ANSYS入门培训-B

1、输入几何模型输入几何模型第第 8 章章培训手册January 30, 2006输入几何模型输入几何模型概述概述 如果要分析的几何模型已经用如果要分析的几何模型已经用 CAD 建好了，通常只需把该建好了，通常只需把该几何模型输入到几何模型输入到 ANSYS 中即可中即可,这比在这比在 ANSYS 中重新建中重新建模更有效。模更有效。 本章将讨论本章将讨论 ANSYS 中的各种输入选项中的各种输入选项:A.输入输入 IGES 文件文件 对对 IGES 文件输入的扩充，在第文件输入的扩充，在第 4 章章已提及已提及B.接口产品接口产品 向用户介绍如何直接输入向用户介绍如何直接输入 CAD 零件零件C

2、输入有限元模型输入有限元模型 简要解释如何输入节点和单元简要解释如何输入节点和单元.D. 专题讨论专题讨论 自己动手做输入自己动手做输入 练习。练习。培训手册January 30, 2006输入几何模型输入几何模型A.输入输入IGES文件文件输入输入IGES 文件的一般过程已在第文件的一般过程已在第4章讨论过了。这部分章讨论过了。这部分, 我我们将介绍某些可能用到的选项们将介绍某些可能用到的选项: 两种方法两种方法, No Defeaturing 和和 Defeaturing Merge, Solid, 和和 Small 选项选项培训手册http:/http:/January 30, 2006

3、No Defeaturing 方法方法 输入文件并存储在标准输入文件并存储在标准 ANSYS数据库中数据库中. ioptn,iges,nodefeat+ 比比 Defeaturing 方法更快更有效方法更快更有效.+ 允许对实体模型进行操作允许对实体模型进行操作. 可使用可使用 No defeaturing 工具条工具条.+ 这是缺省这是缺省 (DEFAULT) 方法方法,建议用户选该方法建议用户选该方法.输入几何图形输入几何图形.输入输入IGES文件文件培训手册January 30, 2006输入几何图形输入几何图形.输入输入IGES文件文件Defeaturing 方法方法 输入文件并存储在

4、指定的数输入文件并存储在指定的数据库中据库中,该数据库允许对模型进行修改和改变模型该数据库允许对模型进行修改和改变模型形状形状. ioptn,iges,defeat+ 允许修改模型允许修改模型, 如删去凸出部分、洞、小孔等。如删去凸出部分、洞、小孔等。 因为指定数据库用于存储模型因为指定数据库用于存储模型, 故该数据库只允故该数据库只允许对实体模型做有限次的操作许对实体模型做有限次的操作. 要求的内存比较大，和要求的内存比较大，和 “No defeaturing” 方方法相比有点慢。法相比有点慢。+ 该方法对单个实体模型的输入、施加荷载、划该方法对单个实体模型的输入、施加荷载、划分网格和求解效

5、率更高分网格和求解效率更高. 一般地，如果对几何图形的要求很高，则不提一般地，如果对几何图形的要求很高，则不提倡用此法倡用此法.培训手册January 30, 2006输入几何图形输入几何图形.输入输入IGES文件文件Merge 合并选项合并选项 缺省为缺省为 YES，合并重叠部分，以使相邻的面相交于一条，合并重叠部分，以使相邻的面相交于一条公用线，相邻的线交于一个关键点公用线，相邻的线交于一个关键点. 仅在使用仅在使用 Defeaturing 方法且运行超出内存时，才将此方法且运行超出内存时，才将此选项改为选项改为NO. ioptn,merge,yes/nomerge培训手册January

6、30, 2006输入几何图形输入几何图形.输入输入IGES文件文件Solid 实体选项实体选项 缺省为缺省为 YES，输入、合并之后自动建立体（实体），输入、合并之后自动建立体（实体）. 若用户仅想输入面并建立壳或若用户仅想输入面并建立壳或2-D 板单元模型时，可将板单元模型时，可将此项转换为此项转换为 NO. ioptn,solid,yes/no培训手册January 30, 2006输入几何图形输入几何图形.输入输入IGES文件文件Small Option 缺省为缺省为 YES, 自动删除小的碎面，这些碎面在划分网格自动删除小的碎面，这些碎面在划分网格时可能会引起麻烦时可能会引起麻烦. 仅

7、适用于仅适用于 Defeature 方法方法. 若模型中有缝隙或若模型中有缝隙或 “洞洞”，则将此选项改为，则将此选项改为 NO. ioptn,small,yes/no培训手册January 30, 2006输入几何模型输入几何模型B. 接口产品接口产品输入输入IGES 文件的方法虽然很好，但是双重转换过程文件的方法虽然很好，但是双重转换过程 CAD IGES ANSYS 在很多情况下并不能实现在很多情况下并不能实现100% 的转换的转换.ANSYS 的产品接口直接读入的产品接口直接读入“原始原始”的的 CAD 文件，解决文件，解决了上面提到的问题了上面提到的问题: Pro/ENGINEER

8、接口接口 (缩写为缩写为 “Pro/E”) Unigraphics（单一图形）接口单一图形）接口 (缩写为缩写为 “UG”) SAT 接口接口 Parasolid 接口接口 用产品接口用产品接口 ，需购买相应的授权，需购买相应的授权.培训手册January 30, 2006输入几何图形输入几何图形.接口产品接口产品Pro/E 接口接口 读入由读入由 Pro/ENGINEER 生成的文件生成的文件 .prt (由由Parametric Technology 公司提供公司提供)。 也可以读入也可以读入 Pro/Engineer 组集文件组集文件 (.asm) 需要需要 Pro/ENGINEER 软

9、件。软件。 Utility Menu File Import Pro/E. 或或 proein删除小特征的选项缺省不删除你的Pro/E的启动命令培训手册January 30, 2006输入几何图形输入几何图形.产品接口产品接口UG接口接口 读入由读入由 Unigraphics 生成的文件生成的文件 .prt (由由 Electronic Data Systems 公司提供公司提供)。 需要需要 Unigraphics 软件。软件。 Utility Menu File Import UG. 或或 ugin删除小特征的选项缺省不删除只读取选择的层和几何类型的选项培训手册January 30, 20

10、06输入几何模型输入几何模型.产品接口产品接口 SAT 接口读入由接口读入由 CAD 生成的文件生成的文件 .sat，该文件用于该文件用于 ACIS模型制造者模型制造者. 不需要不需要 ACIS 软件软件. Utility Menu File Import SAT. 或或 satin删除小特征的选项缺省不删除只读取选择的层和几何类型的选项培训手册January 30, 2006输入几何图形输入几何图形.产品接口产品接口 Parasolid 接口读入接口读入 CAD 生成的，扩展名为生成的，扩展名为 .x_t 或或 .xmt_txt 的文件的文件，该文件适用该文件适用 Parasolid 进行建

11、模者进行建模者. 不需要不需要 Parasolid 软件软件. Utility Menu File Import PARA. 或或 parain培训手册January 30, 2006输入几何图形输入几何图形C. 输入有限元模型输入有限元模型除了实体几何模型外，除了实体几何模型外， ANSYS 也可输入由某些软件包生也可输入由某些软件包生成的有限元单元模型数据（节点和单元）成的有限元单元模型数据（节点和单元）.对软件商来说，最常用的方法是用对软件商来说，最常用的方法是用 ANSYS 可以读入的格可以读入的格式式“写出写出”节点和单元节点和单元 (用用 NREAD 和和 EREAD). 这些格式

12、这些格式公布在公布在 ANSYS Programmers Manual 中中.某些软件包提供了一个界面，该界面不仅允许把节点和单某些软件包提供了一个界面，该界面不仅允许把节点和单元，也允许把更多的内容从一个有限元包中移入到元，也允许把更多的内容从一个有限元包中移入到 ANSYS 中。中。培训手册January 30, 2006输入几何图形输入几何图形D. 专题讨论专题讨论可参考练习册中的介绍可参考练习册中的介绍: W5. 输入几何图形输入几何图形实体建模实体建模第第 9 章章培训手册January 30, 2006实体建模概述实体建模概述直接输入几何实体来建模很方便直接输入几何实体来建模很方便

13、,但有些情况下需要在但有些情况下需要在ANSYS 中来建立实体模型。例如中来建立实体模型。例如: 需要建立参数模型时，需要建立参数模型时， 在优化设计及参数敏感性分析在优化设计及参数敏感性分析时建立的包含变量的模型时建立的包含变量的模型. 没有没有 ANSYS 能够读入的几何实体模型时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（与计算机上没有相关的绘图软件时（与 ANSYS 程序兼容程序兼容的）的）. 在对输入的几何实体需要修改或增加时，或者对几何实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体进行组合时.ANSYS 有一组很方便的几何作图工具有一组很方便的几何作

14、图工具。本章将讨论这些作本章将讨论这些作图工具。图工具。培训手册January 30, 2006实体建模概述实体建模概述主要内容主要内容:A. 定义定义B. 自上而下建模自上而下建模 前言前言 工作平面工作平面 布尔运算布尔运算C. 例例题题D. 自下而上建模自下而上建模 关键点关键点 坐标系坐标系 线线,面面,体体 操作操作E. 例题例题培训手册January 30, 2006实体建模实体建模A. 定义定义实体建模实体建模 可以定义为建立实体模型的过程可以定义为建立实体模型的过程.首先回顾前面的一些定义：首先回顾前面的一些定义：: 实体模型由体、面、线及关键点组成。实体模型由体、面、线及关键

15、点组成。 体由面围成，面由线组成，线由关键点组体由面围成，面由线组成，线由关键点组成。成。 实体的层次从底到高：关键点实体的层次从底到高：关键点 线线 面面 体体。如果高一级的实体存在，则低。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一级的与之依附的实体不能删除.另外，只由面及面以下层次组成的实体，如另外，只由面及面以下层次组成的实体，如壳体或二维平面模型，在壳体或二维平面模型，在 ANSYS 中仍称为中仍称为实体。实体。体面线及关键点关键点线面体体培训手册January 30, 2006实体建模实体建模A. 定义定义建立实体模型可以通过两个途径建立实体模型可以通过两个途径: 由上

16、而下由上而下 由下而上由下而上由上而下建模；首先建立体（或面）由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状规则组合得到最终需要的形状.加培训手册January 30, 2006实体建模实体建模A. 定义定义由下而上建模；首先建立关键点由下而上建模；首先建立关键点，由这些点建立线、面、由这些点建立线、面、体体.可以根据模型形状选择最佳建模途径。可以根据模型形状选择最佳建模途径。下面详细讨论建模途径。下面详细讨论建模途径。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模B. 由上而下建模由上而下建模由上而下建模；首先建立体（或面）由上而下

17、建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状规则组合得到最终需要的形状. 开始建立的体或面称为图元开始建立的体或面称为图元. 工作平面用来定位并帮助生成图元工作平面用来定位并帮助生成图元. 对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算.培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模图元图元图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体.二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形.培训手册Jan

18、uary 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模.图元图元三维图元包括块体三维图元包括块体, 圆柱体圆柱体, 棱柱体，球体，环和圆锥体等棱柱体，球体，环和圆锥体等.培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模.图元图元当建立二维图元时，当建立二维图元时，ANSYS 将定义一个面，并包括其下层将定义一个面，并包括其下层的线和关键点。的线和关键点。当建立三维图元时，当建立三维图元时，ANSYS 将定义一个体，并包括其下层将定义一个体，并包括其下层的面、线和关键点。的面、线和关键点。培训手册January 30, 2006实体建模实体

19、建模 - 由上而下建模由上而下建模.图元图元图元可以通过输入尺寸或在图形窗口拾取来建立。图元可以通过输入尺寸或在图形窗口拾取来建立。. 例如建立实心圆例如建立实心圆: 前处理 -建模- 生成 -面- 圆 指令拾取器在图形窗口拾取中心及半径拾取或在这里输入数值培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模.图元图元 生成块体生成块体: Preprocessor -Modeling- Create -Volumes- Block V指令拾取器 在图形窗口拾取期望的位置.拾取或在这儿输入值培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建

20、模由上而下建模工作平面工作平面工作平面工作平面 一个位置和方向可变的二维参考平面，用来定一个位置和方向可变的二维参考平面，用来定位确定图元。缺省状态下，工作平面原点与整体坐标系原点位确定图元。缺省状态下，工作平面原点与整体坐标系原点重合，但可以把工作平面移动或旋转到任意位置。重合，但可以把工作平面移动或旋转到任意位置。 利用显示格栅，在工作平面上作图就象在方格纸上作图。利用显示格栅，在工作平面上作图就象在方格纸上作图。 除了格栅的设置外，工作平面是无限的。除了格栅的设置外，工作平面是无限的。WXWYX2X1Y2Y1WXWYWP (X,Y)widthheight培训手册January 30, 2

21、006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面所有的工作平面命令菜单均在所有的工作平面命令菜单均在 Utility Menu WorkPlane。工作平面控制菜单（工作平面控制菜单（WP Settings）控制下列内容： WP display - 只显示三个坐标轴只显示三个坐标轴 (缺缺省省),只显示格栅，或两者均显示。只显示格栅，或两者均显示。 Snap - 便于在工作平面上拾取格栅便于在工作平面上拾取格栅上的点。上的点。 Grid spacing 栅距。栅距。 Grid size - 显示的工作平面大小显示的工作平面大小(大大小无限制小无限制)。培训手册January

22、 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面用用 Offset 和和 Align 菜单可以把工菜单可以把工作平面移到期望的任意位置。作平面移到期望的任意位置。 通过增量移动工作平面 用按扭实现用按扭实现 (通过指针滑动通过指针滑动实现实现)。 或输入希望的增量值。或输入希望的增量值。 或使用动态方式或使用动态方式 (类似移动类似移动 - 缩放缩放 - 转动转动)。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面 Offset WP to 保持其当前方向保持其当前方向，简单地平移工简单地平移工作平面到期望的

23、位置：作平面到期望的位置： 已经存在的一个或多个关键点已经存在的一个或多个关键点. 若拾取多个关键点，则工作平若拾取多个关键点，则工作平面移到这些关键点的平均位置面移到这些关键点的平均位置处。处。 已经存在的一个或多个结点。已经存在的一个或多个结点。 通过坐标值指定的一个或多个通过坐标值指定的一个或多个位置。位置。 总体坐标系原点。总体坐标系原点。 激活坐标系的原点。激活坐标系的原点。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面 Align WP with 此命令用于定位工作平面。此命令用于定位工作平面。 例如，例如，Align WP

24、with Keypoints 命令提示拾取三个命令提示拾取三个关键点关键点 - 一个为原点，一个定一个为原点，一个定义义X-轴，一个定义轴，一个定义 X-Y 平面。平面。 把工作平面移动到其缺省位置把工作平面移动到其缺省位置（总体坐标系原点，（总体坐标系原点，X-Y 平面平面内内)时，点击时，点击 Align WP with Global Cartesian。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面演示演示:清除数据库清除数据库显示工作平面并通过拾取方式建立几个关键点，注意拾取显示工作平面并通过拾取方式建立几个关键点，注意拾取时显示

25、的坐标值。时显示的坐标值。打开格栅，改变间距，并激活捕捉。打开格栅，改变间距，并激活捕捉。建立更多的关键点建立更多的关键点.注意指针如何捕捉格栅上的点。注意指针如何捕捉格栅上的点。定义两个矩形定义两个矩形 一个通过定义角点，另一个通过定义尺一个通过定义角点，另一个通过定义尺寸。寸。现在把工作平面平移到几个关键点的平均位置处现在把工作平面平移到几个关键点的平均位置处, 然后在然后在平面内将其转平面内将其转30。定义多于两个矩形定义多于两个矩形 通过定义角点或通过定义尺寸生成。通过定义角点或通过定义尺寸生成。注意矩形方向的变化。注意矩形方向的变化。沿总体坐标原点调整工作平面，然后用拾取或输入尺寸的

26、沿总体坐标原点调整工作平面，然后用拾取或输入尺寸的方法生成三维图元。方法生成三维图元。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算布尔运算布尔运算 是对几何实体进行合并的计算。是对几何实体进行合并的计算。ANSYS 中布尔中布尔运算包括加、减、相交、运算包括加、减、相交、叠分、粘接、搭接叠分、粘接、搭接。布尔运算时输入的可以是任意几何实体从简单的图元到通布尔运算时输入的可以是任意几何实体从简单的图元到通过过 CAD 输入的复杂的几何体。输入的复杂的几何体。加输入实体 布尔运算 输出实体培训手册January 30, 2006实体建模实体

27、建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算所有的布尔运算可以在所有的布尔运算可以在GUI界面下获得界面下获得 Preprocessor -Modeling - Operate。在缺省状态下，布尔运算时输入的几何实体在运算结束后在缺省状态下，布尔运算时输入的几何实体在运算结束后将删除。将删除。被删除实体的编号数被被删除实体的编号数被“释放释放” (即即, 这些编号可以指定给这些编号可以指定给新的实体，并从可以获得的最小编号开始新的实体，并从可以获得的最小编号开始)。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算加加 add 把两个或

28、多个实体合并为一个。把两个或多个实体合并为一个。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算粘接粘接 glue 把两个或多个实体粘合到一起，在其接触面上具有共同把两个或多个实体粘合到一起，在其接触面上具有共同的边界的边界 当你想定义两个不同的实体时特别方便（如对不同材料当你想定义两个不同的实体时特别方便（如对不同材料组成的实体）组成的实体）培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算搭接搭接 类似于粘合运算，但输入的实体有重叠。类似于粘合运算，但输入的实体有重叠。培训手册Janu

29、ary 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算减减 subtract 删除删除“母体母体”中一块或多块与子体重合的部分。中一块或多块与子体重合的部分。 对于建立带孔的实体或准确切除部分实体特别方便。对于建立带孔的实体或准确切除部分实体特别方便。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算叠分叠分 divide 把一个实体分割为两个或多个，它们仍通过共同的边界把一个实体分割为两个或多个，它们仍通过共同的边界连接在一起连接在一起. “切割工具切割工具” 可以是工作平面、面线甚至于体可以是工作平面、面线

30、甚至于体. 在用块体划分网格时，通过对实体的分割，可以把复杂在用块体划分网格时，通过对实体的分割，可以把复杂的实体变为简单的体的实体变为简单的体.培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算相交相交 intersect 只保留两个或多个实体重叠的部分。只保留两个或多个实体重叠的部分。 如果输入了多于两个的实体如果输入了多于两个的实体,则有两种选择：公共相交和则有两种选择：公共相交和两两相交两两相交 公共相交只保留全部实体的共同部分。公共相交只保留全部实体的共同部分。 两两相交则保留每一对实体的共同部分，这样，有可两两相交则保留每一对实体

31、的共同部分，这样，有可能输出多个实体。能输出多个实体。CommonIntersectionPairwiseIntersection培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算互分互分 overlap 把两个或多个实体分为多个实体，但相互之间仍通过共把两个或多个实体分为多个实体，但相互之间仍通过共同的边界连接在一起。同的边界连接在一起。 若想找到两条相交线的交点并保留这些线时，此命令特若想找到两条相交线的交点并保留这些线时，此命令特别有用，如下图所示别有用，如下图所示. (交运算可以找到交点但删除了两交运算可以找到交点但删除了两条线）条线

32、）L1L2L3L6L5L4Partition培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模布尔运算布尔运算演示演示:通过在矩形中减去一个圆实现钻一个孔（或者在一个块通过在矩形中减去一个圆实现钻一个孔（或者在一个块体中减去柱体实现）体中减去柱体实现）画两个相交的实体，并存储画两个相交的实体，并存储 db，然后作交运算。现在，然后作交运算。现在恢复恢复 db 并对实体进行相加。注意比较两种运算的不同并对实体进行相加。注意比较两种运算的不同 (合运算类似交运算合运算类似交运算)。模型模型: block,-2,2, 0,2, -2,2 sphere,2.5,2.

33、7 vinv,all ! intersection培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由上而下建模由上而下建模C. 练习练习参考您的练习附录参考您的练习附录:W6. Pillow Block培训手册January 30, 2006实体建模实体建模D. 由下而上建模由下而上建模由下向上建模时首先建立关键点，从关键点开始建立其它由下向上建模时首先建立关键点，从关键点开始建立其它实体。实体。如建立一个如建立一个L-形时形时, 可以先定义下面所示的角点，然后通过可以先定义下面所示的角点，然后通过连接点简单地形成面；或者先形成线，然后用线定义面。连接点简单地形成面；或者先形成线

34、，然后用线定义面。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模关键点关键点定义关键点定义关键点: Preprocessor -Modeling- Create Keypoints 或者用或者用 K 命令系列的命令命令系列的命令: K, KFILL, KNODE, 等等.生成关键点时只需要关键点的编号及点的坐标值数据。生成关键点时只需要关键点的编号及点的坐标值数据。 关键点编号的缺省值为当前最大关键点号的下一个整数关键点编号的缺省值为当前最大关键点号的下一个整数 坐标位置可以通过在工作平面上拾取或输入坐标位置可以通过在工作平面上拾取或输入 X,Y,Z 坐

35、标坐标值确定。值确定。 坐标值如何确定？它依赖于当前激活坐标系坐标值如何确定？它依赖于当前激活坐标系。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模坐标系坐标系激活坐标系激活坐标系缺省时是总体直角坐标系缺省时是总体直角坐标系.用用CSYS命令 (或或 Utility Menu WorkPlane Change Active CS to) 可将其改变为可将其改变为 总体直角坐标系总体直角坐标系 csys,0 总体柱坐标系总体柱坐标系 csys,1 总体球坐标系总体球坐标系 csys,2 工作平面工作平面 csys,4 或用户定义的局部坐标系或用户定义的局部

36、坐标系 csys, n这些坐标系将在下面介绍。这些坐标系将在下面介绍。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.坐标系坐标系总体坐标系总体坐标系模型的总体参考系模型的总体参考系.可以是直角坐标系（可以是直角坐标系（0）、柱坐标系（）、柱坐标系（1）或球坐标系）或球坐标系 (2). 例如例如, 总体直角坐标系中的点总体直角坐标系中的点 (0,10,0) 与总体柱坐标系与总体柱坐标系中的点中的点 (10,90,0)是同一个点是同一个点.培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.坐标系坐标系局部坐标系局部坐标

37、系用户在期望的位置定义的坐标系用户在期望的位置定义的坐标系, 其其 ID 编号编号大于或等于大于或等于 11。位置可以在。位置可以在: 工作平面原点工作平面原点 CSWP 位于特定的坐标位置位于特定的坐标位置 LOCAL 位于已经存在的关键点位于已经存在的关键点 CSKP 或节点或节点 CS可以是直角坐标系、柱坐标系或球坐标系可以是直角坐标系、柱坐标系或球坐标系.可以绕可以绕X、Y、Z轴旋转轴旋转.XYX11Y11X12Y12培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模坐标系坐标系工作平面坐标系工作平面坐标系依附于工作平面上依附于工作平面上.主要用来确

38、定实体图元的位置及方向主要用来确定实体图元的位置及方向.也可以通过在工作平面上拾取来定义关键点也可以通过在工作平面上拾取来定义关键点.培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.坐标系坐标系可以定义多个坐标系，但任何可以定义多个坐标系，但任何时候都只能有一个坐标系被激时候都只能有一个坐标系被激活。活。有些几何实体受定义时激活坐有些几何实体受定义时激活坐标系的影响标系的影响 CSYS: 关键点和节点位置关键点和节点位置 线的曲率线的曲率 面的曲率面的曲率 生成或填充的关键点和节生成或填充的关键点和节点点 等等。等等。图形窗口下方的状态条中显示图形窗口下

39、方的状态条中显示了当前的活动坐标系。了当前的活动坐标系。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模线线有许多方法定义线，如：有许多方法定义线，如：如果定义面或体如果定义面或体, ANSYS 将自动生将自动生成未定义的线，线的曲率由当前激成未定义的线，线的曲率由当前激活坐标系确定活坐标系确定.在生成线时，关键点必须存在。在生成线时，关键点必须存在。Create -Lines- ArcsCreate -Lines- LinesCreate -Lines- SplinesOperate Extrude / Sweep培训手册January 30, 2006

40、实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模面面用由下向上的方法生成面时，需要的关键点或线必须已经用由下向上的方法生成面时，需要的关键点或线必须已经定义。定义。如果由关键点定义体，如果由关键点定义体，ANSYS 将会自动生成未定义的面和将会自动生成未定义的面和线，线的曲率由当前激活坐标系确定。线，线的曲率由当前激活坐标系确定。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模体体用由下向上的方法生成体时，需要的关键点或线或面必须用由下向上的方法生成体时，需要的关键点或线或面必须已经定义已经定义培训手册January 30, 2006实体建模实体建模由下而上

41、建模由下而上建模演示演示:清除数据库清除数据库生成生成5个关键点个关键点 (1,2), (3,2), (4,0), (1,1.5), (2.5,0)转到转到 CSYS,1 并在激活坐标系中关键点并在激活坐标系中关键点4和和5之间生成线之间生成线 （ “in active CS” ）。）。转回转回 CSYS,0 并通过关键点生成面，注意其它需要的线并通过关键点生成面，注意其它需要的线将自动生成全部线都是直线将自动生成全部线都是直线.定义两个圆定义两个圆:半径半径0.3R, 圆心位于圆心位于 (2.25,1.5)半径半径0.35R, 圆心位于圆心位于 (3.0,0.6)从基本面中减去两个圆从基本面

42、中减去两个圆. (这里采用由上而下和由下而上这里采用由上而下和由下而上的建模方式的建模方式.)存为存为 r.db培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模操作操作在在由上而下和由下而上的建模方式中，均可对实体进行布由上而下和由下而上的建模方式中，均可对实体进行布尔运算尔运算。除了布尔运算，还有许多其它操作命令除了布尔运算，还有许多其它操作命令: 拖拉拖拉 drag 缩放缩放 Scale 移动移动 Move 拷贝拷贝 Copy 反射反射 Reflect 合并合并 Merge 倒角倒角 Fillet培训手册January 30, 2006实体建模实体建模

43、 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作拖拉拖拉利用已经存在的面快速生成体利用已经存在的面快速生成体 (或由线生成或由线生成面或由关键点生成线面或由关键点生成线)。如果面已经划分了网格，单元也可以随着面如果面已经划分了网格，单元也可以随着面一起拖拉。一起拖拉。有四种方法拖拉面：有四种方法拖拉面： 法向拖拉法向拖拉 通过对面的法向偏移形成体通过对面的法向偏移形成体 VOFFST 。 XYZ偏移偏移 通过对面的总体通过对面的总体XYZ方向方向偏偏移形成体移形成体 VEXT。 可以锥形拖拉。可以锥形拖拉。沿坐标轴沿坐标轴 绕坐标轴旋转面形成体绕坐标轴旋转面形成体(也也可通过两个关键点旋转可通过两个关

44、键点旋转) VROTAT。沿直线沿直线沿一条线或一组邻近的线拖拉沿一条线或一组邻近的线拖拉面形成体面形成体 VDRAG。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作缩放缩放从一种单位系统转到另一种单位系统时特别方便。从一种单位系统转到另一种单位系统时特别方便。在第在第4章讨论章讨论。培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作移动移动通过增量通过增量 DX,DY,DZ 控制实体的移动或控制实体的移动或旋转旋转. DX,DY,DZ 定义在激活坐标系中定义在激活坐标系中 平移实体时，令激活坐标系

45、为直角平移实体时，令激活坐标系为直角坐标系坐标系 转动实体时，令激活坐标系为柱或转动实体时，令激活坐标系为柱或球坐标系球坐标系 可以使用下列命令可以使用下列命令 VGEN, AGEN, LGEN, KGEN另一个选项是把坐标系转换到另一个坐另一个选项是把坐标系转换到另一个坐标系中标系中. 转换发生在激活坐标系与指定的坐转换发生在激活坐标系与指定的坐标系之间标系之间. 此命令在对一个实体的移动和旋转此命令在对一个实体的移动和旋转同时进行时很有用同时进行时很有用. 可使用下列命令可使用下列命令 VTRAN, ATRAN, LTRAN, KTRAN从 csys,0 向 csys,11 转换旋转 -3

46、0 培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作拷贝拷贝生成实体的多个拷贝生成实体的多个拷贝通过复制的份数（通过复制的份数（2及其以上）及及其以上）及增量增量 DX,DY,DZ 控制控制. DX,DY,DZ定义在激活坐标系中。定义在激活坐标系中。对于生成多个孔、翼等特别有用。对于生成多个孔、翼等特别有用。在局部柱坐标系中拷贝加上蒙皮，创建外表面培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作反射反射沿平面反射实体沿平面反射实体.修改反射方向修改反射方向: X 关于关于 YZ 平面反射平面反射 Y

47、 关于关于 XZ 平面反射平面反射 Z 关于关于 XY 平面反射平面反射所有的方向均定义在激活坐标系，所有的方向均定义在激活坐标系，且必须是直角坐标系且必须是直角坐标系.What is the direction of reflection in this case? 培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作合并合并把两个实体合并，并删除重合的关键点把两个实体合并，并删除重合的关键点. 合并关键点时，如果存在高一层次重合的实体，也将自动合并关键点时，如果存在高一层次重合的实体，也将自动被合并被合并.通常在反射、复制或其它操作后产生重合的实

48、体时需要合并通常在反射、复制或其它操作后产生重合的实体时需要合并.需要 Merge 或 glueReflect培训手册January 30, 2006从基面减去实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作倒角倒角线的倒角连接需要两条相交的线，且在相线的倒角连接需要两条相交的线，且在相交处有共同的关键点交处有共同的关键点. 如果共同的关键点不存在，则首先作如果共同的关键点不存在，则首先作互分的运算互分的运算. ANSYS不改变依附的面不改变依附的面 (如果有如果有)，因，因此，需要用加或减的命令修改倒角区此，需要用加或减的命令修改倒角区域域.面的倒角与此相似面的倒角与此相似创建圆角创

49、建 Area培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作演示演示:恢复恢复 r.db 文件文件(需要时需要时)在点在点 (0,0) and (0,1)处生成两个关键点连成轴处生成两个关键点连成轴,然后绕轴然后绕轴把面旋转把面旋转60拉伸拉伸重新调如重新调如 r.db绕绕Y轴径向复制轴径向复制rib:在整体坐标系原点建立局部柱坐标系，具有角度在整体坐标系原点建立局部柱坐标系，具有角度THYZ = -90复制复制7份份 (6份是新复制的）增量为份是新复制的）增量为 DY=15用用ASKIN,P命令生成命令生成3个外部表面个外部表面重新调如重新调如

50、 r.db以以0.5R在上部和右边线之间在上部和右边线之间倒角倒角. (注意附着于面上的线注意附着于面上的线已被修改已被修改.这在某些情况下是允许的这在某些情况下是允许的.)通过线生成三角形的面，然后从主面中减去它通过线生成三角形的面，然后从主面中减去它.培训手册January 30, 2006实体建模实体建模 - 由下而上建模由下而上建模E. 练习练习参考练习附录参考练习附录:W7. 连杆连杆网格划分网格划分第第 10 章章培训手册January 30, 2006网格划分网格划分概述概述网格划分包含以下网格划分包含以下3个步骤个步骤 : 定义单元属性定义单元属性 指定网格的控制参数指定网格的

51、控制参数 生成网格生成网格本章本章, 我们将详细介绍上述我们将详细介绍上述 3 个步骤并讨论网格划分的其他个步骤并讨论网格划分的其他选项选项.内容包括内容包括:A. 多种单元属性多种单元属性 E. 过渡网格划分过渡网格划分B. 控制网格密度控制网格密度 F. 网格的拖拉网格的拖拉C. 改变网格改变网格 G. 扫掠网格划分扫掠网格划分D. 映射网格划分映射网格划分 H. 实践实践培训手册January 30, 2006网格划分网格划分A. 多种单元属性多种单元属性如前所述如前所述, 每个单元有以下与之相关的属性每个单元有以下与之相关的属性: 单元类型单元类型 (TYPE) 实常数实常数 (REA

52、L) 材料特性材料特性 (MAT)许多许多 FEA 模型有多种属性模型有多种属性. 例如，下图所示的筒仓有两种例如，下图所示的筒仓有两种单元类型单元类型, 三种实常数三种实常数, 以及两种材料以及两种材料.材料 1 = 混凝土材料 2 = 钢实常数 1 = 3/8” 厚度实常数 2 = 梁单元特性实常数 3 = 1/8” 厚度类型 1 = 壳单元类型 2 = 梁单元培训手册January 30, 2006网格划分网格划分.多种单元属性多种单元属性只要您的模型中有多种单元类型只要您的模型中有多种单元类型 (TYPEs), 实常数实常数 (REALs) 和和 材料材料 (MATs), 就必须确保给

53、每一种单元指定了合适的属性就必须确保给每一种单元指定了合适的属性. 有以下有以下 3 种途径种途径: 在网格划分前为实体模型指定属性在网格划分前为实体模型指定属性 在网格划分前对在网格划分前对 MAT, TYPE 和和 REAL进行进行 “总体的总体的” 设置设置 在网格划分后修改单元属性在网格划分后修改单元属性如果没有为单元指定属性如果没有为单元指定属性, ANSYS 将将 MAT=1, TYPE=1 和和 REAL=1 作为模型中所有单元的缺省设置。作为模型中所有单元的缺省设置。 注意，采用当前注意，采用当前激活的激活的 TYPE, REAL 和和 MAT 进行网格操作进行网格操作.培训手

54、册January 30, 2006网格划分网格划分.多种单元属性多种单元属性为实体模型指定属性为实体模型指定属性1. 定义所有需要的单元类型、材料和实常定义所有需要的单元类型、材料和实常数。数。2. 然后使用然后使用 网格工具的网格工具的 “单元属性单元属性” 菜菜单条单条 (Preprocessor Meshing MeshTool)： 选择实体类型后按选择实体类型后按 SET 键。键。 拾取您想要指定属性的实体。拾取您想要指定属性的实体。 在后续的对话框设置适当的属性。在后续的对话框设置适当的属性。或或 选择需要的实体选择需要的实体,使用使用 VATT, AATT, LATT, 或或 KA

55、TT 命令。命令。3. 当您为实体划分网格时当您为实体划分网格时, 它的属性将自它的属性将自动转换到单元上。动转换到单元上。培训手册January 30, 2006网格划分网格划分.多种单元属性多种单元属性使用总体的属性设置使用总体的属性设置1. 定义所有需要的单元类型定义所有需要的单元类型,材料材料, 和实和实常数常数.2. 然后使用网格工具的然后使用网格工具的“单元属性单元属性” 菜单条菜单条 (Preprocessor Meshing MeshTool): 选择选择 Global 后按后按 SET 键键. 在在 “网格划分属性网格划分属性” 对话框中激对话框中激活需要的属性组合活需要的属

56、性组合. 这些被视为这些被视为激活的激活的 TYPE, REAL,和和 MAT 设设置置.或使用或使用 TYPE, REAL, 和和 MAT 命令命令.3. 仅对使用上述设置属性的实体划分网仅对使用上述设置属性的实体划分网格格.培训手册January 30, 2006网格划分网格划分.多种单元属性多种单元属性修改单元属性修改单元属性1. 定义所有需要的单元类型定义所有需要的单元类型,材料材料, 和实常数和实常数.2. 激活需要的激活需要的TYPE, REAL, 和和 MAT设置的组合设置的组合: Preprocessor Meshing Mesh Attributes Default Attr

57、ibs. 或使用或使用 TYPE, REAL, 和和 MAT 命令命令3. 仅修改使用上述设置属性的单元的属性仅修改使用上述设置属性的单元的属性: 使用使用 EMODIF,PICK 命令或选择命令或选择 Preprocessor Modeling Move/Modify Elements Modify Attrib 拾取需要的单元拾取需要的单元4. 在后续的对话框在后续的对话框,将属性设置为将属性设置为 “All to current.”培训手册January 30, 2006网格划分网格划分.多种单元属性多种单元属性牢记以下几点牢记以下几点:您可以激活属性编号校核单元属性您可以激活属性编号校

58、核单元属性 : Utility Menu PlotCtrls Numbering 或用或用 /PNUM,attr,ON命令命令, attr 可以可以是是 TYPE, MAT, 或或 REAL在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性。在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性。在实体模型上指定属性，您可以避免在网格划分操作中重在实体模型上指定属性，您可以避免在网格划分操作中重新设置属性。由于新设置属性。由于 ANSYS 的网格划分算法在一次对所有的网格划分算法在一次对所有实体进行网格划分时更为有效，因而这种方法更为优越。实体进行网格划分时更为有效，因而这种方法更为优越。清除实体模型上的网格将不会删

59、除指定的单元属性。清除实体模型上的网格将不会删除指定的单元属性。培训手册January 30, 2006网格划分网格划分.多种单元属性多种单元属性演示演示:恢复恢复 ribgeom.db对单元类型、实常数和材料特性进行列表。并定义了一组对单元类型、实常数和材料特性进行列表。并定义了一组单元属性。单元属性。激活激活 MeshTool，选择面属性，按，选择面属性，按 Set。拾取一个面，显示拾取一个面，显示 面属性对话框，按面属性对话框，按 OK。 (仅有一组属性，仅有一组属性， 这只是举例说明一般的程序这只是举例说明一般的程序)。培训手册January 30, 2006网格划分网格划分B. 控制

60、网格密度控制网格密度ANSYS 提供了多种控制网格密度的工具，既可以是总体控提供了多种控制网格密度的工具，既可以是总体控制也可以是局部控制：制也可以是局部控制： 总体控制总体控制 智能网格划分智能网格划分 总体单元尺寸总体单元尺寸 缺省尺寸缺省尺寸 局部控制局部控制 关键点尺寸关键点尺寸 线尺寸线尺寸 面尺寸面尺寸培训手册January 30, 2006网格划分网格划分.控制网格密度控制网格密度智能网格划分智能网格划分通过指定所有线上的份数决定单元的尺寸，它可以考虑线通过指定所有线上的份数决定单元的尺寸，它可以考虑线的曲率，孔洞的接近程度和其它特征，以及单元阶次。的曲率，孔洞的接近程度和其它特