第4章实体建模技术

1、1实体建模技术实体建模技术 24.1 ANSYS中的实体建模技术简介4.2 实体建模4.3 实体模型的相关操作4.4 布尔运算4.5 移动与复制4.6 镜面映射4.7 删除实体4.8 CAD几何模型导入ANSYS31.建模方法 1）利用前处理器）利用前处理器CAD实体建模功能创建实体模型。实体建模功能创建实体模型。 利用利用ANSYS前处理器中的实体建模功能，建立关键点、线前处理器中的实体建模功能，建立关键点、线、面和体等实体模型。、面和体等实体模型。 2）利用）利用ANSYS的的CAD接口功能，从其他接口功能，从其他CAD软件中导入软件中导入/导出导出实体模型。用户利用自己熟悉的实体模型。用

2、户利用自己熟悉的CAD系统，建立好模型，如系统，建立好模型，如UG、 Pro/E等外部等外部CAD软件，然后再把它导入到软件，然后再把它导入到ANSYS14.5中以中以进行分析，从而避免了重复对现有进行分析，从而避免了重复对现有CAD模型的劳动。模型的劳动。42、两种实体建模思路、两种实体建模思路自底向上建模点点线线面面体体自上而下建模加直接建立高级图元，然后利用工作平面、布尔运算等操作( (激活坐标系激活坐标系) )( (工作平面工作平面) )5ANSYS提供了丰富的实体模型创建功能，包括【提供了丰富的实体模型创建功能，包括【Create】建立、【】建立、【Operate】操作、【】操作、【

3、Move/Modify】移动】移动/修改修改、【、【Copy】复制、【】复制、【Reflect】映射、【】映射、【Delete】删除等】删除等操作操作 64.2.1关键点和硬点 关键点是实体模型中级别最低的元素，除作为质量单元的关键关键点是实体模型中级别最低的元素，除作为质量单元的关键点外，关键点一般不独立存在于模型中，往往依附于其它线、点外，关键点一般不独立存在于模型中，往往依附于其它线、面或体。面或体。 硬点是一种特殊的关键点，依附于某线或者面上，以便在网格硬点是一种特殊的关键点，依附于某线或者面上，以便在网格划分时在硬点位置强制生成一个节点，这样便于在线或者面上划分时在硬点位置强制生成一

4、个节点，这样便于在线或者面上的硬点位置施加集中载荷或者结果提取。的硬点位置施加集中载荷或者结果提取。 71. ANSYS中创建关键点的方法中创建关键点的方法 GUI：单击：单击【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Create】/【Keypoints】（关键点）（关键点） 84.2.2 线 【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Create】/【Lines】（线） 94.2.3 面 【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Create】/【Areas】（面） 104.2.

5、4体菜单路径为：菜单路径为：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Create】/【Volume】（体）（体） 114.3 实体模型的相关操作 实体模型创建完成之后，还需要一定的操作（实体模型创建完成之后，还需要一定的操作（Operate），如），如拖拉、缩放、布尔操作等。这些操作功能能方便快捷地创建有拖拉、缩放、布尔操作等。这些操作功能能方便快捷地创建有限元分析所需的实体模型。限元分析所需的实体模型。 124.3.1 拖拉 菜单路径为：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Operate】/【Exclude】

6、（拖拉） 134.3.2 延伸线 菜单路径：单击【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Operate】/【Extend Line】，弹出拾取对话框，拾取需要延长的线 144.3.3 比例缩放 比例缩放是在当前激活坐标系下对单个或多个几何对象进行放大或缩小，包括移动和复制两种方式。Create outerareas byskinningCopy inlocalcylindricalCS154.3.4 实体模型图元相关的几何项信息计算和打印 计算打印与实体模型图元相关的几何项，系统通过该功能列表显示实体模型图元相关的几何项的信息，如形心和转动惯量等。164.4布尔运算 布尔运算

7、的目的是构建更复杂的模型，或者消除模型之间的空隙之处。如果模型之间有空隙，将导致有限元计算的错误。布尔运算包括求交运算【Intersect】、加运算【Add】、减运算【Subtract】、切割运算【Divide】、粘结运算【Glue】、交叠运算【Overlap】、分割运算【Partition】、布尔运算设置【Settings】等。 174.4.1 布尔运算的设置 布尔运算的结果不是唯一的，需要用户进行设置，以便得到需要的结果。 布尔运算设置方法为单击【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Operate】/【Booleans】/【Settings】， 1

8、84.4.2 交运算 交运算的结果是由每个初始图元的共同部分形成一个新图元，交表示二个或多个图元的重复区域。 菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Operate】/【Intersect】 194.4.3加运算 加运算的结果是得到一个包含各个原始图元所有部分的新图元加运算的结果是得到一个包含各个原始图元所有部分的新图元。 菜单路径：菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Operate】/【Add】 204.4.4减运算菜单路径：菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】

9、/【Modeling】/【Operate】/【Subtract】 214.4.5 切分运算 切分运算是用一个图形把另一个图形分成两份或多份，它与减运算类似。 菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Operate】/【Divide】 224.4.6搭接运算 搭接命令用于连接两个或多个图元，以生成三个或更多新的图搭接命令用于连接两个或多个图元，以生成三个或更多新的图元的集合。元的集合。 菜单路径：菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Operate】/【Overlap】 234.4.7粘接运算

10、粘接命令与搭接命令类似，只是图元之间仅在公共边界处相关粘接命令与搭接命令类似，只是图元之间仅在公共边界处相关，且公共边界的维数低于原始图元一维。，且公共边界的维数低于原始图元一维。 菜单路径：菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Operate】/【Glue】 244.4.8分割运算 分割命令用于连接两个或多个图元，以生成三个或更多新图元分割命令用于连接两个或多个图元，以生成三个或更多新图元的集合。的集合。 菜单路径：菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Operate】/【Partitio

11、n】， L3L6L5L4PartitionL1L2254.5移动与复制 如果模型中相对复杂的面或体重复出现时，仅需对重复部分构如果模型中相对复杂的面或体重复出现时，仅需对重复部分构造一次，然后在所需位置处按所需方向复制生成即可。例如，造一次，然后在所需位置处按所需方向复制生成即可。例如，在一个平板上开几个细长的孔，只需生成一个孔，然后再复制在一个平板上开几个细长的孔，只需生成一个孔，然后再复制该孔即可完成所有孔的建模。该孔即可完成所有孔的建模。264.5.1 移动 几何对象的位置是可以平移或者旋转的。移动实际是复制的特例，且复制完成后删除原几何对象。 菜单路径：菜单路径：【Main Menu】

12、/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Move/Modify】 274.5.2 复制 如果模型中有重复的部分出现，只需对重复部分进行实体建模并划分网格，然后利用复制操作进行复制，生成整个模型，同时单元网格也可以被复制。 菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Copy】 284.6 镜面映射 如果模型是对称的，在模型中存在对称面，利用对称面就可以如果模型是对称的，在模型中存在对称面，利用对称面就可以创建一半模型，然后通过镜面映射操作创建另一半的模型和网创建一半模型，然后通过镜面映射操作创建另一半的模型和网格。格。 菜单路径：

13、菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Reflect】 294.7删除实体 在实际建模过程中，如果几何对象、节点和单元等多余或者出在实际建模过程中，如果几何对象、节点和单元等多余或者出现错误，就需要利用删除菜单中的删除功能将其删除。现错误，就需要利用删除菜单中的删除功能将其删除。 菜单路径：菜单路径：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Delete】 304.8 CAD几何模型导入ANSYS 执行【Utility menu】/【File】/【Import】，出现ANSYS导入CAD几何模型的子菜单。

14、31 导入的模型格式和类型导入的模型格式和类型 【IGES】：初始文件交换标准，用于导入：初始文件交换标准，用于导入IGES格式的几何模型。如格式的几何模型。如Pro/E文件保存为文件保存为.IGES格式的文件之后，可以被导入到格式的文件之后，可以被导入到ANSYS中。中。 【 CATIA】：用于导入：用于导入CATIA V4以及更低版本建立的几何模型。以及更低版本建立的几何模型。 【 CATIA V5】：用于导入：用于导入CATIA V5版本建立的几何模型。版本建立的几何模型。 【 Creo Parametric】：用于导入：用于导入Creo Parametric软件建立的几何模软件建立的几

15、何模型。型。 提醒：提醒： Creo Parametric是美国是美国PTC公司的核心产品公司的核心产品Pro/E的升级版本。的升级版本。 【 NX】：用于导入：用于导入UG软件建立的几何模型。软件建立的几何模型。 【 ACIS】：用于导入：用于导入ACIS格式的几何模型。格式的几何模型。 【PARA】：用于导入：用于导入PARA（Parasolid）格式的几何模型。）格式的几何模型。32常用的各种常用的各种CAD软件、文件类型和软件、文件类型和ANSYS接口的对应关接口的对应关系见表。系见表。334.8.1 ACIS文件导入ANSYS ANSYS的的ACIS接口可以导入在接口可以导入在ACI

16、S7.0及其更低的版本上创建及其更低的版本上创建的模型。的模型。ACIS是一个几何工具模块，它所创建的几何模型文件是一个几何工具模块，它所创建的几何模型文件的扩展名为的扩展名为.SAT。基于。基于ACIS创建的创建的.SAT文件的文件的CAD软件有软件有AutoCAD、SolidWorks等。等。344.8.2 Parasolid文件导入ANSYS Parasolid是一个几何工具模块，应用于许多是一个几何工具模块，应用于许多CAD软件，其中主软件，其中主要包括要包括SolidWorks、SolidEdge等。存盘时必须将模型保存为等。存盘时必须将模型保存为Parasolid格式，模型文件的扩展名为格式，模型文件的扩展名为*.x_t或或*.xmt_txt。354.8.3 UG几何模型导入ANSYS4.8.4其它几何模型导入ANSYS 1）Creo Parametric几何模型导入几何模型导入ANSYS在在CATIA中建立实体模型，文件以中建立实体模型，文件以prt格式存储。启动格式存储。启动ANSYS，选择，选择AN