ANSYS建模方法.pptx

1-1一一 坐标系与工作平面坐标系与工作平面（1）ANSYS提供了下列坐标系供用户选用提供了下列坐标系供用户选用v总体和局部坐标系总体和局部坐标系：用来定位几何形状参数（节点、关键点等）的空间位置；v显示坐标系：用于几何形状参数的列表和显示；v节点坐标系：定义每个节点的自由度和节点结果数据的方向；v单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方向；v结果坐标系：用来列表、显示或在通用后处理（POST1）操作中将节点或单元结果转换到一个特定的坐标系中。1.1 坐标系坐标系1-2 总总体体坐坐标标系系统统被认为是一个绝对的参考系。ANSYS提供了3种总体坐标系：v笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系v柱坐标系柱坐标系v球坐标系球坐标系 局部坐标系局部坐标系是与总体坐标系的原点偏移一定的距离，或其方位不同于先前定义的总体坐标系。用来定位几何形状参数（节点、关键点等）的空用来定位几何形状参数（节点、关键点等）的空间位置。间位置。1-3（2）局部坐标系的定义方法）局部坐标系的定义方法vCommand（s）：LOCAL(LOCAL,KCN,KCS,XC,YC,ZC,THXY,THYZ,THZX,PAR1,PAR2）GUI：Utility MenuWorkPlaneLocal Coordinate SystemsCreate Local CSAt Specified Locv当创建了局部坐标系后，分配给它一个坐标系号KCN（必须是11或更大），可以在ANSYS进程中的任何阶段建立（或删除）局部坐标系。（3）坐标系的激活）坐标系的激活v用户可以定义任意多个坐标系，但某一时刻只能有一个坐标系被激活。vCommand（s）：CSYS（CSYS,KCN）vGUI：Utility MenuWorkPlaneChange Active CS toSpecified Coord Sys1-41.2 工作平面工作平面v是一个无限平面，有原点、二维坐标系。在同一个时刻只能定义一个工作平面（当定义一个新的工作平面时就会删除已有的工作平面）。工作平面是与坐标系独立的。例如，工作平面与激活的坐标系可以有不同的原点和旋转方向。v与工作平面相关的命令：vWPOFFS,XOFF,YOFF,ZOFF（工作平面原点的偏置）vWPROTA,THXY,THYZ,THZX （工作平面的旋转）1-51.3 局部坐标系与工作平面的区别局部坐标系与工作平面的区别v区区别别：局局部部坐坐标标系系下下对对关关键键点点进进行行操操作作；而而工工作作平平面面下下对对面和体进行操作。面和体进行操作。v举例：举例：1-6v建模有两种方法：v1)先打点（关键点）先打点（关键点）v使用的是全局坐标系（未定义局坐）使用的是全局坐标系（未定义局坐）vH=4vLenth=1v/Prep7vK,0,HvK,Lenth,HvK,0,H+LenthvK,Lenth,H+LenthvA,1,2,4,3使用局部坐标系使用局部坐标系H=4Lenth=1/Prep7Local,11,0,HK,0,0K,Lenth,0K,0,LenthK,Lenth,LenthA,1,2,4,31-72)直接画直接画“面面”v使用的是默认工作平面（未定义工使用的是默认工作平面（未定义工作平面时）作平面时）vH=4vLenth=1v/Prep7vRECTNG,0,Lenth,H,H+Lenth使用自定义的工作平面使用自定义的工作平面H=4Lenth=1/Prep7WPoffs,0,HRECTNG,0,Lenth,0,Lenth两种方法不能混用，如：两种方法不能混用，如：l 在定义局部坐标系的情况下直接画在定义局部坐标系的情况下直接画“面面”，则仍然以默认，则仍然以默认工作平面为参考原点；工作平面为参考原点；l 而在自定义的工作平面直接打而在自定义的工作平面直接打“点点”，则仍然是以全局坐，则仍然是以全局坐标系为参考原点。标系为参考原点。1-8二二 实体建模概述实体建模概述v主要内容:A.定义B.自上而下建模v前言前言v工作平面工作平面v布尔运算布尔运算C.例题D.自下而上建模v关键点关键点v坐标系坐标系v线线,面面,体体v操作操作E.例题1-9实体建模实体建模 A.定义定义v实体建模 可以定义为建立实体模型的过程。v首先回顾前面的一些定义：一个实体模型有体、面、线及关键点组成。体由面围成，面由线组成,线由关键点组成。实体的层次从底到高:关键点 线 面体.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.v另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体。体面线及关键点关键点线面体体1-1 0实体建模实体建模 A.定义定义v建立实体模型可以通过两个途径:由上而下由上而下由下而上由下而上v由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状.加1-1 1实体建模实体建模 A.定义定义v由下而上建模；首先建立关键点，由这些点建立线、面。v可以根据模型形状选择最佳建模途径.v下面详细讨论建模途径。1-1 2实体建模实体建模 B.由上而下建模由上而下建模v由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定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。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。1-1 3实体建模实体建模 -由上而下建模由上而下建模 图元图元v图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体。v二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形。1-1 4实体建模实体建模 -由上而下建模由上而下建模.图元图元v三维图元包括块体,圆柱体,棱体，球体,和圆锥体。1-1 5实体建模实体建模 -由上而下建模由上而下建模.图元图元v当建立二维图元时，ANSYS 将定义一个面，并包括其下层的线和关键点。v当建立三维图元时，ANSYS 将定义一个体，并包括其下层的面、线和关键点。1-1 6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v布尔运算 是对几何实体进行合并的计算。ANSYS 中布尔运算包括加、减、相交、叠分、粘接、搭接.v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CAD输入的复杂的几何体。加输入实体 布尔运算 输出实体1-1 7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v所有的布尔运算可以在GUI界面下获得 Preprocessor -Modeling-Operate.v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.v被删除实体的编号数被“释放”(即,这些编号可以可以指定给新的实体，并从可以获得的最小编号开始）。1-1 8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v加加aadd把两个或多个实体合并为一个.1-1 9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v粘接粘接aglue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）1-2 0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v搭接搭接Aovlap类似于粘合运算，但输入的实体有重叠.1-2 1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v减减ASBS（2,1）删除“母体”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.1-2 2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v叠分叠分ASBW 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.“切割工具”可以是工作平面、面线甚至于体.在用块体划分网格时，通过对实体的分割，可以把复杂的实体变为简单的体.1-2 3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v相交相交AINA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,则有两种选择:公共相交和两两相交v公共相交只保留全部实体的共同部分.v两两相交则保留每一对实体的共同部分，这样，有可能输出多个实体.CommonIntersectionPairwiseIntersection1-2 4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v互分互分LPTN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。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.(交运算可以找到交点但删除了两条线）L1L2L3L6L5L4Partition1-2 5实体建模实体建模D.由下而上建模由下而上建模v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。v如建立一个L-形时,可以先下面所示的角点.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.1-2 6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v定义关键点:Preprocessor -Modeling-Create Keypoints或者用 K 命令组立的命令:K,KFILL,KNODE,等.v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下一个整数坐标位置可以通过在工作平面上拾取或输入X,Y,Z 坐标值确定。坐标值如何确定？它依赖于当前激活坐标系.1-2 7实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模线线v有许多方法定义线，如下图所示（常用的，L、Larc）v如果定义面或体,ANSYS 将自动生成未定义的线，线的曲率由当前激活坐标系确定.v在生成线时，关键点必须存在。Create-Lines-ArcsCreate-Lines-LinesCreate-Lines-SplinesOperate Extrude/SweepL,k1,k2L,k1,k2,k3,radius1-2 8实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模面面v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。（A关键点关键点顺序顺序、AL线线）v如果定义体，ANSYS 将自动生成未定义的面、线，线的曲率由当前激活坐标系确定。Create-Areas-ArbitraryOperate Extrude1-2 9实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模体体v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Create-Volumes-ArbitraryOperate Extrude1-3 0实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模操作操作v在由上而下和由下而上的建模方式均可对实体进行布尔运算.v除了布尔运算，还有许多其它操作命令:拖拉缩放移动拷贝反射合并倒角1-3 1实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模.操作操作v拖拉拖拉adragv利用已经存在的面快速生成体(或由线生成面或由关键点生成线).v如果面已经划分了网格，单元也可以随着面一起拖拉v有四种方法拖拉面:法向拖拉 通过对面的法向偏移形成体 VOFFST.XYZ偏移 通过对面的总体XYZ方向偏移形成体 VEXT.可以锥形拖拉沿坐标轴 绕坐标轴旋转面形成体(也可通过两个关键点旋转)VROTAT.沿直线沿一条线或一组邻近的线拖拉面形成体 VDRAG.1-3 2实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模.操作操作v移动移动agenv通过增量通过增量DX,DY,DZ控制实体的移动或旋转控制实体的移动或旋转.DX,DY,DZ定义在激活坐标系中平移实体时，令激活坐标系为直角坐标系转动实体时，令激活坐标系为柱或球坐标系可以使用下列命令VGEN,AGEN,LGEN,KGENv另另一一个个选选项项是是把把坐坐标标转转换换到到另另一一个个坐坐标标系系中中.转换发生在激活坐标系与指定的坐标系之间.此命令在对一个实体的移动和旋转同时进行时很有用.可使用下列命令 vVTRAN,ATRAN,LTRAN,KTRAN从 csys,0 向 csys,11 转换旋转-30 1-3 3实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模.操作操作v拷贝拷贝agenv生成实体的多个拷贝v通过复制的份数（2及其以上）及 增 量 DX,DY,DZ 控 制.DX,DY,DZ定义在激活坐标系中.v对于生成多个孔、翼等特别有用.Copy inlocalcylindricalCSCreate outerareas byskinning1-3 4实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模.操作操作v反射反射ARSYMv沿平面反射实体.v修改反射方向:X 关于YZ平面反射Y关于XZ平面反射Z关于XY平面反射v所有的方向均定义在激活坐标系，且必须是直角坐标系.What is the direction of reflection in this case?1-3 5实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模.操作操作v合并合并ARMERGE v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，也将自动被合并.v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.Merge or gluerequiredReflect1-3 6Subtract frombase area实体建模实体建模 -由下而上建模由下而上建模.操作操作v倒角倒角LFILLTv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.如果共同的关键点不存在，则首先作互分的运算.ANSYS不改变依附的面（如果有），因此，需要用加或减的命令修改倒角区域.v面的倒角与此相似AFILLTCreatefilletCreatearea