Ansys基础教程-2定义模型属性、几何模型.ppt

<p><span id="_baidu_bookmark_start_0" style="display: none; line-height: 0px;">‍</span>第四章第四章 定义模型属性定义模型属性 一个典型的一个典型的ANSYS分析过程可以分为分析过程可以分为3个步骤：个步骤：（1）建立模型；）建立模型；（2）加载并求解；）加载并求解；（3）查看分析结果。）查看分析结果。建模过程建模过程:指定作业名和分析标题指定作业名和分析标题 使用使用PREP7（预处理器）定义单元类型、单（预处理器）定义单元类型、单元实常数、材料特性和几何模型。元实常数、材料特性和几何模型。ANSYS单元库中提供了超过单元库中提供了超过150种的不同单元类型，种的不同单元类型，每种单元类型有一个特定的编号和一个标示单元类型的每种单元类型有一个特定的编号和一个标示单元类型的前缀，如前缀，如BEAM4（4号梁单元），号梁单元），PLANE82（82号板单号板单元）元）SOLID95（95号实体单元）。号实体单元）。单元类型单元类型：（1）单元的单元的结点数和自由度；结点数和自由度；（2）单元位于二维空间还是三维空间。）单元位于二维空间还是三维空间。定义了单元类型后，定义了单元类型后，ANSYS会自动生成一个与此单会自动生成一个与此单元类型对应的单元类型参考号，如果模型中定义了多种元类型对应的单元类型参考号，如果模型中定义了多种单元类型，则与这些单元类型相对应的类型参考号组成单元类型，则与这些单元类型相对应的类型参考号组成的表称为单元类型表。的表称为单元类型表。4.1 4.1 定义单元类型定义单元类型此处列出已经定义的单元类型定义途径：定义途径：Command:/RMain Menu：Preprocessor|RealConstants|Add/Edit/Delete4.3 4.3 定义材料属性定义材料属性材料属性由以下特征确定：线性或者非线性；线性或者非线性；弹性（各向同性、正交异性）或非弹性；弹性（各向同性、正交异性）或非弹性；不随温度变化或者随温度变化；不随温度变化或者随温度变化；材料属性表：像单元类型和单元实常数一样，每一组材料属性也有一个材料属性参考号。与材料属性组对应的材料属性参考号表称为材料属性表。在一个分析中，可能有多个材料属性组（对应模型中的多种材料）。定义材料属性：定义材料属性：Command：MPGUI:Main MenuPreprocessor|Material Props|Material Models弹性模量泊松比第五章第五章 几何模型几何模型 一旦定义了材料特性和单元特性后，下一步工一旦定义了材料特性和单元特性后，下一步工作是建立能够恰当描述模型几何性质的实体网格模型。作是建立能够恰当描述模型几何性质的实体网格模型。有限元模型的建立方法有限元模型的建立方法：（1）直接生成法；直接生成法；（2）实体建模（几何模型）网格划分）实体建模（几何模型）网格划分1、建模方法选择、建模方法选择（1）直接生成方法必须直接确定每个结点的位置，以及每个单元的大小、形状和连接关系，工作量大。直接生成法适用于小型简单模型。缺点是改变网格和模型十分困难，易出错，当模型复杂时，直接生成法叫人无法忍受。（2）实体网格建模法是先生成几何模型，再进行网格划分，相对来说容易些，适用于庞大而复杂的模型，特别是三维实体模型，它比直接生成法更加有效和通用，是一般建模的首选方法。其优点是便于几何上的改进和单元类型的改变，容易实现有限元模型的生成。5.1 5.1 建模方法选择建模方法选择2.实体建模中几何模型的生成方法实体建模中几何模型的生成方法对于不太复杂的模型，可以直接对于不太复杂的模型，可以直接ANSYS的实体建模工的实体建模工具完成。具完成。Main MenuPreprocessor|Modeling如果模型过于复杂，可以考虑在专用的如果模型过于复杂，可以考虑在专用的CAD中建立几何中建立几何模型，然后通过模型，然后通过ANSYS提供的接口导入模型。提供的接口导入模型。导入方法：导入方法：Utility MenuFile|ImportANSYS支持的接口通常包括以下类型：支持的接口通常包括以下类型：IGES、CATIA、Pro/E、UG、SAT、PARA、IDEAS 在不同的分析阶段，在不同的分析阶段，ANSYS将用到多种不同的坐标系。将用到多种不同的坐标系。总体和局部坐标系：用来定位几何形状参数的空间位总体和局部坐标系：用来定位几何形状参数的空间位置；置；显示坐标系：用于几何形状参数的列表和显示；显示坐标系：用于几何形状参数的列表和显示；节点坐标系：定义每个节点的自由度方向和节点结果节点坐标系：定义每个节点的自由度方向和节点结果 数据的方向；数据的方向；单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方 向；向；结果坐标系：用来列表、显示结点或单元结果结果坐标系：用来列表、显示结点或单元结果5.2 5.2 坐标系坐标系1.总体坐标系总体坐标系 总体坐标系和局部坐标系是用来定位几何体。默认情总体坐标系和局部坐标系是用来定位几何体。默认情况下，建模操作时使用的坐标系是总体笛卡儿坐标系。但况下，建模操作时使用的坐标系是总体笛卡儿坐标系。但是很多情况下，采用其它坐标表达形式往往会更加方便，是很多情况下，采用其它坐标表达形式往往会更加方便，比如旋转模型时需要用到柱坐标表达形式。总体坐标系是比如旋转模型时需要用到柱坐标表达形式。总体坐标系是一个绝对的参考系。一个绝对的参考系。ANSYS提供了提供了3种坐标表达形式：笛种坐标表达形式：笛卡儿坐标、柱坐标和球坐标。所有这卡儿坐标、柱坐标和球坐标。所有这3种坐标系都是右手种坐标系都是右手法则，且有相同的原点，它们由其参考号识别：法则，且有相同的原点，它们由其参考号识别：0笛卡笛卡儿坐标系；儿坐标系；1柱坐标系；柱坐标系；2球坐标系。球坐标系。ANSYS引用坐标值总是采用固定的方式：引用坐标值总是采用固定的方式：X轴、轴、Y轴轴和和Z轴，而不管实际激活的坐标形式，因此在不同的坐标轴，而不管实际激活的坐标形式，因此在不同的坐标系下，系下，X轴、轴、Y轴，轴，Z轴代表的意义也不同：轴代表的意义也不同：笛卡儿坐标形式：笛卡儿坐标形式：X轴、轴、Y轴、轴、Z轴分别代表其原始意义；轴分别代表其原始意义；柱坐标形式：柱坐标形式：X轴、轴、Y轴、轴、Z轴分别代表径向轴分别代表径向R、周向周向 和和周向周向Z；球坐标形式：球坐标形式：X轴、轴、Y轴、轴、Z轴分别代表分别代表轴分别代表分别代表R、和和 2.2.局部坐标系局部坐标系 在许多情况下由于特定的用途需要建立各种各样的局在许多情况下由于特定的用途需要建立各种各样的局部坐标系。其原点可能与总体坐标系有一定的偏移，其坐部坐标系。其原点可能与总体坐标系有一定的偏移，其坐标轴也可能与总体坐标系有一定的转角。它也有标轴也可能与总体坐标系有一定的转角。它也有笛卡儿坐笛卡儿坐标、柱坐标和标、柱坐标和球坐标球坐标3种形式。总体坐标系和局部坐标系种形式。总体坐标系和局部坐标系也是构建其它坐标系（结点坐标系、单元坐标系等）的基也是构建其它坐标系（结点坐标系、单元坐标系等）的基础。局部坐标系总是以总体坐标系为参照建立的，而不是础。局部坐标系总是以总体坐标系为参照建立的，而不是以当前激活的局部坐标系为参照。以当前激活的局部坐标系为参照。（1）局部坐标系的创建）局部坐标系的创建在指定位置定义局部坐标系在指定位置定义局部坐标系:指定原点及指定原点及X，Y，Z轴的旋轴的旋转角转角COMMAND方式：方式：LOCALGUI方式:Utility Menu WorkPlane|Local Coordinate Systems|Create Local CS|At Specified Loc新建立的局部坐标系的识别号，必须大于10原点选取对话框在指定位置创建局部坐标系对话框右手法则通过已有通过已有3个个结点定义局部坐标系结点定义局部坐标系Command方式：方式：CSGUI方式：方式：Utility Menu WorkPlane|Local Coordinate Systems|Create Local CS|By 3 Nodes坐标系的确定方法如下：坐标系的确定方法如下：第第1个选取的结点将成为坐标系的原点；个选取的结点将成为坐标系的原点；第第1个结点个结点第第2个结点的方向为个结点的方向为X轴；轴；三个结点构成的平面为三个结点构成的平面为XY面，面，Y轴为此平面垂直于轴为此平面垂直于X轴轴方向，且由第方向，且由第3个结点的位置确定个结点的位置确定Y轴的正向轴的正向根据右手法则确定根据右手法则确定Z轴；轴；注：通过这种方式所创建的局部坐标系与结点选取顺序注：通过这种方式所创建的局部坐标系与结点选取顺序有关，有关，通过已有通过已有3个关键点定义局部坐标系个关键点定义局部坐标系Command方式：方式：CSKPGUI方式：方式：Utility Menu WorkPlane|Local Coordinate Systems|Create Local CS|By 3 Keypoints 此方式与此方式与By 3 nodes建立局部坐标系原理相同建立局部坐标系原理相同在当前工作平面定义局部坐标系在当前工作平面定义局部坐标系Command方式：方式：CSWPLAGUI方式：方式：Utility Menu WorkPlane|Local Coordinate Systems|Create Local CS|At WP Origin这种方式建立的局部坐标系的各个坐标轴和工作平面的各个这种方式建立的局部坐标系的各个坐标轴和工作平面的各个轴重合，只需指定使用何种类型坐标系即可。轴重合，只需指定使用何种类型坐标系即可。（2）删除局部坐标系）删除局部坐标系Command方式：方式：CSDELEGUI方式：方式：Utility Menu WorkPlane|Local Coordinate Systems|Delete Local CS(3)局部坐标系的激活可以通过定义任意多个局部坐标系，但某一时刻只能有一个局部坐标系被激活（模型操作中，输入的坐标值是以激活坐标系为参照的）。ANSYS初始默认的激活坐标系是总体笛卡儿坐标系。每当用户定义一个新的局部坐标系时，这个新的坐标系就会被自动激活。激活坐标系的方法如下：Command方式：CSYSGUI方式：Utility Menu WorkPlane|Change Active CS to|Global Cartesian或Global Cylindrical或Global Spherical或Specified Coord Sys或Work plane3.显示坐标系在默认情况下，即使在其它坐标系中定义的结点和关键点，其列表显示输出的坐标值也是它们的总体笛卡儿坐标值。虽然可以改变显示坐标系，但一般不建议。4.结点坐标系 结点坐标系用于定义结点自由度的方向。每个结点都有自己的结点坐标系，默认情况下，它总是平行于总体笛卡儿坐标系（结点坐标系与定义结点激活的坐标系无关）。但很多情况下需要改变结点坐标系（如斜约束）。变换结点坐标系的方法略5.单元坐标系 每个单元都有自己的坐标系，单元坐标系用于规定正交材料特性的方向、面压力的方向和结果（如应力和应变）的输出方向。二维和三维实体的单元坐标系总是平行于总体笛卡儿坐标系。6.结果坐标系结果坐标系 在求解过程中，得到的结果数据有位移、应力等。在在求解过程中，得到的结果数据有位移、应力等。在对结果数据进行显示、列表和单元数据存储时，这些数据对结果数据进行显示、列表和单元数据存储时，这些数据通常先被变换到激活的结果坐标系（默认为总体坐标系）通常先被变换到激活的结果坐标系（默认为总体坐标系）下，然后再输出。可以将激活结果坐标系切换到总体坐标下，然后再输出。可以将激活结果坐标系切换到总体坐标系或自定义的局部坐标系以及求解用坐标系（如结点和单系或自定义的局部坐标系以及求解用坐标系（如结点和单元坐标系）。元坐标系）。Command方式：方式：RSYSGUI方式：方式：Main MenuGeneral Postproc|Options for OutputGUI方式：方式：Main MenuList|Results|Options 工作平面是建模的辅助工具，在建立几何模型时，体素一般只能在当前工作平面内创建；工作平面是一个无限的平面，有原点、二维坐标系(用WX和WY轴表示，并用WZ表示工作平面的方向)等；进入进入ANSYS时，有一个默认的工作平面，即总体笛卡儿坐标系时，有一个默认的工作平面，即总体笛卡儿坐标系的的XY平面。平面。工作平面是与坐标系独立存在的，除非打开了工作平面轨迹跟踪。工作平面可以被移动和旋转。（用立方体来演示工作平面的建立、平移与旋转）5.3 5.3 工作平面工作平面工作平面控制移动工作平面坐标系设置1.显示工作平面显示工作平面2.【Utility】WorkPlane|Display Working Plane坐标轴已设置成关闭5.3.1 5.3.1 工作平面设置工作平面设置2.显示工作平面的状态显示工作平面的状态【Utility】WorkPlane|Show WP Status坐标轴已设置成关闭3.设置工作平面的状态设置工作平面的状态【Utility】WorkPlane|WP Settings坐标系的选项面板坐标系的选项面板栅格与轴的选项面板栅格与轴的选项面板捕捉设置面板捕捉设置面板栅格调整控制面板栅格调整控制面板执行按钮执行按钮tolerance:工作工作平面恢复容差平面恢复容差,即给工作平面即给工作平面一个厚度。一个厚度。当拾取的图元当拾取的图元可能不在工作平面可能不在工作平面上，而是在工作平上，而是在工作平面的附近，这时通面的附近，这时通过指定恢复容差，过指定恢复容差，在容差内的图元将在容差内的图元将认为是在工作平面认为是在工作平面上的。上的。5.3.2 5.3.2 工作平面的位置调整工作平面的位置调整 为方便建模，有时需要对已创建的工作平面进行位为方便建模，有时需要对已创建的工作平面进行位置、方位的调整。方式如下置、方位的调整。方式如下3大种：大种：增量动态调整方式增量动态调整方式平移调整方式平移调整方式对齐调整方式对齐调整方式1.增量动态调整方式增量动态调整方式平移控制按钮板旋转控制按钮板执行按钮动态交互模式旋转角度增量文本框旋转角度增量滚动条相对当前工作平面的平移坐标增量文本框平移坐标增量滚动条这种方式，可以动态地实现这种方式，可以动态地实现工作平面的平移与旋转，是工作平面的平移与旋转，是经常使用的方式之一。经常使用的方式之一。2.平移调整方式平移调整方式平移意味着工作平面在调整的过程种相对原位置不作旋平移意味着工作平面在调整的过程种相对原位置不作旋转，因此，调整后的工作平面转，因此，调整后的工作平面WX轴、轴、WY轴、轴、WZ轴取轴取向均不变。向均不变。多个关键点的形心作为工作平面的原点多个节点的形心作为工作平面的原点输入的多个位置点的形心作为工作平面的原点。注这种方式最好用键盘输入点的坐标。因为鼠标只能点选工作平面上的位置点3.对齐调整方式对齐调整方式 这种方式可以直观地实现工作平面的平移与旋转，工这种方式可以直观地实现工作平面的平移与旋转，工作平面的原点、作平面的原点、WX轴、轴、XY面、面、WY轴直接给定，自动完轴直接给定，自动完成了方位调整，是常用的方法之一。成了方位调整，是常用的方法之一。Keypoints：在图形窗口中指定：在图形窗口中指定3个关键点定义一个关键点定义一个工作平面（三点的给定顺序依次定义了工作平面的原个工作平面（三点的给定顺序依次定义了工作平面的原点，点，X轴，轴，XY平面平面)Nodes：在图形窗口中指定三个关键点定义一个工：在图形窗口中指定三个关键点定义一个工作平面（原点，作平面（原点，X轴，轴，XY平面平面)XYZ Location:在图形窗口指定三个点定义一个工作在图形窗口指定三个点定义一个工作平面（原点，平面（原点，X轴，轴，XY平面平面)Plane Normal to Line:通过选择一条直线作为通过选择一条直线作为XY平面平面的法向决定的法向决定XY平面，再输入线长比例确定工作平面的平面，再输入线长比例确定工作平面的原点原点 自底向上构造模型自底向上构造模型 自顶向下构造模型自顶向下构造模型 自底向上的建模方法自底向上的建模方法是指在构造几何模型时首先是指在构造几何模型时首先定义几何模型中最低级的图元即关键点，然后再利用定义几何模型中最低级的图元即关键点，然后再利用这些关键点定义较高级的图元（即线、面、体）。这些关键点定义较高级的图元（即线、面、体）。自自底向上构造的模型是在当前激活的坐标系内定义的底向上构造的模型是在当前激活的坐标系内定义的。自顶向下的建模方法自顶向下的建模方法是指一开始就通过是指一开始就通过较高级的较高级的的图元的图元来构造模型，即通过汇集线、面、体等几何体来构造模型，即通过汇集线、面、体等几何体素的方法来构造模型。当生成一种体素时，素的方法来构造模型。当生成一种体素时，ANSYS软软件自动生成所有从属于该体素的低级图元。件自动生成所有从属于该体素的低级图元。应该注意应该注意的是几何体素是在工作平面上创建的，因此每一时刻的是几何体素是在工作平面上创建的，因此每一时刻都要清楚地知道当前工作平面的状态。都要清楚地知道当前工作平面的状态。5.4 5.4 实体建模技术实体建模技术图元的层次关系如下：图元的层次关系如下：最高级图元：单元（包括单元载荷）最高级图元：单元（包括单元载荷）节点（包括节点载荷）节点（包括节点载荷）实体（包括实体载荷）实体（包括实体载荷）面（包括面载荷）面（包括面载荷）线（包括线载荷）线（包括线载荷）最低级图元：关键点（包括点载荷）最低级图元：关键点（包括点载荷）若一个实体已施加了载荷，删除或修改该实体，附加于该若一个实体已施加了载荷，删除或修改该实体，附加于该实体上的载荷也将被删除实体上的载荷也将被删除。1.关键点关键点是在当前激活的坐标系中关键点是在当前激活的坐标系中定义的，它可以直接定义也可以定义的，它可以直接定义也可以通过已有的关键点来生成另外的通过已有的关键点来生成另外的关键点（许多布尔运算可以生成关键点（许多布尔运算可以生成关键点）。已经定义的关键点可关键点）。已经定义的关键点可以被修改和删除（前提是没有依以被修改和删除（前提是没有依附于其它高级图元）。通过左图附于其它高级图元）。通过左图的命令创建关键点，通过的命令创建关键点，通过Klist命命令或实用菜单中的令或实用菜单中的List|Keypoints|.菜单列表显示已定菜单列表显示已定义的关键点的属性。义的关键点的属性。创建关键点的命令5.4.1 5.4.1 自底向上建模技术自底向上建模技术2.线线 线也是在当前激活的坐标系线也是在当前激活的坐标系内定义的。并不总是要求明确定内定义的。并不总是要求明确定义所有的线，因为义所有的线，因为ANSYS通过通过顶点在定义面和体时，会自动生顶点在定义面和体时，会自动生成相关的线。只有在生成线单元成相关的线。只有在生成线单元（如梁单元）或想通过线来定义（如梁单元）或想通过线来定义面时，才需要明确地定义线。通面时，才需要明确地定义线。通过左图的命令创建线。过左图的命令创建线。通过通过list命令或实用菜单中命令或实用菜单中的的List|Lines菜单列表显示已菜单列表显示已定义的线的属性（如线编号、组定义的线的属性（如线编号、组成线的关键点等）。线也可以被成线的关键点等）。线也可以被修改和删除。修改和删除。创建线的命令3.面面 通过左图的命令创建线，通过左图的命令创建线，通过通过Alist命令或实用菜单中命令或实用菜单中的的List|Areas列表显示已定列表显示已定义的面的属性（如面的编号、义的面的属性（如面的编号、组成面的线的编号以及有些组成面的线的编号以及有些面的面积等）。面也可以被面的面积等）。面也可以被修改和删除，但只有未进行修改和删除，但只有未进行网格划分且不属于任何体的网格划分且不属于任何体的面才能被重新定义和删除。面才能被重新定义和删除。创建面的命令4.体体 体用于描述三维实体用于描述三维实体，仅当需要用到体单体，仅当需要用到体单元时才必须建立体。生元时才必须建立体。生成体的方式有多种，可成体的方式有多种，可由顶点定义体，也可以由顶点定义体，也可以由边界面定义体，也可由边界面定义体，也可将面沿一定路径拖拉生将面沿一定路径拖拉生成。体生成时将自动生成。体生成时将自动生成其低级图元。成其低级图元。体也可以被修改和体也可以被修改和删除，但只有未进行网删除，但只有未进行网格划分的体才能被重新格划分的体才能被重新定义和删除。定义和删除。创建体的命令 几何体素:组成实体模模型的常用基本体素（如圆柱体、组成实体模模型的常用基本体素（如圆柱体、长方体等）长方体等）,分为实体体素和面体素。在分为实体体素和面体素。在ANSYS中可用单中可用单个命令来创建几何体素。因为几何体素是高级图元，可不个命令来创建几何体素。因为几何体素是高级图元，可不用首先定义任何关键点而形成，所以称利用体素进行建模用首先定义任何关键点而形成，所以称利用体素进行建模为自顶向下建模。为自顶向下建模。几何体素是在工作平面上生成的几何体素是在工作平面上生成的。面体素包括矩形、圆形或环形、正多边形面体素包括矩形、圆形或环形、正多边形5.4.2 5.4.2 自顶向下建模技术自顶向下建模技术创建两个面的倒角创建正多边形创建圆面、圆环面创建矩形面创建不规则面实体体素包括长方体、柱体（圆柱和正棱柱）、球体、环体和锥体。圆台圆环棱柱应用几何体素（面体素、实体体素）需要注意的问题：应用几何体素（面体素、实体体素）需要注意的问题：生成的几何体素位于工作面上，方向由工作面坐标系生成的几何体素位于工作面上，方向由工作面坐标系而定，面体素的面积必须大于而定，面体素的面积必须大于0；在有限元模型中，两个相接触的面体素之间或实体体在有限元模型中，两个相接触的面体素之间或实体体素间默认不是真正意义上的连接的，而是有一个不连续素间默认不是真正意义上的连接的，而是有一个不连续的的“接缝接缝”（此接缝并不真正存在，只是（此接缝并不真正存在，只是ANSYS处理处理时会认为此处有一个缝），必须用诸如相加（时会认为此处有一个缝），必须用诸如相加（add）、）、合并（合并（Merge）、粘接（）、粘接（glue）等命令处理一下以消除）等命令处理一下以消除“接缝接缝”；在建立圆、圆环等面体素以及圆柱体、球体、锥体等在建立圆、圆环等面体素以及圆柱体、球体、锥体等实体体素时，如果需要指定生成这些几何体素的弧（一实体体素时，如果需要指定生成这些几何体素的弧（一般会有两个弧度输入项），般会有两个弧度输入项），弧从代数值小的角度开始，弧从代数值小的角度开始，按正的角度方向，到代数值大的角度处终止按正的角度方向，到代数值大的角度处终止。自底向上的建模还可以用来创建很多特别的形状自底向上的建模还可以用来创建很多特别的形状，例如弹簧、齿轮、机翼等，这就需要用到一些特殊的建例如弹簧、齿轮、机翼等，这就需要用到一些特殊的建模方式。下面介绍几种常用的特殊建模方法。模方式。下面介绍几种常用的特殊建模方法。线、面线、面导角导角：复制复制图元：图元：镜像镜像图元：图元：蒙皮蒙皮生成光滑曲面：通过多条空间引导线（不封闭）生成光滑曲面：通过多条空间引导线（不封闭）生成光滑面。例如机翼、螺旋桨等生成光滑面。例如机翼、螺旋桨等扫掠扫掠：由关键点、线、面通过扫掠生成另外的线、面：由关键点、线、面通过扫掠生成另外的线、面和体。和体。5.5 5.5 特殊建模特殊建模创建两条连接直线的导角创建两条连接直线的导角Main MenuPreprocessor|Modeling|Create|lines|Line Fillet注：两条连接线必须在同一个平面内且有公共的关键点注：两条连接线必须在同一个平面内且有公共的关键点5.5.1 5.5.1 创建导角创建导角创建两个连接面的导角创建两个连接面的导角Main MenuPreprocessor|Modeling|Create|Areas|Areas Fillet注：两个面必须有一条公共的边界线注：两个面必须有一条公共的边界线5.5.2 5.5.2 复制图元复制图元！提示：旋转拷贝要用柱坐标 对于模型中的重复部分，利用复制命令可以复制相应部分。复制对于模型中的重复部分，利用复制命令可以复制相应部分。复制对象可以是点、线、面、体等几何模型和单元、节点等网格模型。对象可以是点、线、面、体等几何模型和单元、节点等网格模型。命令：KGEN 或LGEN或AGEN或VGENMain MenuPreprocessor|Modeling|Copy5.5.3 5.5.3 镜像图元镜像图元利用坐标轴的对称性，通过对称镜像创建关键点、线、面、体等几何模型和节点、单元等网格模型。Main Menu Prerocessor|Modeling|Reflect！镜像只能在笛卡儿坐标系中进行相对激活坐标系而言5.5.45.5.4引导线蒙皮生成光滑曲面引导线蒙皮生成光滑曲面 当需要创建一些特殊的曲面（例如机翼、螺旋桨等）当需要创建一些特殊的曲面（例如机翼、螺旋桨等），可以事先创建曲面上的系列，可以事先创建曲面上的系列“引导线引导线”，然后再通过，然后再通过蒙皮命令选择所有引导线生成一个光滑的曲面。蒙皮命令选择所有引导线生成一个光滑的曲面。命令：ASKINMainmenuPreprocessor|Modeling|Create|Areas|Arbitary|By Skinning5.5.5 5.5.5 扫掠扫掠命令：VOFFSETGUI：Main MenuPreproceesor|Modeling|Operate|Extrude|1.关键点的扫掠点的扫掠略2.线的扫掠线的扫掠线的扫掠路径可以是两关键点确定的轴线或直线线的扫掠路径可以是两关键点确定的轴线或直线线沿直线扫掠3.面的扫掠面的扫掠线的扫掠路径可以是两关键点确定的轴线或直线线的扫掠路径可以是两关键点确定的轴线或直线面沿8，9关键点的轴线扫掠面沿直线线扫掠5.6 5.6 图元的显示、编号、选择、图元的显示、编号、选择、移动及删除移动及删除5.6.1 5.6.1 图元的显示图元的显示 几何实体模型创建以几何实体模型创建以后，后，ANSYS的图形窗口中的图形窗口中默认显示最高级的图元，默认显示最高级的图元，可以通过应用菜单中可以通过应用菜单中Plot子菜单下的相关命令，显子菜单下的相关命令，显示低阶的图元。全部显示示低阶的图元。全部显示Multi-Plots将显示当前所将显示当前所有几何模型、有限元模型有几何模型、有限元模型和系统信息等，显示内容和系统信息等，显示内容可以通过显示控制可以通过显示控制PlotCtrls进行调整。进行调整。5.6.2 5.6.2 图元的编号图元的编号 图元在图形窗口显示的时候，可以通过显示控制打开某种类型的图元编号，将这些图元以不同的颜色和编号显示出来。注：编号一般显示在图元的中心位置。注：编号一般显示在图元的中心位置。5.6.3 5.6.3 图元的选择图元的选择 若需要指定显示图元，可以通过菜单若需要指定显示图元，可以通过菜单Select|Entities命令完成。这个操作非常有利于进行复杂分析后查看命令完成。这个操作非常有利于进行复杂分析后查看局部的结果，特别是在局部的结果，特别是在3D建模分析时，往往会有一个建模分析时，往往会有一个体挡住另一个体的情况，此时这种只显示部分图元的体挡住另一个体的情况，此时这种只显示部分图元的操作就显得非常有用。操作就显得非常有用。图元图元类型选择图元选择方式选择集选择集操作方式设定面板选择集操作按钮执行按钮From Full：选择集的初建。从这整个从这整个模型中选择图元新建选择集模型中选择图元新建选择集Reselect：选择集子选。即从已建立即从已建立的选择中，选定其子集图元重新建立选的选择中，选定其子集图元重新建立选择集。择集。Also Select：选择集扩充。即在已有。即在已有的选择集的基础上，补选新图元，从而的选择集的基础上，补选新图元，从而获得新的选择集实现选择集的扩充。获得新的选择集实现选择集的扩充。Unselect:选择集的部分删除，即从已，即从已建立的选择集中去除待输入的选择集。建立的选择集中去除待输入的选择集。Select All：选择集为所有区域。选择集为所有区域。Select None：取消选择集合。取消选择集合。Invert：反选当前选择集。反选当前选择集。5.6.4 5.6.4 图元的移动图元的移动功能太差，略5.6.5 5.6.5 图元的删除图元的删除 删除图元的操作，删除图元的操作，ANSYS提供了两种选择。（提供了两种选择。（1）删除）删除指定的图元；（指定的图元；（2）删除指定）删除指定的图元及其所包含的低阶图元。的图元及其所包含的低阶图元。注意：不可以直接删除隶属于注意：不可以直接删除隶属于高阶图元的图元，而必须从高高阶图元的图元，而必须从高阶至低阶删除。阶至低阶删除。Main Menu preprocessor|Modeling|Delete 布尔运算在建模的过程中有着极其重要的作用，只布尔运算在建模的过程中有着极其重要的作用，只有掌握好布尔运算强大的功能才能利用有掌握好布尔运算强大的功能才能利用ANSYS建模工具建模工具随心所欲地建立预期的模型。随心所欲地建立预期的模型。重点提示重点提示：(1)(1)在默认情况下，布尔操作完成后，输入在默认情况下，布尔操作完成后，输入的原始图元被删除，得到的是新的并且重新编号的图元。的原始图元被删除，得到的是新的并且重新编号的图元。通过设置可以改变默认方式。通过设置可以改变默认方式。(2)(2)被删除的图元编号变成被删除的图元编号变成”自由自由“的（这些自的（这些自由得编号将附给新创建的图元，从最小的自由编号开始）。由得编号将附给新创建的图元，从最小的自由编号开始）。布尔运算设置布尔运算设置Command方式：BOPTNGUI方式：Main MenuPreprocessor|Operate|Booleans|Setting5.7 5.7 布尔运算布尔运算是否保留输入图元布尔运算的公差（1）交运算：求出两个或多个图元的公共区域形成一求出两个或多个图元的公共区域形成一个新图元。个新图元。（2）两两相交：求出所有初始输入图元中任意两个源求出所有初始输入图元中任意两个源图元的公共区域组成的一个新的图元集。图元的公共区域组成的一个新的图元集。同类型的同类型的图元求交图元求交不同类型不同类型的图元求的图元求交交两两两两相交相交5.7.1 5.7.1 交运算交运算IntersectIntersect加运算：将加运算：将具有公共部分具有公共部分的多个同类型的图元合并为一的多个同类型的图元合并为一个新图元，不再保留公共部分的边界。个新图元，不再保留公共部分的边界。形成的新图元是一个单一的整体，没有接缝（实际形成的新图元是一个单一的整体，没有接缝（实际上。上。5.7.2 5.7.2 加运算加运算AddAdd减运算：从一个图元中去掉另一个图元减运算：从一个图元中去掉另一个图元同样具有的部分同样具有的部分。5.7.3 5.7.3 减运算减运算SubtractSubtract5.7.4 5.7.4 切分运算切分运算DivideDivide切分：顾名思义就是一刀切分：顾名思义就是一刀将图元劈成两半，切分操将图元劈成两半，切分操作中所使用的作中所使用的”剖切工剖切工具具“可以是体、面、线或可以是体、面、线或工作面。其中最常用的切工作面。其中最常用的切分方式是被工作平面切分分方式是被工作平面切分操作。操作。粘贴：将两个或多个图元粘贴：将两个或多个图元连接在一起，并保留各自连接在一起，并保留各自的边界。的边界。这个操作要求两个图元的公共部分具有比图元低的维数。5.7.5 5.7.5 粘接粘接GlueGlue Overlap（叠分）：将输（叠分）：将输入的具有重叠区域的图元划分入的具有重叠区域的图元划分为相互连接的为相互连接的3块，其中一块为块，其中一块为原两个图元的公共部分，另外原两个图元的公共部分，另外两块分别为原两个图元减去公两块分别为原两个图元减去公共部分剩下的区域。共部分剩下的区域。叠分区域叠分区域必须与原始图元有相同的维数必须与原始图元有相同的维数。加运算生成一个相对复杂的区加运算生成一个相对复杂的区域，而叠分操作生成的是多个域，而叠分操作生成的是多个相对简单的区域，便于网格划相对简单的区域，便于网格划分。分。5.7.6 5.7.6 叠分叠分Overlap Overlap 4563123 Partition（分解）：分解（分解）：分解操作和叠分操作和叠分(Overlap)的操作的操作类似，它把相交的两个图元按类似，它把相交的两个图元按照两者的公共部分分解成多个照两者的公共部分分解成多个图元的组合。图元的组合。分解操作要求被分解的两分解操作要求被分解的两个几何体有公共部分，并且其个几何体有公共部分，并且其公共部分可以切分两个几何体公共部分可以切分两个几何体中的任一一个。中的任一一个。5.7.7 5.7.7 分解运算分解运算Partition Partition 5.8 5.8 几何建模实例几何建模实例 本节将通过简单薄板零件、对称类零件、轴类零件、本节将通过简单薄板零件、对称类零件、轴类零件、支座类零件、盘类零件等的建模操作，熟练几何建模技支座类零件、盘类零件等的建模操作，熟练几何建模技术术5.8.1 5.8.1 简单薄板建模简单薄板建模如图所示一薄板零件，尺寸单位为如图所示一薄板零件，尺寸单位为mm，板厚，板厚5mm，R44mm。试按。试按照照ANSYS建模方法，建立相应实体建模方法，建立相应实体模型。模型。5.8.1 5.8.1 简单薄板建模简单薄板建模1.显示工作平面坐标显示工作平面坐标2.Utility MenuWorkPlane|Display Working Plane(toggle on)需要指出的是，单击该条命令后，并不会弹出什需要指出的是，单击该条命令后，并不会弹出什么窗口，你所看到的只是该条命令前面有一个被选中么窗口，你所看到的只是该条命令前面有一个被选中的符号，且在图形区域显示工作平面坐标系。的符号，且在图形区域显示工作平面坐标系。2.绘图显示控制设置绘图显示控制设置Utility MenuPlotCtrls|Numbering弹出如下对话框。设置如图所示，这样弹出如下对话框。设置如图所示，这样ANSYS就会自动就会自动以不同的颜色区分不同的线、面积图形。以不同的颜色区分不同的线、面积图形。3.创建两个矩形创建两个矩形Main MenuPreprocessor|Create|Rectangle|By Dimensions弹出的对话框如图所示弹出的对话框如图所示X1,X2为矩形相对于坐标原点左右两个边的X坐标，Y1,Y2为矩形相对于坐标原点下上两个边的Y坐标。输入如下数值X1=0,X2=60;Y1=-10,Y2=10,单击Apply，输入第二个矩形的坐标数值：X1=40,X2=60;Y1=-10,Y2=30,单击OK4.创建两个外圆创建两个外圆Main MenuPreprocessor|Create|Circle|Solid Circle创建圆心为创建圆心为(0,0)，半径为，半径为10的圆。参数值可以用键盘输入，的圆。参数值可以用键盘输入，也可以用鼠标移动得到。单击也可以用鼠标移动得到。单击OK关闭该对话框关闭该对话框移动工作平面，创建第二个外圆移动工作平面，创建第二个外圆Utility MenuWorkPlane|Offset WP to Keypoints弹出对话框后，分别选取右侧矩形底边左右两个点作为关弹出对话框后，分别选取右侧矩形底边左右两个点作为关键点，单击键点，单击OK按钮，则工作平面（极坐标）移动到了以所按钮，则工作平面（极坐标）移动到了以所取关键点连线的中点为原点的平面上。取关键点连线的中点为原点的平面上。Ma</p>