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/目录 1第一章简介 41.1.ANSYS工作平台 41.2.DesignModeler 4第二章用户图形界面 52.1.启动DesignModeler 52.2.GUI概况 52.3.视窗,表格,菜单和工具栏 62.3.1、视窗，表格，菜单和工具栏 62.3.2、图形视窗，坐标 62.3.3、图形模式 72.4.菜单：>文件,>工具,>帮助 82.4.1.主菜单（和工具栏）: 82.5.工具栏 132.6.创建新平面按钮 152.7.创建新草图按钮 152.8.活动的平面,下拉列表 162.8.1激活的平面&下拉列表 162.8.2“来自面”的平面/草图创建的简便方法 162.9.鼠标功能 172.10.图形控制 172.11.选择过滤器 182.12.鼠标选择 182.13.窗选择 182.14.鼠标菜单 182.15.光标模式 182.16专题讨论2-1 18第三章2D草图建模 183.1.DesignModeler中的几何建模 183.2.草图单位制与启动 183.3.DesignModeler中的几何实体 183.4.草绘模式 183.5.草绘模式下的GUI 183.6.平面与草图 183.7.平面复制 183.8.草绘工具 183.8.1.草绘工具-栅格 183.8.2.草绘工具-标尺 183.8.3.草绘工具-自动约束 183.8.4.草绘工具-技巧 183.8.5.草绘工具-提示 183.9.草绘–基本形状 183.10.草图的细节 183.11.草图约束 183.12.草图尺寸 183.13.尺寸编辑 183.14.例题3-1草绘 183.15.修改草图 183.16.草图映射 183.17.几何模型的关联 183.18.与一个CAD进程建立关联 183.19.导入CAD文件 183.20.导入的几何模型的定位 183.22.输出模型 183.23.体的属性 183.24.例题3-2 18第四章3D几何建模 184.1.体和零件 184.2.3D特征 184.3.布尔操作 184.4.特征指向-方向: 184.5.特征类型 184.6.特征创建 184.7.例题4-1 18第五章3D高级几何建模 185.1. 修改3D模型 185.2.高级工具 185.3.例5-1 18第六章概念建模 186.1.概念建模 186.2.创建线体 186.3.修改线体 186.4.截面 186.5.截面对齐 186.6.截面偏移 186.7.由线生成面 186.8.边的连接 186.9.例题6-1 18第七章参数化建模 187.1.尺寸参考 187.2.提取参数 187.3.提取尺寸参考 187.4.提取特征尺寸 187.5.参数管理器 187.6.驱动/附属参数 187.7.辅助变量 187.8.例题7-1 18

第一章简介1.1.ANSYS工作平台ANSYS工作平台（1）完整的工具.（2）通用的图形用户界面(GUI).2.工作平台的功能:（1）可靠的几何模型导入能力.（2）强大的网格处理能力.（3）省时的双向CAD结合.（4）参数化管理器驱动DOE优化和参数实时双向变化的技术.DesignModelerDesignModelerDesignSimulationAWDesignXplorer1.2.DesignModelerDesignModeler是ANSYSWorkbench的一个模块.以模型分析为目标，类似主流CAD建模方法的建模工具：1.模拟时完成独特的几何修改能力:（1）点的粘结（2）表面分割（3）面模型抽取（4）梁模型2.包含参数建模功能:通过尺寸驱动和约束来建立2D草图。3.与DesignSimulation和ANSYSWorkbench实现无缝连接。第二章用户图形界面2.1.启动DesignModeler1.在windows系统中，点击:–>Start>Programs>ANSYS10.0>ANSYSWorkbench2.从StartPage创建新的几何模型或者通过Browse打开已有的DM数据文件。选择选择“Geometry”或者直接打开几何数据文件2.2.GUI概况1.GUI设计:(1).菜单和工具栏包括很多图标和下拉列表以便接受用户的输入和命令。(2).工具栏可根据用户的喜爱来调整大小。2.两个基本操作模式(1).草绘(2D)标签(2).实体(3D)标签模式标签模式标签2.3.视窗,表格,菜单和工具栏2.3.1、视窗，表格，菜单和工具栏菜单，菜单，工具栏，下拉列表特征树面板模式标签细节面板状态/信息条2.3.2、图形视窗，坐标1.图形视窗:显示,选择2.显示坐标:显示全局3D视图方向。启动时是等轴视图3.点击箭头或ISO球可以快速切换观察方向4.点击Rotate按钮或者鼠标中健，然后通过鼠标旋转模型…交互式的坐标可定模型位置交互式的坐标可定模型位置X=红色Y=绿色Z=蓝色2.3.3、图形模式1.实体模式(标签)（1）3D实体观察旋转模型以便观察和选择通过有不同颜色的层叠矩形进行被隐藏面的选择（2）打印预览,页面布局2.草绘模式(标签)（1）在“激活的平面”上进行2D草绘（2）可以旋转模型/草图以提供3D观察2.4.菜单：>文件,>工具,>帮助2.4.1.主菜单（和工具栏）:1.File:基本的文件操作。(1)Clear:清除目前session，重新开始(2)Attach,>Import:利用已有的CAD几何模型(3)Save,>SaveCopyAs...:操作过程中需要经常保存。(4)Print:打印预览(5)Auto-saveNow:生成备份的agdb文件。(6)RestoreAuto-saveFile:从目前的Auto-save文件列表中恢复。(7)Exit:关闭DesignModelersession2.Create:多种3D创建和修改工具。(1)3D生成工具(第四章):>Extrude,Revolve,Sweep,Skin/Loft,Thin/Surface.(2)3D修改工具(第五章):Fixedradiusblend,variableradiusblend,chamfer.(3)实体操作(第六章):Mirror,Move,Copy,Delete,Scale,CutMaterial,ImprintFaces.3.Concept:生成线体(linebody)或面(surface)的工具。4.Tools:用户定制程序、参数管理以及整体的建模操作。(1)Freeze:冻结模型的所有体。冻结体不受后面的Add,Cut,或者ImprintMaterialfeatures等操作的影响，但受>Slice…的影响(2)UnFreeze:激活选中的冻结体(3)名称选定(nameselection)①允许用户建立一个可以转换成DesignSimulation的指定选择(namedselections)。②模型上的任何部分可以被选择:顶点,边,面,和体。通过Apply/Cancel一个“几何体”来完成选择操作③通过激活在ANSYSWorkbench–DesignSimulation上的选项“NamedSelectionProcessing”可以将名称选定的体传递到DesignSimulation.几何体的细节面板“Preferences”④可以提供一个前缀，用来成批选择被转换的名称选定。在在DM顶部的名称选定表在DS上显示的名称选定体(4)Joint①用于将表面体粘结在一起的工具，以便在DesignSimulation中画网格时将它们的接触面作为共有的拓扑形状(sharedtopology)②将两个表面体作为输入体，然后粘附(imprint)两个体之间接触的边(激活的或冻结的体均允许)③SharedTopology选项将决定在粘附的边上是否建立边的粘结:•Yes:沿着界面两个体有共同的节点•No:对网格而言两个体都将保持独立(无共同的节点)注意:无论接触面怎么设置，线都将将两个体粘附起来。④每一个粘结功能限定连接两个表面体⑤为使在DesignSimulation中共享的边能起作用，被连接的表面体必须属于同类。⑥例子:模仿左边的支架。Joint功能将在支架上的支撑体上印上共享的边同时标记重合的边,如右图所示。这个共享的边叫做EdgeJoint。⑦当转换为DesignSimulation，在体之间会产生连续的网格，因为他们重合的边被共享了。(5)Enclosure①Enclosure功能：在模型周围或内部生成代表空间的体。它使模型所有的或被选中的体作为输入体，在这些体的周围生成一个冻结的封闭体，然后把这些体从封闭体内切走。在DesignSimulation中封闭体得材料可以被定义为气体或流体。②通过DM或用户预定义，封闭体可以自动产生。③自动生成的形状包括六面体、球体、圆柱体。④不能删除或修改在模型中现有的体。⑤创建封闭体用来做CFD分析六面体球体圆柱体六面体球体圆柱体(6)Parameters:激活参数管理器(7)Options:设置用户参数选择•Geometry,•Graphics,•Misc.,•Units,•Grids,•Defaults5.View:修改显示设置。6.Help:得到在线帮助文档。(1)Help>HelpTopics:目录、索引、搜索2.5.工具栏Undo/Redo:Undo/Redo:撤销或重复绘图操作。Select:选择各种几何图形的工具。平面和图形平面和图形(Plane&sketch)的创建及管理。图形:移动,放缩,旋转以及全图适中。改变平面(plane)、草图(sketch)和实体(model)的显示模式。除此之外，显示快速判断大小的标尺（默认选项）。1.3D实体生成、修改工具以及参数管理。文件管理文件管理撤销选择视图显示2.放置鼠标光标在各按钮上可看见简单的帮助(1)FileManagement:新建、打开、保存(2)Undo/Redo(3)Selection:过滤被选择的限定的实体类型(4)View:旋转、平移、放缩、窗选、适中显示(5)Display:网格、平面、3D实体、显示冻结、正视视图模式2.6.创建新平面按钮1.NewPlane:创建一个新的平面:(1)新的平面目标放置在特征树上(2)六种类型的平面创建方式(细节面板):①FromPlane:在当前的平面(plane)上生成新平面②FromFace:在一个面(face)上生成新平面③FromPointandEdge:通过一个点和一条直线边来定义新平面④FromPointandNormal:通过一个点和其法线(由一个边的方向所定义)来定义新平面⑤FromThreePoints:通过三点来生成新平面⑥FromCoordinates:通过在坐标系中的原点和法向来生成新平面(3)在平面上添加图形-可以利用图形(sketch)来生成3D几何图形2.7.创建新草图按钮1.NewSketch:在激活的平面上生成新的图形。2.在特征树中，新的图形位于与之相关的平面的分支内。3.通过特征树或者下拉列表激活图形。4.注意:下拉列表包括当前激活平面上的所有图形(参看下例)。XYPlane是激活的XYPlane是激活的在下拉列表中仅显示XYPlane图形2.8.活动的平面,下拉列表2.8.1激活的平面&下拉列表1.在激活的平面上添加草图2.DisplayPlane下拉列表可以:(1)切换激活平面(或者使用特征树)(2)在多个平面间转换(toggle)，显示轴矢量、起始点和边界的边。(3)即使在草图模式中也允许切换。3.用来定义新平面的按钮:新的平面变成激活状态且被添加进特征树。2.8.2“来自面”的平面/草图创建的简便方法1.利用当前的几何体生成一个新的“来自面”的平面或图形的捷径：(1)使要用来放置新平面的表面高亮显示。(2)切换草绘标签，开始绘图。(3)新的平面和图形自动生成。2.9.鼠标功能1.LMB,MMB,RMB--三键鼠标2.LMB（左鼠标键）(1)选择(2)<ctrl>+LMB添加体(3)摁住LMB然后拖动光标=连续选择3.MMB（右鼠标键）:窗口缩放4.RMB（中鼠标键）(1)实体旋转(2)与当前操作相关的鼠标菜单(RMB)5.另一些相关的特定的鼠标功能，后文讨论。2.10.图形控制平移缩放窗选在图形屏幕内适中显示正视图:选择模型的一部分(如表面,线等)，然后“正视视图”。模型会自动定该部分的法线，在选取点上圈定。1.另外的鼠标控制(1)在选择模式时：中间鼠标键=自由旋转。右鼠标键=放大或缩小。Ctrl+中间鼠标键=平移。(2)在Rotate,Pan,orZoom时:左击模型，在光标位置重新设置视图中心。在模型中被点击的位置成为旋转中心。左击外部空间，重新确定模型中心和旋转中心。2.坐标轴控制(1)使用View菜单可以打开或关闭坐标轴显示(见下面)。(2)坐标轴显示包括视图和信息的控制：点击任何一个坐标轴的箭头，视图法向即为该轴方向。点击蓝色的“Iso”球确定等大小视图。2.11.选择过滤器1.模型的特性必须通过图形选取来选定目标，以便加载、规定区域等..2.通过激活下图所示的任一个选择过滤器图标来完成特性选取(也可右击>光标模式来完成)。新选择新选择单选/窗选2D点、PF点、3D顶点2D边、模型边界、线的边面实体、表面体、线体扩展选项相邻/Flood选取3.在选择模式中，光标变化以反映当前的选择过滤器(与图标匹配)。4.相邻选取：选取当前选择部分的邻近表面或边。例如：选了一个表面，相邻选取将选取位于该表面切线公差内模型的所有表面。5.在ModelView上通过RMB可以设置选取过滤。(1)草绘模式:(2)实体模式:2.12.鼠标选择1.可以选择多个实体以加载和加支撑、或者选择两个顶点以确定轴向/集中力的方向。2.取决于当前的选取过滤模式(线、表面、等.).3.再用相同的选取次序，可以移除当前的选择设置。4.要撤销所有选择，在几何图形视窗的空白区域点击一下即可。5.“Paint”选取–摁住左鼠标键，然后在被选择的区域上移动(“paint”)鼠标。6.被选择的部分取决于当前的选择过滤器(线、面、等)。7.实体被选取后，可以使用Ctrl键+鼠标左键来移除不想选取的实体。8.可以与其他选择方式相结合。9.要撤销选择，在几何图形视窗的空白区域点击一下即可.10.“选取面板”允许选择起初点取的隐藏几何图形（如线、表面等）。11.面板被着色以与零件颜色匹配(装配体各单体颜色不同)。12.所有多个选择方法也可用来(Ctrl+鼠标左键,paint选取,等)进行面板选取。2.13.窗选择1.选取工具栏包括一个“SelectMode”按钮，允许用户用单选和窗选来选择项目(1)选取是基于当前激活过滤器的(例如：点、边、面等)(2)选取的类型基于拖动方向：•从左至右的拖动，完全封闭在方框(box)内的项目被选择。•从右至左的拖动，完全和部分封闭在方框内的项目被选择。(3)注意方框边缘的符号区别，可以帮助用户确认执行哪种方框选择类型。LefttoRightRighttoLeftLefttoRightRighttoLeft2.14.鼠标菜单RMB:显示与当前操作相关的菜单:特征树特征树TreeObject草图尺寸ModelViewPrintPreview注意:删除一个特征:使之在特征树中高亮显示,RMB>Delete,or使用键盘的<Delete>键2.15.光标模式1.鼠标光标与当前操作相关-直观地指导用户采用所期望的操作(1)视图、旋转…(2)选取–拖动鼠标左键，连续选择–使用<CTRL>+鼠标左键一添加选择(3)草绘中的自动约束(4)系统状态“忙，等待”2.16专题讨论2-1目标:开始DesignModeler，打开一个现有的数据文档(agdb)。操纵几个GUI视图控制。从一个现有的面上生成一个新平面。在新平面上生成和标注一个草图。拉伸该图形以修改导入的几何体。起始页（StartPage）的设置1.打开StartPage，在GUI的Open中选择“DesignModelerGeometry”2.在“Browse”，选择工作目录下的“link1.agdb”文件112当一个DM数据库第一次被打开，必须在开始对它进行操作前先“生成”(generate)未“生成”前，在树特征树上所有分枝前面均有闪电标记。“生成”模型。在特征树上点击“XYPlane”旁边的“+”，高亮显示“SKETCH1”.–[Modeling]:Link1>XYPlane>SKETCH1–看见该基本图形呈现出黄色。–切换草绘标签看见尺度被显示。–切换到实体模式。点击“Extrude1”旁边的“+”以扩展分枝。–[Modeling]:Extrude1>SKETCH1–看见“SKETCH1”在XYPlane和Extrude1之中。在图形视窗的三维坐标轴上点击蓝色“Iso”球。模型在等向视图显示。使用右鼠标键，拖动框选模型上表面。这是放缩操作的快捷方式。用左鼠标键点击上表面以选中它。点击“newplane”图标以创建一个平面。平面预览被显示，并显示位于平面原点的三维坐标(RGB=XYZ)。注意:通过预选择表面，然后生成平面，这个细节表明该平面是“FromFace”类型。在该平面的细节部分设为默认，然后“Generate”theplane.注意“Plane4”生成，且变成激活的平面。点击“LookAt”图标，切换到垂直于plane4的方向的正视图。转到草绘(sketching)标签，在平面的中心附近画一个圆。[Sketching]>Draw>Circle确定sketch的尺度前，首先检验原始尺寸的大小。点击“Select”图标，使草图的右边界高亮显示。注意状态条指明该长度为10mm。重复上述验证操作，确认水平边长为80mm。转向尺度工具盒（dimensionstoolbox），让General保持默认选项。[Sketching]>Dimensions>General通过在图形屏幕上的RMB菜单，用来控制“General”尺寸定义。用RMB设第一个尺度，选择“Horizontal”。选择图形平面(sketchplane)的圆中心和左边界，然后通过点击一个位置来放置尺寸。注意“源自于面”的平面允许使用该平面的边界来定尺寸。重复上述步骤来设从圆中心到平面上任何一条水平边界的垂直尺寸。最后定圆的尺寸设定尺寸后，用细节窗口来指定/修改具体的值。用下面的值来定图形的尺寸。Horizontal=40mmVertical=5mmDiameter=5mm注意:在用户的图形中尺度的名字可能与这里显示的不一样。在该草图被完整定义后，用户将创建一个隆起以在几何图形上设置一个孔。从主菜单中选中“Extrude”图标。通过details窗口设置如下的extrude操作:“生成”隆起.注意:改变操作到“CutMaterial”以生成一个孔。因为该操作发生在平面上(-Zdirection)，detail自动变为“反”方向。“ThroughAll”被指定，以使隆起特征穿过整个体。在特征树上点击Plane4的“+”，并使Sketch2高亮显示。[Modeling]>Plane4>Sketch2在Sketch2的细节中改变草图名字为“HoleSketch”.使在树形图上的t“Extrude2”高亮显示。[Modeling]>Extrude2在Extrude2的Detail上改变Extrude名字为“CenterHole”。使用中鼠标键旋转该模型并察看其特征。注意这是旋转模型的快捷操作。使用“View”菜单在阴影和外框模式间转换。回到Projectpage，保存工程和所有相关文件。File>Save退出DesignModeler.File>Exit第三章2D草图建模3.1.DesignModeler中的几何建模为学习DesignModeler几何建模，需要集中考虑四个基本方面:1.草绘模式:包括生成2D几何形状的工具，2D几何形状是3D几何体生创建成或概念建模（conceptmodeling）的先决条件。2.3D几何建模:几何建模由草图生成实体，如拉伸,旋转,表面模型等3.模型导入:对于来源于商业化CAD软件系统的几何模型，典型地，可以在导入DM后对其进行修改以适应有限元网格划分。4.概念模型:这些工具用来创建和修改线体（linebodies），线体能作为有限元梁(FEbeam)或梁以及表面模型的基础。3.2.草图单位制与启动3.3.DesignModeler中的几何实体1.点（Points）（1）2D草图点（2DSketchPoints）（2）3D顶点（3DVertices）（3）点的特征(PointFeatures):•点连接•点荷载•结构点2.边（线、曲线）-3D,and2D草图3.面（区域、表面）4.体（体积）5.多体-(不显示)3.4.草绘模式1.DM的草图在平面上创建。在一个新的DM过程中，三个默认的直角平面位于球形原点(XY,XZ,YZ)。2.需要时，用户可以通过定义原点和方向或用已有的几何模型为参考，来创建和定位新平面。3.开始绘图的过程包括两部分：1.确定希望在其上面绘图的平面。2.创建或确定在平面上的图形。4.根据需要，用户可以多个平面。5.每一个平面可以由与之相关的多个草图。6.在接下来的几页里，将介绍平面、图形的生成以及绘图所需的工具。3.5.草绘模式下的GUI草绘模式（sketchmode）下，在一系列的面板中，GUI在左边呈现出绘图工具盒（“toolboxes”）。平面以及图形的生成和管理平面以及图形的生成和管理几何元素的建立几何元素修改尺寸标注添加约束一个新的过程开始时，XY平面在原点显示。3.6.平面与草图1.在树形图上，激活的平面是亮的，并在下拉列表中显示。激活的平面能从任一位置改变。2.点击“NewPlane”按钮，生成新平面。3.同样的功能和操作可用于图形的生成和管理。4.注意每一个图形均与一个平面相关联5.在设置细节后(见下面)，“Generate”按钮用来生成新平面。6.注意:对草图创建而言这一步不是必要的。7.对每一个平面和草图由“细节”控制基本特性坐标轴、显示标尺以及平面原点可以打开或关闭。坐标轴、显示标尺以及平面原点可以打开或关闭。RulerTriad3.7.平面复制最多可以有9个平面复制方式。通过鼠标右键菜单可以快速选择想要的复制方式。一旦一种复制方式被选中，其额外的性质被显示，允许用户输入偏移距离、旋转角度、旋转轴等。为添加另外的复制方式，设置为添加另外的复制方式，设置AdditionalTransform为Yes。这种复制方式要求输入偏移值和旋转角PLANE43.8.草绘工具3.8.1.草绘工具-栅格1.“Settings”面板允许定义和显示图形栅格，(默认=关闭)。应用Snap功能设置主要的和次要的间距主要间距主要间距(实线)次要间距(虚线)2.栅格捕捉允许捕捉位于次要格子线间的点这个方框是在两个次要格子线的中间被选取。这个方框是在两个次要格子线的中间被选取。3.8.2.草绘工具-标尺在ANSYSWorkbench-DesignSimulation中,标尺允许用户得到快速比例对照3.8.3.草绘工具-自动约束1.DM默认的是“自动约束”模式。2.自动约束允许新草图形体自动地捕捉位置或方向。3.光标提示将被应用的自动约束类型。4.例(参看完整的列表文档):线草图的端点时采用点约束线草图的端点时采用点约束线草图的起点采用耦合约束画线时垂直和水平约束3.8.4.草绘工具-技巧1.当创建或改变平面和草图时，“LookAt”工具将很快定出显示的方向，使平面或草图正对着用户视角。2.很多所需的或快捷的操作，可以通过在图形屏幕上右击鼠标而弹出的菜单完成RightmouseclickRightmouseclick3.Undo/Redo按钮仅在草绘模式中有用。–撤销最近一次的绘图操作。–允许多次撤销。–重要提示:每一个平面贮存自己的撤消操作。4.在绘图操作中，“Back”命令(通过右键菜单得到)的作用相当于一次小的undo操作。5.记住:在任何时候，只有一个图形是激活的!3.8.5.草绘工具-提示1.GUI状态条有完成每一个操作的指示。2.例:使用画圆工具操作...1.1.选择“Circle”2.按状态条的指示：选择圆心的位置。3.按状态条的指示：拖动和松开鼠标来定义半径大小。3.9.草绘–基本形状1.一旦平面和草图已经指定，用户可以从“Draw”工具盒开始创建新的几何图形。2.记住!一些操作可能要求用点击右键来完成!–例:结束一个“spline”操作，需要采用右键菜单选择想要的选项3.10.草图的细节1.在每一个草图（线、圆、多变形等）中涉及到的实体数目可以被显示。2.关于参数化建模在后面讨论。从细节面板上可更改图形的名字。从细节面板上可更改图形的名字。3.在图形平面上变亮的线（仅指在草绘模式中)，可以显示其细节高亮显示的线的细节高亮显示的线的细节3.11.草图约束1.草图细节也能显示草图的约束细节。2.约束可以是自动约束或用户定义。3.为删除约束,高亮显示约束定义，再使用delete键。显示约束显示约束约束定义3.12.草图尺寸1.DesignModeler包含了一个完整的尺寸工具盒。2.另外可进行单独的尺寸设定以及半自动尺寸设定。–半自动在尺寸选择中循环使用，直到模型完全被约束或用户选择退出半自动模式。–鼠标右键控制忽略或结束该功能。3.通用尺寸设定工具允许通过右键菜单来快速的得到所有的主要尺寸。Move:修改尺度标注的位置。Animate:显示被选尺度的动态变化。Display:显示尺寸值或名称。4.为更改尺寸，高亮选中，然后在details视窗中输入新的值。高亮选中尺寸高亮选中尺寸输入新值3.13.尺寸编辑通过RMB菜单可快速改变尺寸值和编辑名称.3.14.例题3-1草绘用一个简单例子来说明怎样利用目前所学知识(注意RMB=鼠标右键)。目标:–在原点左下角画一个高50mm宽75mm的长方形。–在该长方形上加一个半径为10mm的圆，该圆的圆心离左边20mm，离底边30mm。–放置所有尺度在容易看见的地方。R=R=10mm50mm75mm30mm20mm1.开始一个新的工程，通过点击DesignModeler图标进入DM。2.设定Lengthunit为millimeters.3.DM启动后,将标签切换到草绘模式。注意:用“LookAt”图标(或RMB选项)选择视图方向在平面的法线方向。4.选择“Rectangle”工具，不勾选Auto-Fillet,然后将光标放在原点。一旦“P”(点约束)符号出现，抓住并拖动，然后放松以生成长方形ClickDragClickDrag5.进行下一步操作前，先点击“Fit”图标(或者RMB菜单)。6.选择“Circle”工具并点击,拖动然后松开，在长方形上合适的位置处生成一个圆。7.通过添加尺寸最终确定该图形。8.选择Dimension工具盒，“General”的选项保持默认。9.在RMB菜单上选择“Horizontal”。–点击长方形的上边线显示所需尺寸。–拖动鼠标，在长方形的上面放置尺寸。10.重复前面的步骤添加剩下的尺寸。11.接下来把每一个尺寸的细节更改为所需的值，如图所示。12.在Dimension工具盒中使用“Move”功能，把尺寸标注放在适当位置以使图形美观（如下例所示）。13试着激活几个尺寸:–选择“Animate”功能，然后在图形视窗上点击一个尺度。–把尺寸显示从“Name”改变为“Value”。14.检查规定目标的最后一步是转到sketch1的细节（details），改变“ShowConstraints?”选项为“Yes”.15.将细节下翻到Line7，注意基准点与原点一致。16.File>Save.注意:后面还将继续建立该几何模型。17.Modify工具盒包括很多编辑图形（sketches）的功能。18.一些功能是根据名称即可判断其功能的（如：fillet,chamfer）。这一章将集中讨论一些不浅显易懂的功能。19.记住!–察看GUI底部的状态条以实时获到每个功能的说明。3.15.修改草图分割:RMB选项(在选择边之前选择):1.SplitEdgeatSelection(default)：在选择的位置处把一条边分割为两部分(除非这条线为圆或椭圆)。对圆或椭圆，在选择的位置生成起点和终点。2.SplitEdgesatPoint：选择一个点，所有通过该点的线在该点被分割。3.SplitEdgeatAllPoints：选择一条线，在通过并具有相同约束的所有的点处被分开。4.SplitEdgeintonEqualSegments：在编辑盒设置n值，然后选择想要分开的线，分为n段。注意：n最高可达100。拖动:用鼠标光标能拖动一个点或线。模型的变化取决于选中的图形、已有的约束和尺度。在实施Drag功能前，能预选多个实体。DragDrag拖动–例子选择长方形的角并拖动。剪切/拷贝:要求选择一个粘贴方式(pastehandle)(RMB)，以确定以何种相对方式粘贴。当用户以特定的粘贴方式移动图像到要粘贴的位置时，光标定位于该处。RMB的粘贴方式选项:1.End/SetPasteHandle,设定粘贴方式。2.End/UsePlaneOriginasHandle,平面的（0.0,0.0）位置被用作粘贴相对位置3.End/UseDefaultPasteHandle,被选中的第一条曲线的起点被用作粘贴相对位置可以使用户选择的一系列的粘贴图形被复制到内部剪贴板上，并在草图上保留原有图形。–如果退出Cut或Copy时，未选择pastehandle，将使用一个默认值。Copy:RMBoptions.Copy:RMBoptions.粘贴:1.RMBContextMenu:•以r的角度正向旋转•以r的角度正向旋转•水平反向•垂直反向•放大f倍•缩小f倍•在平面原点粘贴•改变粘贴方式•完成粘贴使得用户可将通过剪切或拷贝选取的项目放置到剪贴板上，并将它们放在现有的（或新的）图形上，即使这图形不在一个平面上也可实现。2.一个拷贝/粘贴的例子...在生成了一个长方形后，希望拷贝它。将该长方形相对原点旋转45度，并放大0.5倍。1.1.Copy3.RMB2.Selectedges4.4.ChoosePasteandsetoptions5.RMBRotate6.RMBScale7.RMBPaste8.RMBEnd3.Copy/Cut/Paste要点:–复制以后，可粘贴多次。–可以从一个图形上复制，到另一个图形上粘贴。–在Paste操作过程中可改变粘贴方式快速剪切/拷贝/粘贴Cut,Copy和Paste命令在草绘模式中可从RMB选项中得到。1)1)选择将被粘贴的线2)RMB>Copy3)选择粘贴的基点4)粘贴该线复制:复制命令相当于拷贝命令，与粘贴操作相伴随。–当一个End/option选项被选后，RMB变成粘贴的RMB菜单。移动:移动命令类似于复制命令，但选中的目标是被移动到一个新的位置而不是被复制。偏移:1.偏移功能允许用户通过现有直线或弧线生成一系列等距离的直线或弧线。2.这些原有直线或弧线必须端点与端点相连接，并且形成一个开放的（或封闭的）的轮廓。3.用户可以预先选中线，也可以在该功能操作过程中选线。完成选择后，选择RMB选项中的“Endselection/Placeoffset”确定选择。4.光标位置用于确定三个偏移特性:•偏移距离•偏移边•偏移面5.距离和边是易懂的，但“面”也非常重要:如果所选择的曲线与当前给定的偏移边和距离相collapseout或crossover，用光标的位置确定偏移曲线到所在的面。例子...首先选择被偏移的所有边线。首先选择被偏移的所有边线。移动光标的方向和距离以确定偏移。注意：进一步拖动偏移，弧线最终与底线相交注意：进一步拖动偏移，弧线最终与底线相交。改变光标的位置(左和右)，能确定偏移区域的哪一边被保留3.16.草图映射草图映射(instance)允许复制一个图形到另外的平面上。这种复制是关联的，也就是说当原图形被更新时，这些复制的图形也将被更新。1.特征:在草图映射上的边是固定的(类似一个平面的边界)，不能通过图形操作来移动、编辑或删除在源图形上作改动，当进行Generate操作时，它的相应复制图形将自动更新与之匹配映射的草图能象普通的草图一样用来生成其他特征，除下面两种情况外:2.不能用作另一个映射的源图形3.不能进入草绘模式来编辑/修改映射的草图。因为不能编辑映射的草图，因此它们不包括在草图的下拉列表中。Step1:Step1:选择将要映射的目标平面。源图形必须在目标平面的前面的平面上。因此，不能将映射草图放置在XYPlane上。Step2:Step2:通过Apply/Cancel按钮选择源图形。Step3:更改布置选项。草图映射可以被偏移、旋转和缩放。Step4:点击Generate完成映射草图。例:Sketch2作为Sketch5被映射Plane4上。注意这个映射怎样显示出类似于平面边界的固定边。3.17.几何模型的关联DM能与现有的CAD几何图形建立关联DM>Import&>Attach功能–在任何时候，均可导入或关联，–能在导入或关联过程中，应用多种材料类型–基于平面属性确定方向下面的CAD版本可被支持:•ACIS-11.0•CATIA-V4•Parasolid-15.0•SolidWorks-2001+/2003SP4•CATIA-V5(R2-R11)•SolidEdge-V12/14.00.01•Pro/ENGINEER-2001/Wildfire•MechanicalDesktop–2004/V6•IGESReader-4.0,5.2,5.3•AutodeskInventor–R6/R7SP1•Unigraphics-V18.0.5.2/NX1.0.0.203.18.与一个CAD进程建立关联如果CAD程序是开启的，可以自动地导入这个模型到DesignModeler程序>File>AttachtoActiveCADFile保持双向的关联性3.19.导入CAD文件>File>ImportExternalGeometryFile…没有关联性第一次“生成”前检查单位制“激活”的平面控制“装配”模型体的位置(多个体).细节（details）面板控制导入的材料类型是>Add,>Cut,>Slice,etc…–>Cut能被用于挖去被导入块体的核心(如铸模模具，等等)AddCutAddCut3.20.导入的几何模型的定位导入和关联，均有一个称为基准平面(BasePlane)的特征。使用户指定导入或关联的模型的参考坐标系(方向)…当生成一个新的导入或关联特征，默认激活的平面为基准平面。从特征树中选择平面或从Plane下拉菜单中先输入平面，用户能规定基准平面的方向。–第一次导入选定XY平面,–第二次是YZ平面3.21.ACIS导入的单位制在起始页设定想要的工作单位制。用户必须指定ACIS模型的长度单位。–输入ACIS时，用Import>Details来定义CAD系统的长度单位。•DM把当前的单位系统赋给模型，以便作必要的单位换算。例如：如果设置为“mm”，用户指定输入模型为“m”,DM把转换“m”为“mm”，DM中导入的模型将是“mm”。3.22.输出模型>File>Export…IGES输出:当输出模型到IGES文件，用户可选择输出实体或修整过的表面。这个选项在“ControlPanel”的Geometry部分显示。3.23.体的属性DM支持两种类型的体属性:材料属性(通过Import或Attach特征得到)和表面体的厚度。材料属性通过在导入和关联特征的属性列表中的ImportMaterialProperties选项来控制。若设为Yes，所有材料属性将被赋给体。在DM中，材料属性是只读的，通过导入和关联特征导入，但用户不能编辑它们。当再导入到DS时，材料属性将随之导入。CAD系统支持表面体的厚度被导入到DM。另外，在DM中用户能更改任一表面体的厚度。当模型再导入到DS时，这个厚度也将附属在表面体上一起导入。3.24.例题3-2目标：–在例题3-1中打开已建好的模型，并由草图生成3D几何体。–生成一个新草图并拉伸，以在原来模型上创建一个凸台。–生成另一个草图，，在凸台上粘附(Imprint)一个面，以便在有限元模型上施加边界条件。–保存模型并退出。起始页选择“Browes”打开例题3-1上的数据库(“Workshop1”)。如果不能得到，打开“Workshop3-1.agdb”文件，继续workshop3-2。1.文件打开后，从工具栏中选择“Extrude”图标。2.在拉伸的细节中改变深度(depth)为10mm。3.Generate完成拉伸特征。11234.确保XYPlane是激活的，点击“NewPlane”图标。5.在DetailsofPlane4中设置Transform1为“OffsetZ”，并且改变此偏移距离为50mm。6.“Generate”生成该平面。55647.单击“LookAt”图表改变视图。8.切换到草绘模式，从绘图工具盒(drawingtoolbox)中选择“Rectangle”(勾选Auto-Fillet)。[Sketching]>Draw>Rectangle9.画一个矩形并近似地定义图示的倒圆角半径。10.点击“Dimensions”工具盒。[Sketching]>Dimension77810911.如图所示定义草图的尺寸。注意这里的尺寸的名称可能与用户所作的不尽相同。111112.从工具栏中选择“Extrude”(但不要点击generate!).等轴视图显示想要的拉伸形状，它的法向方向，面对源模型。13.从细节面板将方向把法向改为“Reversed”。14.改变“Type”为“ToNext”15.“Generate”拉伸。1212131415拉伸操作生成了一个与原始几何模型相融合的凸台。在有限元模拟中，希望在凸台的任意位置添加边界条件。因此凸台上面需要再粘附一个面。16.高亮显示凸台的顶面。17.在工具栏上点击“NewPlane”图标。18.“Generate”平面1616171819.在工具栏上点击“LookAt”图标。20.转到草绘模式，从绘图工具盒中选择circle。[Sketching]>Draw>Circle21.画一个近似于图示的圆。1919202122.添加右图所示的尺寸。注意这里的尺寸名称可能与用户操作的不尽相同。[Sketching]>Dimensions222223.在工具栏中选择“Extrude”(不要点击gennerate)。24.在细节面板中改变operation为“ImprintFaces”.25.“Generate”拉伸25252423确信面选择过滤器是激活的，并且选中凸台表面使之高亮显示。注意：现在就有了一个在模拟中可应用边界条件的圆形区域。保存并退出。第四章3D几何建模4.1.体和零件DesignModeler最重要的目标是为分析环境提供几何模型。为此需要了解DM是怎样处理各种几何模型的。DesignModeler包括三个不同的体类型：1.Solidbody:具有面积和体积的体。2.Surfacebody:具有表面但无体积的体。3.Linebody:完全由线组成的体，无边、面积和体积。DesignModeler默认每个体为独立的一部分。在DesignModeler中存在两种状态的体：1.激活（Active）:（1）体可以进行一般的修改操作，可以更改(但不能被切片)。（2）将所有激活的体切换到冻结状态，可使用冻结(Freeze)特征来完成。（3）在特征树中，激活的体呈蓝色。（4）在特征树中，体的图标根据其类型（实体,表面体,线体）而改变。2.冻结（Frozen）:除切片(slicing)操作外，建模的任何操作对其不起作用。将体从冻结状态解冻，可利用解冻(Unfreeze)特征完成。在特征树中，被冻结的体呈白色。激活冻结激活冻结体的禁用(Suppressedbodies):禁用的体既不能导入到分析所用的DesignSimulation，也不包括在Parasolid(.x_t)保存时的模型中或ANSYSNeutralFile(.anf)格式中。零件（Parts）:1.DesignModeler默认每个体为独立的一部分。2.使用FormNewPart工具可将体组合在一起。3.这些零件可作为包含多体且具有形状共有的拓扑的零件被导入到DesignSimulation。4.为形成新的零件，在图形屏幕上选取一个或多个体，并选择鼠标右键菜单中的FormNewPart选项。5.FormNewPart选项只有在选择了体时才有用，并且不处于特征创建或特征编辑状态。多体零件是什么?例：–在DM中的三个零件,3个体中包括3个实体.–DS中3个实体具有2接触的区域。–每一个体网格是独立的。DMDM例子(续):–在DM的一个零件,1个体中有一个实体.–在DS中为一个实体(无接触区域).–全部体网格是一个整体。Example:–DM中的一个多体零件,有3个实体.–DS中也有3个实体(无接触).–每一个体网格是独立的，但体上的节点在体之间是连续的DMSimDMSim4.2.3D特征一个典型的3D特征的创建分为两步(如拉伸和扫掠)：(a)选择所需的特征，并设定其细节(b)“Generate”该特征体。通过相关的细节可以控制每个3D特征的创建。生成3D特征的最后一步为点击“Generate”。3D3D特征是否冻结体？4.3.布尔操作可应用5种布尔操作于3D特征:1.AddMaterial:生成材质并使模型与激活的体相融合。总是可用。2.CutMaterial:从激活的体上移走材质。3.SliceMaterial:将冻结的体切成薄片。只在模型中所有的体被冻结时才可用。4.ImprintFaces:类似于Slice，只是体上的面是被分开的，若有必要，则边也可被粘附（imprinted）(不产生新体)。5.AddFrozen:类似于AddMaterial，只是特征体与已存在的体不融合，而是添加了一个冻结体（frozenbodies）。Cut,Imprint,以及Slice操作对线体不起作用。布尔加:选择要在激活的图形上执行的特征和布尔操作。选择要在激活的图形上执行的特征和布尔操作。Extrude–此处显示Add.注意：如果体已存在，add得到融合的几何图形。布尔减:已有的体已有的体(细线显示透明轮廓).利用旋转特征并进行减操作。旋转轴激活的草图布尔粘附面:粘附面操作允许从连续的面分离出一个区域(见下面)。例如考虑在任意位置应用有限元边界条件。激活草图以拉伸之激活草图以拉伸之.通过粘附面的操作拉伸.布尔添加冻结:类似于“加”操作，但得到独立的体(或单独的冻结体).激活草图以拉伸之激活草图以拉伸之.通过添加冻结的操作拉伸布尔切片(所有体必须被冻结):切割冻结体，在切割区域留下新的冻结体。新的冻结体新的冻结体.激活草图以拉伸之.通过切割操作以拉伸4.4.特征指向-方向:该方向与草图平面的方向相关。一些操作该方向与草图平面的方向相关。一些操作(如cut)引起方向的自动改变。4.5.特征类型固定(fixed):通过深度(depth)属性，Fixed可拉伸图形轮廓到规定的精确距离。这个特征的预览表明了精确表示是如何生成的:穿过所有(ThroughAllType):将使这个轮廓延伸穿过整个模型。当添加材质时，这个被延伸的轮廓必定与模型完全相交。到下一个(ToNext):Add将延伸轮廓到第一个与其相遇的表面。Cut,Imprint和Slice将延伸轮廓到达并且穿过第一个与其相遇的表面或体。到面(ToFaces):允许延伸拉伸特征到由一个或多个面组成的边界。对于多个轮廓，应保证每个轮廓都至少有一个面与延伸方向相交。否则会引起延伸出错。“ToFaces”选项与“ToNext”不同。“ToNext”并不意味着“到下一个面为止”，而是“穿过下一个体的块(实体或薄片)”。“ToFaces”选项另外一个值得注意的地方是它对冻结体的面也可起作用到表面(ToSurface):除只有一个面可被选择外，该选项类似于“ToFaces”。通过所选面的潜在的和可能无边界的表面来定义延伸(见下面)。ToSurfaceextent是一个高级选项，允许用户定义延伸通过一个表面。此时选择一个单一的面，用其潜在的表面作为延伸目标。这个潜在表面必须与被选择无边界的表面来拉伸选择无边界的表面来拉伸4.6.特征创建拉伸(Extrusions):拉伸包括实体,表面以及薄壁特征。生成表面（surfaces）时，设其内、外厚度为零。激活的草图是默认的输入模型，但是也可以在树形图上选择想要激活的草图。细节浏览用来设置拉伸深度,方向和布尔操作(加、减、切片、粘附、或添加冻结).Generate按钮完成特征的创建。注意:前面的一节(特征类型)提供了许多拉伸例子。旋转(Revolve):旋转激活的草图以产生3D几何模型。从细节中选择旋转轴。如果该草图中含有一条独立(自由)的线，它将被默认为旋转轴。DirectionPropertyforRevolve:•Normal:在正Z方向旋转。•Reversed:在负Z方向旋转。•Both-Symmetric:在两边方向上应用特征。一个角度的设定，将用于两个方向。•Both-Asymmetric:在两边方向上应用特征。一个角度的设定，每一个方向有自己的角度属性。点击Generate完成特征创建，更新模型。SketchwithDisjointLineSketchwithDisjointLine扫掠(Sweep):轮廓沿着一条路径扫掠，这一特征可以生成实体、表面、薄壁特征。ScaleandTurnsproperties可用来生成螺旋扫掠。•Scale:沿着扫掠路径缩小或放大轮廓。•Turns:沿着路径扫掠的过程中令轮廓扭曲。•负的Turns值使得轮廓围绕与路径相反的方向扭转。+Turns值：逆时针扭转。•关于其它的限制请参看文档。排列(Alignment):•Pathtangent：定轮廓的方向，使轮廓沿着路径扫掠时，保持该轮廓在路径的切线方向上。•Global:不管路径的形状如何，当轮廓沿着路径扫掠时保持轮廓的方向不变例子...扫掠例1:Sketch1=Sketch1=要扫掠的轮廓路径的切向：轮廓保持路径的切线方向（垂直于路径切线）.Sketch2=扫掠路径全局坐标轴方向：轮廓方向保持与轴一致扫掠例2:扫掠细节扫掠细节:Scale=0.5Turns=-4Sketch2=扫掠路径Sketch1=扫掠轮廓ScaleandTurns的限制:Scale:扫掠路径必须是开链而且是光滑的。Turns:扫掠路径必须是光滑的。•如果扫掠路径是闭环，Turns必须为一个整数。•如果扫掠路径是开链，Turns可以是任何值。Scale和Turns的默认值分别为1.0和0.0。Skin/Loft:从不同的平面获取一系列的轮廓来生成与他们相匹配的3D几何模型(必须选择两个或两个以上轮廓)。一个轮廓是一个具有闭合的或开放的环的草图，或是从一个面(face)上得到的平面(plane)。–所有的轮廓必须具有同样数目的边（edges）。–开放的和闭合的轮廓不能混合。–所有轮廓必须具有相同类型。–在图形区上点击草图或平面的边或点可以选中他们，也可以在特征树上点击草图或平面来选他们。–一定数目的轮廓选完后，可以预览被选择的轮廓和多边形生成向导(guidepolygons)。–多边形向导的线条是灰色的，显示出轮廓间的顶点是怎样互相连接的。–Skin/Loft的操作很大程度上依赖于RMB菜单的选择。例子...Skin/Loft例1:–在3个偏移的平面上生成了3个五边形草图轮廓。–每个轮廓都被选完后(按住CTRL键)，显示出多边形生成向导。–在RMB菜单有guidepolygon选项。–连续穿过所有的轮廓。Skin/Loft实例1:Add操作产生3D实体。GuidePolygons:必要时，使用RMB选项重新排列。当错误排列时，会导致意想不到的形状。ResultResultSkin/Loft重排序:–在生成或编辑选择的过程中，可以调整轮廓的次序。–选中轮廓高亮显示，用RMB重新排序。从RMB选项中选择。点特征(PointFeatures):点特征用来控制和定位点相对于被选模型的面和边的相对位置和尺寸。选择一系列基准面和支配边。选择分析类型（AnalysisType）：•SpotWeld:使用“焊接”连接，否则在装配中会成为互不关联的部件(只有成功地形成耦合的点可以作为点焊接传递到DS)。•PointLoad:在analysis中使用“hardpoints”(所有成功地产生的点作为顶点传递到DS)。•ConstructionPoint:这种类型的点不能传递到DS从3个可用点的定义选项中选择，每个都具有特定的定位方式：•Single:SigmaandOffset•SequenceByDelta:Sigma,Offset,Delta•Sequen