则保留线及其公共关键点，但公共关键点不依则保留线及其公共关键点，但公共关键点不依 附于新创建的线。附于新创建的线。该命令可以合并独立线或依附于同面上的线，合并后便于网格划分。该命令可以合并独立线或依附于同面上的线，合并后便于网格划分。可合并的线可为直线或曲线，以及直线与曲线，可共线或不共线。可合并的线可为直线或曲线，以及直线与曲线，可共线或不共线。当为多条时，应为多条首尾相连的线。当为多条时，应为多条首尾相连的线。无论在何种坐标系下执行合并，合并后的线不改变合并前的空间位置。无论在何种

40、坐标系下执行合并，合并后的线不改变合并前的空间位置。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏29/75 3 创建线例如：例如：/prep7/prep7! !进入前处理进入前处理k,1,1,1$ k,2,10 k,1,1,1$ k,2,10 ! !创建关键点创建关键点KP1,KP2,KP1,KP2,k,3,10,5$k,4,15,8k,3,10,5$k,4,15,8! !创建关键点创建关键点KP3,KP4KP3,KP4l,1,2$l,2,3$l,3,4l,1,2$l,2,3$l,3,4 ! !创建线创建线L1,L2,L3L1,L2,L3lcomb,1,2lcomb,1,2 ! !合

41、并合并L1L1和和L2L2，且删除，且删除L1,L2L1,L2及共用关键点及共用关键点KP2KP2lcomb,alllcomb,all ! !合并所有线，即将合并所有线，即将L3L3与刚刚创建的线合并，与刚刚创建的线合并， ! !此时仅有一条线和两个关键点此时仅有一条线和两个关键点! !上述合并过程可一次执行，即上述合并过程可一次执行，即lcomb,alllcomb,all即可。即可。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏30/753 创建线7. 7. 通过多个关键点按样条创建一条曲线通过多个关键点按样条创建一条曲线命令：命令：BSPLIN, P1, P2, P3, P4, P

42、5, P6, XV1, YV1, ZV1, XV6, YV6, ZV6BSPLIN, P1, P2, P3, P4, P5, P6, XV1, YV1, ZV1, XV6, YV6, ZV6P1,P2,P3,P4,P5,P6-P1,P2,P3,P4,P5,P6-样条曲线拟合的关键点，至少需要两个点。样条曲线拟合的关键点，至少需要两个点。 P1P1可以为可以为P P（进入（进入GUIGUI方式拾取关键点方式拾取关键点, ,且以拾取的顺序进行拟合）且以拾取的顺序进行拟合） 当采用关键点号时，只可使用当采用关键点号时，只可使用6 6个关键点定义，但对于多于个关键点定义，但对于多于6 6个关键点个关键

43、点 时，可以使用时，可以使用ALLALL，此时与关键点编号顺序无关，起始关键点为编，此时与关键点编号顺序无关，起始关键点为编 号最小的关键点，且按最接近上一个关键点的距离依次确定其它关键号最小的关键点，且按最接近上一个关键点的距离依次确定其它关键 点顺序。当有两个关键点距离上一个关键点距离相同时，则按曲率点顺序。当有两个关键点距离上一个关键点距离相同时，则按曲率 方向变化数目较小的路径确定顺序。方向变化数目较小的路径确定顺序。XV1,YV1,ZV1-XV1,YV1,ZV1-在在P1P1点与创建线相切外矢量的末点坐标，矢量坐标系的原点点与创建线相切外矢量的末点坐标，矢量坐标系的原点 在关键点在关

44、键点P1P1上，缺省时其方向与当前坐标系方向相同。但创上，缺省时其方向与当前坐标系方向相同。但创 建的曲线与当前坐标系无关，总是按直角坐标系生成。建的曲线与当前坐标系无关，总是按直角坐标系生成。XV6, YV6, ZV6-XV6, YV6, ZV6-在在P6P6点与创建线相切外矢量的末点坐标。如果关键点数目点与创建线相切外矢量的末点坐标。如果关键点数目 少于少于6 6个，则指最后一个关键点，而不是个，则指最后一个关键点，而不是P6P6点。矢量坐标点。矢量坐标 系同上。如果外矢量的末点坐标省略，则末端采用零曲率系同上。如果外矢量的末点坐标省略，则末端采用零曲率 拟合，即自然顺滑的曲线。创建曲线后

45、，所有关键点均保拟合，即自然顺滑的曲线。创建曲线后，所有关键点均保 留，但曲线由首尾两个关键点组成。留，但曲线由首尾两个关键点组成。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏31/753 创建线/prep7!进入前处理进入前处理pi=acos(-1)!利用函数得到利用函数得到=3.1415926，并赋值给变量，并赋值给变量pi*do,I,0,10,1!利用循环，循环变量从利用循环，循环变量从010，增量为，增量为1。!创建创建11个关键点个关键点x1=i/5*pi!求得求得x y1=sin(x1)!求求y，使用了内部函数，使用了内部函数k,2*I+1,x1,y1!创建关键点创建关键

46、点k,2*I+50,x1,y1+1*enddo!结束循环结束循环ksel,s,1,21!仅选择下面形成正弦曲线上的点形成当前子集仅选择下面形成正弦曲线上的点形成当前子集bsplin,all!按样条创建曲线按样条创建曲线bsplin,all,0,5,0,10,-6!利用同样的关键点但给定两端矢量，利用同样的关键点但给定两端矢量， !可看出可看出L1和和L2的区别的区别!采用多个关键点时按距离确定顺序的情况采用多个关键点时按距离确定顺序的情况ksel,all!选择全部关键点，即关键点全集选择全部关键点，即关键点全集bsplin,all!按样条创建曲线按样条创建曲线L3 石家庄铁道大学研究生课程结构

47、工程仿真技术讲稿-王新敏32/754 创建面直接创建面，直接创建面，ANSYS自动创建其线和关键点，线和自动创建其线和关键点，线和 关键点编号由系统自定义。关键点编号由系统自定义。直接创建面则均基于工作平面，因此图素的方位均直接创建面则均基于工作平面，因此图素的方位均 与工作平面方位和位置有关。与工作平面方位和位置有关。如由关键点或线创建面，必须先创建关键点或线。如由关键点或线创建面，必须先创建关键点或线。AALAFILLT ASKIN RECTNGBLC4PCIRCCYL4 RPR4基本命令基本命令直接命令直接命令 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏33/754 创建面1.

48、 1. 通过关键点创建面通过关键点创建面命令：命令：A, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18 其中其中P1P18为关键点号。最多为关键点号。最多18个关键点，最少为个关键点，最少为3个关键个关键点。关键点必须按顺时针或逆时针顺序输入，同时按右手规则点。关键点必须按顺时针或逆时针顺序输入，同时按右手规则确定面的正法线方向。确定面的正法线方向。 当关键点数当关键点数4时，应该保证所有关键点位于同一平面或曲面时，应该保证所有关键点位于同一平面或曲面内，即在当前坐标系下有一相同的

49、坐标值，如内，即在当前坐标系下有一相同的坐标值，如Z相同，则该面位相同，则该面位于于XY平面内。平面内。如果相邻两关键点已经存在线（直线或曲线），则创建面时使用该线，如果相邻两关键点已经存在线（直线或曲线），则创建面时使用该线，该线形状与当前坐标系无关；该线形状与当前坐标系无关；如果存在多条线，则采用其中最短的线（直线）。如果存在多条线，则采用其中最短的线（直线）。如果相邻关键点没有线，则创建面时边的形状决定当前坐标系，如在直如果相邻关键点没有线，则创建面时边的形状决定当前坐标系，如在直角坐标系下生成直线边，而在柱坐标系下生成曲线边。但是一旦由这些关键角坐标系下生成直线边，而在柱坐标系下生成曲

50、线边。但是一旦由这些关键点创建了面，再改变当前坐标系也不能改变面的形状了。点创建了面，再改变当前坐标系也不能改变面的形状了。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏34/75 4 创建面/prep7!进入前处理进入前处理csys,1!设定柱坐标系设定柱坐标系k,1,1$ k,2,1,90!在柱坐标系下创建关键点在柱坐标系下创建关键点l,1,2!在柱坐标系创建线在柱坐标系创建线csys,0!设定直角坐标系设定直角坐标系k,3,-1$k,4,0,-1$ k,5,0.5,-0.7!在直角坐标系下创建关键点在直角坐标系下创建关键点kpscale,all,3,3!用比例创建另外一组关键点用

51、比例创建另外一组关键点a,1,2,3,4,5!在直角坐标系下创建面在直角坐标系下创建面l,6,7!在直角坐标系创建线在直角坐标系创建线csys,1!设定柱坐标系设定柱坐标系a,6,7,8,9,10!在柱坐标系下创建面在柱坐标系下创建面 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏35/754 创建面2. 2. 通过线创建面通过线创建面命令：命令：AL, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10AL, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10其中其中L1L1L10L10为线编号，最少要为线编号，最少要3 3条线，

52、当采用输入线号时最多条线，当采用输入线号时最多1010条线。条线。生成面的正法线方向按右手规则由生成面的正法线方向按右手规则由L1L1的方向确定。当的方向确定。当L1L1为负值时则表示面的为负值时则表示面的正法线方向相反。正法线方向相反。L1L1可为可为ALLALL、P P或元件名，当或元件名，当L1=ALLL1=ALL时面的法线由时面的法线由L2L2定义定义面的法线方向，当面的法线方向，当L2L2为空时则默认为最小编号的线，且此时线数不受限制。为空时则默认为最小编号的线，且此时线数不受限制。 线号可以按任意顺序，但这些线必须是首尾相连可形成封闭的面。当线线号可以按任意顺序，但这些线必须是首尾

53、相连可形成封闭的面。当线数数4 4时，线必须在同一平面内或曲面内。由于采用既有线创建面，线形就时，线必须在同一平面内或曲面内。由于采用既有线创建面，线形就决定了面边的形状。决定了面边的形状。/prep7!进入前处理进入前处理csys,1!设定柱坐标系设定柱坐标系*do,I,1,12!用循环创建关键点用循环创建关键点k,I,5,30*(I-1)$*enddo*do,I,1,11!用循环创建直线用循环创建直线lstr,I,I+1$*enddoL,1,12!在当前坐标系下创建线（曲线）在当前坐标系下创建线（曲线）AL,ALL!由上述线创建面由上述线创建面 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿

54、-王新敏36/754 创建面曲线L12 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏37/754 创建面3. 3. 在相交面间创建倒角面在相交面间创建倒角面命令：命令：AFILLT, NA1, NA2, RADNA1,NA2-分别为第分别为第1个和第个和第2个相交面的面号个相交面的面号.RAD-生成倒角面的半径。生成倒角面的半径。如果初始不相交也可生成倒角面。如果初始不相交也可生成倒角面。对两曲面的倒角要慎重，可采用先对线倒角，后再拖拉创建面对两曲面的倒角要慎重，可采用先对线倒角，后再拖拉创建面/prep7!进入前处理进入前处理k,1,1$k,2,0,2$k,3,-1!创建关键点创建关

55、键点k,4$k,5,2 l,1,2$l,2,3!创建线创建线l,4,5 adrag,1,2,3 !沿线沿线3拖拉创建面拖拉创建面afillt,1,2,0.5!对这两个面以半径对这两个面以半径0.5倒角创建新面倒角创建新面 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏38/754 创建面4. 4. 蒙皮创建光滑曲面蒙皮创建光滑曲面命令：命令：ASKIN, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NL7, NL8, NL9NL1-创建蒙皮面的第创建蒙皮面的第1条引导线，也可为元件名。如果条引导线，也可为元件名。如果 为负值，则开始和结束的线用于引导其它线的蒙皮。为负值，

56、则开始和结束的线用于引导其它线的蒙皮。 NL1值不能为值不能为ALL，当多于，当多于9条时，可先选择线集并条时，可先选择线集并 定义元件名，然后使用元件名创建蒙皮。定义元件名，然后使用元件名创建蒙皮。NL2NL9-创建蒙皮的其它引导线，使用编号输入时最多创建蒙皮的其它引导线，使用编号输入时最多 为为9条。如果条。如果NL1为负值，则最后线和开始线交换引为负值，则最后线和开始线交换引 导创建蒙皮。导创建蒙皮。蒙皮创建面，这些引导线充当蒙皮创建面，这些引导线充当“肋骨肋骨”作用；而给定的第作用；而给定的第1 1条条和最后和最后1 1条线是蒙皮面的两个相对边框，另外两个边框由所有条线是蒙皮面的两个相

57、对边框，另外两个边框由所有给定引导线的端点按样条自动生成，面的内部将由内部引导线给定引导线的端点按样条自动生成，面的内部将由内部引导线生成。蒙皮面生成后，原来引导线及其关键点都存在，但仅生成。蒙皮面生成后，原来引导线及其关键点都存在，但仅4 4条边依附于蒙皮面。条边依附于蒙皮面。 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏39/754 创建面/prep7!进入前处理进入前处理*do,i,1,20!设第设第1个循环个循环x=i-10!求得求得X值值ksel,none!设置关键点空集设置关键点空集*do,j,1,20!设第设第2个循环个循环y=j-10!求得求得Y值值z=x*x/9+y*

58、y/16!求得求得Z值值k,x,y,z!创建关键点，采用自动编号创建关键点，采用自动编号*enddo!结束第结束第1循环循环bsplin,all!由上面关键点按样条生成曲线由上面关键点按样条生成曲线*enddo!结束第结束第2循环循环allsel,all!选择全部几何图素选择全部几何图素cm,linecomp,line!将当前线集定义为元件，将当前线集定义为元件，askin,linecomp!蒙皮创建曲面蒙皮创建曲面例如通过蒙皮创建椭圆抛物面，方程为：例如通过蒙皮创建椭圆抛物面，方程为：16/9/22yxz 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏40/754 创建面5. 5. 通

59、过两角点坐标创建矩形面通过两角点坐标创建矩形面命令：命令：RECTNG, X1, X2, Y1, Y2X1,X2-矩形面在工作平面矩形面在工作平面X方向坐标值。方向坐标值。Y1,Y2-矩形面在工作平面矩形面在工作平面Y方向坐标值。方向坐标值。 该命令在工作平面上创建矩形，同时生成线和关键点。该命令在工作平面上创建矩形，同时生成线和关键点。例如：例如：/prep7!进入前处理进入前处理wpoff,1,1!将工作平面沿其坐标轴将工作平面沿其坐标轴X和和Y各移动各移动1rectng,1,2,0,1 !创建矩形面创建矩形面A1wprota,90!将工作平面绕其将工作平面绕其X轴旋转轴旋转90度度rec

60、tng,1,2,0,1 !创建矩形面创建矩形面A2wprota,90!将工作平面绕其将工作平面绕其Y轴旋转轴旋转90度度wpoff,0.5!将工作平面沿其坐标轴将工作平面沿其坐标轴Z移动移动1rectng,0,1,0,1 !创建矩形面创建矩形面A3 石家庄铁道大学研究生课程结构工程仿真技术讲稿-王新敏41/754 创建面6. 6. 通过一角点坐标和尺寸创建矩形面通过一角点坐标和尺寸创建矩形面命令：命令：BLC4, XCORNER, YCORNER, WIDTH, HEIGHT, DEPTHXCORNER,YCORNER-矩形面或块体第矩形面或块体第1个角点在工作平面个角点在工作平面 上的上的X