04有限元几何建模

实体建模

用于创建模型（可以创建实体模型，也可直接创建有限元模型）ANSYS中有两种基本的实体建模方法：自底向上建模：首先创建关键点，然后把关键点连接成线、面和体。但也可不依顺序创建。如，可出直接连接关键点为面。

自顶向下建摸：利用ANSYS提供的几何原型创建模型，这些原型是完全定义好了的面或体。创建原型时，程序自动创建较低级的实体。使用自底向上还是自顶向下的建模方法取决于用户的习惯和问题的复杂程度，通常情况是同时使用两种方式，才能高效建模。3March20061通用有限元程序ANSYS及应用实体建模的基本过程1坐标系和工作平面的设定2图元及基本图元的生成3图元的修改4实体建模的基本途径5布尔运算3March20062通用有限元程序ANSYS及应用坐标系的用途■

用于创建几何模型■

用于指定载荷和自由度方向■

用于解释结果（包括图示或列表）3March20063通用有限元程序ANSYS及应用应用坐标系创建几何模型几何模型的定位和创建可基于三种坐标系(CS)■工作平面坐标系(WorkingPlaneCS)■全局坐标系(GlobalCS)■局部坐标系(LocalCS)3March20064通用有限元程序ANSYS及应用工作平面坐标系(WorkingPlaneCS)■工作平面坐标系即一个2-D作图平面■主要用于实体模型体素的定位和定向（由底向上建模：定义关键点、线、面等）■缺省时，与全局坐标系XY平面重合3March20065通用有限元程序ANSYS及应用全局坐标系(GlobalCS)3March20066通用有限元程序ANSYS及应用全局坐标系（续）■缺省时，全局直角坐标系是激活坐标系■

激活坐标系也可为柱（或球、其它坐标系）3March20067通用有限元程序ANSYS及应用全局坐标系-举例3March20068通用有限元程序ANSYS及应用局部坐标系（LocalCS）3March20069通用有限元程序ANSYS及应用节点坐标系—用于载荷和自由度定向（续）■有时，需要旋转模型中某些节点的节点坐标系，用于有坡度的滑动支撑或施加径向位移：4/14/202610节点坐标系—举例■观看节点坐标系：UtilityMenu:PlotCtrls>Symbols>(ToggleONNodalCS)3March200611通用有限元程序ANSYS及应用观看结果—结果坐标系■当在通用后处理(POST1)中观看结果时，所有结果（应力、反力）都位于结果坐标系(resultscoordinatesystem)中；■缺省时，POST1将所有结果转化为全局直角坐标系，包括经过“旋转”的节点上的结果。3March200612通用有限元程序ANSYS及应用观看结果—结果坐标系（续）■改变结果坐标系：

MainMenu:GeneralPostprocessor>OptionsforOutp…3March200613通用有限元程序ANSYS及应用观看结果—结果坐标系（续）改变结果坐标系的例子3March200614通用有限元程序ANSYS及应用列表—显示坐标系■列出节点坐标系：UtilityMenu:List>Nodes■这些坐标都用显示坐标系(DSYS)表示。■缺省时，DSYS被设置为全局直角坐标系，因此无论模型在何种坐标系中创建，列出的坐标值都位于全局直角坐标系中。■改变显示坐标系：UtilityMenu:WorkPlane>ChangeDisplayCSto3March200615通用有限元程序ANSYS及应用坐标系—总结■工作平面用于定义和定位几何项■全局坐标系■局部坐标系■节点坐标系—用于载荷和自由度定向■结果坐标系—用于显示和解释结果■显示坐标系—用于显示各坐标值列表3March200616通用有限元程序ANSYS及应用图元及基本图元的生成■图元:点、线、面、体■图元的等级：由低至高=>点、线、面、体

要点：修改图元必须由低至高删除图元必须由高至低■几何实体：由一系列图元组成几何实体■基本图元的生成及修改：3March200617通用有限元程序ANSYS及应用关键点的生成与修改选项：MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Create>Keypoints

3March200618通用有限元程序ANSYS及应用线的生成与修改选项-创建线的功能MainMenu:Preprocessor>-Modeling-…Create>-Lines-LinesCreate>-Lines-Splines

Operate>Extrude/SweepCreate>-Lines-Arcs3March200619通用有限元程序ANSYS及应用面的生成与修改选项-生成面的功能MainMenu:Preprocessor>-Modeling-…Create>…Create>-Areas-Arbitary

Operate>Extrude/Sweep3March200620通用有限元程序ANSYS及应用体的生成与修改

选项-创建体的功能MainMenu:Preprocessor>-Modeling-…Create>…Create>-Volumes-Arbitrary

Operate>Extrude/Sweep3March200621通用有限元程序ANSYS及应用实体建模的基本途径■

由底向上建模:按点、线、面、体顺序由低级图元起形成几何实体；■由顶向下建模:直接生成顶级图元，通过布尔操作完成目标几何实体。■利用已有的图元3March200622通用有限元程序ANSYS及应用利用已有的图元建模

由已有的线、面、体生成新的线、面、体选项-由已有的图元再生成图元的功能MainMenu:Preprocessor>-Modeling-…镜射(Reflect)

平移／修改

(Move/Modify)复制(Copy)3March200623通用有限元程序ANSYS及应用关于Reflect■Reflection操作可关于一个坐标平面或沿某一坐标轴进行说明：Reflect、Move/Modify、Copy

操作的坐标轴均属于当前激活坐标系3March200624通用有限元程序ANSYS及应用5布尔运算面与面相加举例■A1+A2=A3■A3包含原来所有面的区域，不再保留原来边界。3March200626通用有限元程序ANSYS及应用面与面相减举例■

A1-A2=A3■

A3包含原来所有面的区域，不再保留原来边界。3March200627通用有限元程序ANSYS及应用面与面叠分举例■A3是一个新面，是A2与A1重叠部分的区域■A4和A5是新面。3March200628通用有限元程序ANSYS及应用加法的选项MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Add3March200629通用有限元程序ANSYS及应用叠分的选项MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Overlap3March200630通用有限元程序ANSYS及应用粘接粘接操作是将多个图元进行连接，并生成具有公共边界的图元。只有公共区域的维数低于粘接图元的维数，粘接操作才有效。如果粘接操作没有新的图元产生，就通过合并关键点获得粘接效果。3March200631通用有限元程序ANSYS及应用粘接的选项MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Glue3March200632通用有限元程序ANSYS及应用切分3March200633通用有限元程序ANSYS及应用切分的选项MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-SubtractorDivide3March200634通用有限元程序ANSYS及应用切分的选项（续一）MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Divide3March200635通用有限元程序ANSYS及应用切分的选项（续二）MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Divide3March200636通用有限元程序ANSYS及应用切分的选项（续三）MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Divide3March200637通用有限元程序ANSYS及应用相交相交是生成新图元，它们是原图元间的重叠部分。3March200638通用有限元程序ANSYS及应用相交的选项MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Intersect3March200639通用有限元程序ANSYS及应用相交的选项（续一）MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Intersect3March200640通用有限元程序ANSYS及应用相交的选项（