Ansys workbench高级3D几何体.ppt

1、Ansys workbench 高级3D几何体,3D 几何体目录,修改3D几何体 3D曲面特征 平面体 指定选取基准对象 阵列特征 高级特征 高级工具 体操作 Workshop 5-1, 包围体操作 Workshop 5-2, 阵列操作 Workshop 5-3, 3D 曲线,3D 几何体修改 3D 几何体,抽壳 : 抽壳特征有两个明显的用处 : 创建薄壁实体 (Thin). 创建简化壳 (Surface). 详细菜单中的选择方式: 删除面: 所选面将从体中删除. 保留面: 保留所选面, 删除没有选择的面. 仅对体操作: 只对所选体上操作不删除任何面. 将实体转换成薄壁体或面时，可以采用以下三

2、种方向中的一种偏移方向指定模型的厚度: 向内 向外 中面,3D 几何体修改 3D 几何体,抽壳 详细菜单:,基本操作,薄壁实体的方向,重要! 创建面几何体时 (并非薄壁实体) 必须将厚度属性域设为零. 范例 . . .,厚度或厚度 /面偏移,3D 几何体修改 3D 几何体,通过对所示的简单块的操作可以了解抽壳行为是如何工作的.,3D 几何体修改 3D 几何体,生成本特征后需注意: 端面已被删除 厚度 = 2 mm 方向朝向原始实体中心 (向内) 结果仍然是一个实体 设置厚度值为0后重新生成: 结果是真实的表面模型,3D 几何体修改 3D 几何体,抽壳 注释: 如果所选面是表面体的一部分则可以将

3、Thin/Surface 特征的厚度设为 0. 这个操作可以对某个输入的面增厚. 中面选项: 并非意味着中面抽取. 体是中空的, 这样的话体的内外壁从原始面偏移同样的距离. 范例 :,选取的作中面抽壳的实体,结果是在两个方向上的偏移.,3D 几何体修改 3D 几何体,固定半径融合: 固定半径融合可以在模型边界上创建融合. 选择3D 边和/或 面用于融合. 面选将融合那个面上的所有边. 采用预先选择时, 可以从右键的上下文菜单进行其它附加选项 (边界面环路选择, 3D边界链平滑) 在详细列表菜单中可以编辑融合半径. 点击Generate完成特征创建并更新模型. 可变半径融合 (和上面相同之外):

4、 用详细列表菜单可以改变每边的起始和结尾的融合半径,也可以设定融合间的过渡形式为光滑还是线性.点击生成完成特征创建更新模型. 范例 . . .,3D 几何体修改 3D 几何体,选取的作固定融合的面. 所有边界都产生融合,指定半径的详细列表,选取作固定融合的边.,3D 几何体修改 3D 几何体,变半径融合,直线过渡,光滑过渡,如果选择了多个边用于变半径融合则每一个都会在详细列表中显示出来,3D 几何体修改 3D 几何体,倒角: 倒角特征用来在模型边上创建平面过渡 (或称倒角面). 选择3D 边或面来倒角. 如果选择的是面, 那个面上的所有边缘将被倒角. 预选时, 可以从右键上下文菜单中点选其它选

5、项 (边界面环路选择, 3D边界链平滑) 面上的每条边都有方向. 该方向定义右侧和左侧. 可以用平面(倒角面)过渡的两条边的距离或距离(左或右)和角度来定义斜面. 在详细列表菜单中设定倒角类型包括设定距离和角度. 范例 . . .,3D 几何体修改 3D 几何体,倒角选项 (3):,左,右,3D 几何体 3D 曲线特征,Concept3D Curve 3D 曲线可用于 : 为概念建模定制曲线 建立特征时的基本对象 创建 3D 曲线 (可以从线体素) : 现有模型点 坐标(文本) 文件 曲线通过链路上所有的点. 所有点必须 “唯一的”. 曲线可能是开放的也可能是闭合的.,开放,封闭,3D 几何体

6、3D 曲线特征 已有点,DefinitionPoint Select 选择 (并 Apply) 已有模型上的点按住 键选择多个点. 曲线可以是开放的也可以是闭合的. (右键) 产生的曲线通过所有选取的点.,鼠标右键,3D 几何体 3D 曲线特征 点文件方式,DefinitionFrom Coordinates File 通过XYZ坐标的文本文件创建3D 曲线. 格式化坐标(文本)文件 # 表示此行是注解 忽略空行 数据行包括5个数据域, 被空格或TAB键隔开 A) 组号 (整数) B) 点号 (整数) C) X 坐标 D) Y 坐标 E) Z 坐标 注释: 在同一数据行中出现同样的组号和点号是

7、错误的.必须是唯一的 对于封闭曲线, 最后一行的点号应该是0. 忽略坐标区.,范例: 正弦曲线 xyz 的数据点,3D 几何体 平面体,平面体是在XY面的表面体. 在DM中创建的平面体用于进行2D 仿真. 平面应变, 平面应力, 轴对称 在数值运算上比3D模型高效的Sim模型.,3D 几何体 指定选取基本对象,指定选取可用于为基本建模特征中选取基本对象 (组). 指定选取可能包含体,面,边或点. 指定选取可以传递到仿真中 必须在环境工程页中的“Default Geometry Options”中选取用于某些特征的创建.,3D 几何体 阵列特征,阵列特征可以以下列形式复制面或体: 线性 (方向

8、+ 偏移距离) 环形 (旋转轴 + 角度) 将角度设为0,系统会自动计算均布放置 矩形 (两个方向 + 偏移) 对于面选定, 每个复制的对象实例必须和原始体保持一致 (必须接触同一个基准区域). 每个复制面的接合范围不能彼此接触/相交,线性 环形 矩形,3D 几何体阵列 “复制”,很容易改变 “Copies” (在详细列表菜单中) 并 “Generate”. 总数 = “Copies” + 1,5,9,3D 几何体高级特征,在这一部分里将要描述两个高级特征的特性，专门用于3D特征: 目标体: 拉伸, 旋转, 扫掠, 蒙皮/放样, 切片, 导入 & 链接. 拓扑融合: 拉伸, 旋转, 扫掠, 及

9、蒙皮/放样. 通过将Target Bodies特性由“All Bodies”切换到“Selected Bodies”. 用户可以通过另外一个选择/取消功能来选择体，这些体被称为“Selected Bodies”.,3D 几何体高级特征,适用于 拉伸,旋转,扫掠和蒙皮的合并拓扑细节特性 通过 Yes/No 选项控制特征拓扑. Yes: 优化特征体拓扑. No: 不改变特征体拓扑. 拓扑融合的默认设置是不同的,它取决于所使用的3D 特征: 拉伸: 默认为Yes 旋转: 默认为Yes 蒙皮/放样: 默认为No 扫掠: 默认为No 范例如下 . . .,注意: 在7.0 及更早的版本中拓扑融合是具有只

10、读特性,它的内剖面融合但外剖面没有融合.这意味着在7.0 及更早的版本创建的特征不能改变.,3D 几何体高级特征,拓扑控制,Merge Topology = Yes,Merge Topology = No,设定值为 Yes 将优化所有的特征体的拓扑. 然而推荐在蒙皮/放样和扫掠特征中设定为No (缺省). 改变拓扑融合特性的值时务必小心. 一旦其它特征依靠这个拓扑, 其面和边可能出现也可能消失,这将引起随后的特征出现失败和非法的选择.,3D 几何体高级工具,通过 Create 和 Tools 菜单进行高级操作: 冻结 解冻 指定选取 接合 包围 填充 表面延伸 缠绕工具 阵列 体操作 切片 面

11、删除,3D 几何体高级工具,通常3D 实体特征操作如下 : 创建3D特征体 (例如拉伸特征) 通过布尔操作将特征体和现有模型合并: 加入材料, 切除材料, 表面烙印记 Freeze 特征使你可以控制操作的下一步，就象在特征树中显示的那样，其作用是构造模型历程的隔离器. 在冻结前创建的特征将变成冻结体 在特征树形菜单中体的分支前的冰冻立方体图标表示冰冻体 在Freeze 特征之后，对任何特征所做的加入、切除、烙印材料操作都将忽略所有的冻结体 举例 . . .,3D 几何体高级工具,建模历史: 模型开始于导入几何体. 加入一个拉伸特征 插入冻结 第二次拉伸紧接着导入几何体的地方创建,冻结,解冻,3

12、D 几何体高级工具,解冻可以使用户有选择地移除对单个或多个体的冻结(冻结是全局操作) 装配注意事项: 如果从CAD软件包中导入一个装配体,DM将默认为装配体是没有冻结的分离零件 然而接下来的任何3D建模操作将合并装配体中的任何相互接触体 这些合并可以用冻结和解冻工具避免,3D 几何体高级工具,指定选项: 可以将一组实体组织在一个名字下 组可以传递到仿真模块中,设计模块,仿真,注意, 设计模块允许将不同的实体类型分在一组 (点, 边, 表面), 但仿真模块不行. 仿真模块将对不是同一性质的组员进行劈分.,3D 几何体高级工具,接合特征: 将表面体接合在一起 (以便在仿真模块中对其适当处理) 可用

13、于激活体或冻结体 拓扑结构可以共享 (共同网格) 或不共享 (接触区域) 范例:,表面模型包括 3个表面体. 沿2个体的边接触到第三个体的表面.,如果没有接合特征,仿真模型的接合面将不会是连续的 (没有共同的节点匹配).,3D 几何体高级工具,将共享拓扑设为 “Yes” (缺省) 仿真模型沿边界的网格是连续的 将共享拓扑设为 “No”则用接触单元对边/面的边界进行建模 (注：表面/边探测必须设为 “Yes”),3D 几何体高级工具,包围: 沿体创建一个环绕区域以便于对场效应区进行仿真 CFD, EMAG, 等 可以使用块体, 球体, 柱体或自定义的形状创建包围体 夹层特性允许将包围体边界延伸至

14、指定值 (必须 0) 可以将包围应用于所有的体或仅对选定目标 合并特性可以对多体零件自动创建包围体 确保划分网格时原始零件和包围体有公共节点,3D 几何体高级工具,举例:,包围体的剖分视图,电路板模型,用块体创建的包围体,3D 几何体高级工具,填充: 创建充满内部空洞比如孔的冻结体 可在激活或冻结体中操作 只能在实体中操作 对大量的CFD应用软件非常有用 范例:,目标是为阀块内部(流体区)建模如图所示,3D 几何体高级工具,范例 (续):,填充的是冰冻体 (可以划分网格的),被隔离出的内部区域可以转到仿真模型中划分网格,3D 几何体高级工具,缠绕工具, 用于 ANSYS Workbench -

15、 EMAG 创建一个缠绕体 (一种特殊的线体) 代表电线回路,比如缠绕转子或定子的电线 首先创建转子或定子的模型,包括用来定义缠绕体队列的中心平面.,3D 几何体高级工具,然后用 “缠绕工具” 打开缠绕表格文件: 缠绕表格是一个文本文件. 从缠绕表格中用phase & coil自动命名线体. Winding Tool 的内容完全在 ANSYS Workbench - Emag 课程中覆盖,缠绕表格样例,产生的线体,3D 几何体高级工具,表面延伸: 在所选边上创建表面延伸 延伸可以是固定的或延伸到选定表面 范例:,但这个结果在2个零件的交界处产生了一个沟,薄壁实体模型被转换成中面模型,延伸圆环边

16、闭合沟,3D 几何体高级工具,面删除: 通过删除模型中的面从而删除特征如混合和切除等特征- - 然后治愈 “伤口” 如果不能确定合适的延伸, 在特征将报告一个错误,表明它不能弥补缺口 用于重定义 (简化) 导入模型 (例如删除孔) 如果有必要，孔可以在DM中重新产生并使之参数化,“面删除”后没有融合,空腔或孔,选择高亮面,范例 (删除混合和孔特征):,3D 几何体高级工具,切片特征: 当模型完全由冰冻体组成时才可以使用切片 切片有两个选项: 用平面切片: 选定一个面并用此面对模型进行切片操作 切开表面: 在模型中选择表面,DM将这些表面切开,然后就可以用这些切开的面创建一个分离体,原始几何体,

17、 一个实体,用于切片的2个融合,结果是3个实体. 每个融合体成为实体区域,3D 几何体高级工具,用平面切片样例: 原始导入的Parasolid 几何体 (具有代表性) 不能在仿真中划分为映射网格,3D 几何体高级工具,用切片工具将1个体分为4个 (单个零件),3D 几何体体操作,体操作: 可以用8种不同的选项对体进行操作 (并非所有的操作一直可用): 体操作可用于任何类型的体 (激活的或冻结的). 附着在选定体上的面和边上的特征点(不受体操作影响) 在详细列表窗口中选择体和平面 选项包括: 镜像, 移动, 复制, 删除, 缩放, 切除材料, 表面印记& 切面. 接下来逐一叙述 . . .,3D

18、 几何体体操作,镜像: 选择体和镜像平面. DM 在镜像面上创建选定原始体的镜像. 镜像的激活体将和激活模型合并. 镜像的冻结体不能和激活模型合并. 镜像平面默认为最初的激活面. 示例: 这里选定的表面为镜像平面.,3D 几何体体操作,移动: 用户要选择体和两个平面: 一个源平面和一个目标平面. DesignModeler将选定的体从源平面转移到目标平面中. 这对对准导入的或链接的体特别有用. 示例: 两种导入体 (一个盒子和一个盖子) 没有对准. 有可能它们是用两种不同的坐标系从CAD系统中分别导出的. 用“Move” 体操作可以解决这个问题.,3D 几何体体操作,复制: 和移动操作一样,但

19、是对复制体移动后原始体仍然保持不变. 删除: 从模型中删除选定的体. 缩放: 先选定进行缩放的体然后通过Scale Origin特性选择缩放原点. 这种特性是一个有三种选项的组合框: 世界坐标系原点: 用全局坐标系统的原点. 体质心: 每个体在它的质心按比例缩放. 点: 以用户选定的指定点(2D草图点,3D顶高点或 点特征)作为缩放原点.,3D 几何体体操作,切除材料: 从模型激活体中选择用来切除材料的体. 体操作的切除材料选项和基本特征中的切除材料一样操作. 示例: 从块中切除选定的飞机体形成一个模具:,3D 几何体体操作,印记面: 体操作的印记面选项和基本操作中的印记面一样操作. 当模型中

20、存在激活体时才能对选项进行操作. 在这个例子中, 选定的体用来在块的表面烙印记:,3D 几何体体操作,切片材料: 切片材料在一个完全冻结的模型上才能操作. 体的切片材料选项和基本操作中的切片一样操作. 仅当模型中的所有体冻结时才能操作选项. 切片操作示例:选定飞机体在块上作切片 :,Workshop 5-1,包围体操作,目标: 导入一个Parasolid格式的模型 用包围体操作创建一个实体区域代表模型的周围区域,Workshop 5-1,包围体操作,起始页: 选择 “Geometry” 图标开始一个新的 或 FileNew 选择 “meter” 作为长度单位,Workshop 5-1,包围体操

21、作,导入 Parasolids 文件 “blade.x_t”. Main menu File Import External Geometry File . . . 浏览文件 “blade.x_t” 并打开. “Generate”.文件导入,Workshop 5-1,包围体操作,从 “Tools” 菜单选择 “Enclosure” 在详细列表窗口选择 shape为“Cylinder” “Generate”包围体,注意:这里保留默认的夹层为1m.过定义该选项可以定义大一点或小一点的包围夹层.,Workshop 5-1,包围体操作,生成包围体后,注意到在树形目录中有两个体,一个是冻结的(包围体),

22、一个是激活体(叶片),Workshop 5-1,包围体操作,右键点击树形目录中的高亮激活体 (叶片)，在弹出菜单中选择 “Hide Body”,隐藏叶片后可以看到包围体有一个空腔,代表结构的边界. 这种包围体非常适合于仿真模型中的网格划分.,Workshop 5-1,阵列特征,目标: 导入一个 Parasolid 格式的模型 加入一个孔后用阵列操作将零件修整为一个螺栓法兰界面.,Workshop 5-1,阵列特征,起始页: 选择 “Geometry” 图标开始一个新的DM会话过程 或如果已经在DM中则用 FileNew 指定 “mm” 为长度单位,Workshop 5-1,阵列特征,导入 Pa

23、rasolids文件 “fan_hub.x_t”. Main menu FileImport External Geometry File . . . 浏览文件 “fan_hub.x_t” 并打开. “Generate”导入文件.,Workshop 5-1,阵列特征,选择大环面 在工具栏中点击 “New Plane” “Generate” 新平面 切换到 Sketching mode 在面上绘制一个直径为8 mm的圆,将圆心定位在距离水平轴和竖直轴均为17 mm的地方.,Workshop 5-1,阵列特征,点击 “Extrude”工具条 将操作改为 “Cut Material” 将类型改为 “Through All” “Generate” 第一个孔 做好第一个孔后准备 “Pattern” 阵列(复制) 整个圆周. 重新定位模型视角,点击蓝色的三维坐标系到想要的位置. 在树形目录中点击 ZXPlane 激活 - - 出现一条有用的轴线.,Workshop 5-1,阵列特征,用选择过滤器选择孔的柱面. Create Pattern 从详细列表窗口中: GeometryApply 孔已经选