1、輸入幾何模型輸入幾何模型第第 8 章章培訓手冊January 30, 2006輸入幾何模型輸入幾何模型概述概述 如果要分析的幾何模型已經用如果要分析的幾何模型已經用 CAD 建好了，通常只需把該建好了，通常只需把該幾何模型輸入到幾何模型輸入到 ANSYS 中即可中即可,這比在這比在 ANSYS 中重新建中重新建模更有效。模更有效。 本章將討論本章將討論 ANSYS 中的各種輸入選項中的各種輸入選項:A.輸入輸入 IGES 文件文件 對對 IGES 文件輸入的擴充，在第文件輸入的擴充，在第 4 章章已提及已提及B.接口產品接口產品 向用戶介紹如何直接輸入向用戶介紹如何直接輸入 CAD 零件零件C

2、輸入有限元模型輸入有限元模型 簡要解釋如何輸入節點和單元簡要解釋如何輸入節點和單元.D. 專題討論專題討論 自己動手做輸入自己動手做輸入 練習。練習。培訓手冊January 30, 2006輸入幾何模型輸入幾何模型A.輸入輸入IGES文件文件輸入輸入IGES 文件的一般過程已在第文件的一般過程已在第4章討論過了。這部分章討論過了。這部分, 我我們將介紹某些可能用到的選項們將介紹某些可能用到的選項: 兩種方法兩種方法, No Defeaturing 和和 Defeaturing Merge, Solid, 和和 Small 選項選項培訓手冊http:/http:/January 30, 2006

3、No Defeaturing 方法方法 輸入文件并存儲在標準輸入文件并存儲在標準 ANSYS數據庫中數據庫中. ioptn,iges,nodefeat+ 比比 Defeaturing 方法更快更有效方法更快更有效.+ 允許對實體模型進行操作允許對實體模型進行操作. 可使用可使用 No defeaturing 工具條工具條.+ 這是缺省這是缺省 (DEFAULT) 方法方法,建議用戶選該方法建議用戶選該方法.輸入幾何圖形輸入幾何圖形.輸入輸入IGES文件文件培訓手冊January 30, 2006輸入幾何圖形輸入幾何圖形.輸入輸入IGES文件文件Defeaturing 方法方法 輸入文件并存儲在

4、指定的數輸入文件并存儲在指定的數據庫中據庫中,該數據庫允許對模型進行修改和改變模型該數據庫允許對模型進行修改和改變模型形狀形狀. ioptn,iges,defeat+ 允許修改模型允許修改模型, 如刪去凸出部分、洞、小孔等。如刪去凸出部分、洞、小孔等。 因為指定數據庫用于存儲模型因為指定數據庫用于存儲模型, 故該數據庫只允故該數據庫只允許對實體模型做有限次的操作許對實體模型做有限次的操作. 要求的內存比較大，和要求的內存比較大，和 “No defeaturing” 方方法相比有點慢。法相比有點慢。+ 該方法對單個實體模型的輸入、施加荷載、劃該方法對單個實體模型的輸入、施加荷載、劃分網格和求解效

5、率更高分網格和求解效率更高. 一般地，如果對幾何圖形的要求很高，則不提一般地，如果對幾何圖形的要求很高，則不提倡用此法倡用此法.培訓手冊January 30, 2006輸入幾何圖形輸入幾何圖形.輸入輸入IGES文件文件Merge 合并選項合并選項 缺省為缺省為 YES，合并重疊部分，以使相鄰的面相交于一條，合并重疊部分，以使相鄰的面相交于一條公用線，相鄰的線交于一個關鍵點公用線，相鄰的線交于一個關鍵點. 僅在使用僅在使用 Defeaturing 方法且運行超出內存時，才將此方法且運行超出內存時，才將此選項改為選項改為NO. ioptn,merge,yes/nomerge培訓手冊January

6、30, 2006輸入幾何圖形輸入幾何圖形.輸入輸入IGES文件文件Solid 實體選項實體選項 缺省為缺省為 YES，輸入、合并之后自動建立體（實體），輸入、合并之后自動建立體（實體）. 若用戶僅想輸入面并建立殼或若用戶僅想輸入面并建立殼或2-D 板單元模型時，可將板單元模型時，可將此項轉換為此項轉換為 NO. ioptn,solid,yes/no培訓手冊January 30, 2006輸入幾何圖形輸入幾何圖形.輸入輸入IGES文件文件Small Option 缺省為缺省為 YES, 自動刪除小的碎面，這些碎面在劃分網格自動刪除小的碎面，這些碎面在劃分網格時可能會引起麻煩時可能會引起麻煩. 僅

7、適用于僅適用于 Defeature 方法方法. 若模型中有縫隙或若模型中有縫隙或 “洞洞”，則將此選項改為，則將此選項改為 NO. ioptn,small,yes/no培訓手冊January 30, 2006輸入幾何模型輸入幾何模型B. 接口產品接口產品輸入輸入IGES 文件的方法雖然很好，但是雙重轉換過程文件的方法雖然很好，但是雙重轉換過程 CAD IGES ANSYS 在很多情況下并不能實現在很多情況下并不能實現100% 的轉換的轉換.ANSYS 的產品接口直接讀入的產品接口直接讀入“原始原始”的的 CAD 文件，解決文件，解決了上面提到的問題了上面提到的問題: Pro/ENGINEER

8、接口接口 (縮寫為縮寫為 “Pro/E”) Unigraphics（單一圖形）接口單一圖形）接口 (縮寫為縮寫為 “UG”) SAT 接口接口 Parasolid 接口接口 用產品接口用產品接口 ，需購買相應的授權，需購買相應的授權.培訓手冊January 30, 2006輸入幾何圖形輸入幾何圖形.接口產品接口產品Pro/E 接口接口 讀入由讀入由 Pro/ENGINEER 生成的文件生成的文件 .prt (由由Parametric Technology 公司提供公司提供)。 也可以讀入也可以讀入 Pro/Engineer 組集文件組集文件 (.asm) 需要需要 Pro/ENGINEER 軟

9、件。軟件。 Utility Menu File Import Pro/E. 或或 proein刪除小特征的選項缺省不刪除你的Pro/E的啟動命令培訓手冊January 30, 2006輸入幾何圖形輸入幾何圖形.產品接口產品接口UG接口接口 讀入由讀入由 Unigraphics 生成的文件生成的文件 .prt (由由 Electronic Data Systems 公司提供公司提供)。 需要需要 Unigraphics 軟件。軟件。 Utility Menu File Import UG. 或或 ugin刪除小特征的選項缺省不刪除只讀取選擇的層和幾何類型的選項培訓手冊January 30, 20

10、06輸入幾何模型輸入幾何模型.產品接口產品接口 SAT 接口讀入由接口讀入由 CAD 生成的文件生成的文件 .sat，該文件用于該文件用于 ACIS模型制造者模型制造者. 不需要不需要 ACIS 軟件軟件. Utility Menu File Import SAT. 或或 satin刪除小特征的選項缺省不刪除只讀取選擇的層和幾何類型的選項培訓手冊January 30, 2006輸入幾何圖形輸入幾何圖形.產品接口產品接口 Parasolid 接口讀入接口讀入 CAD 生成的，擴展名為生成的，擴展名為 .x_t 或或 .xmt_txt 的文件的文件，該文件適用該文件適用 Parasolid 進行建

11、模者進行建模者. 不需要不需要 Parasolid 軟件軟件. Utility Menu File Import PARA. 或或 parain培訓手冊January 30, 2006輸入幾何圖形輸入幾何圖形C. 輸入有限元模型輸入有限元模型除了實體幾何模型外，除了實體幾何模型外， ANSYS 也可輸入由某些軟件包生也可輸入由某些軟件包生成的有限元單元模型數據（節點和單元）成的有限元單元模型數據（節點和單元）.對軟件商來說，最常用的方法是用對軟件商來說，最常用的方法是用 ANSYS 可以讀入的格可以讀入的格式式“寫出寫出”節點和單元節點和單元 (用用 NREAD 和和 EREAD). 這些格式

12、這些格式公布在公布在 ANSYS Programmers Manual 中中.某些軟件包提供了一個界面，該界面不僅允許把節點和單某些軟件包提供了一個界面，該界面不僅允許把節點和單元，也允許把更多的內容從一個有限元包中移入到元，也允許把更多的內容從一個有限元包中移入到 ANSYS 中。中。培訓手冊January 30, 2006輸入幾何圖形輸入幾何圖形D. 專題討論專題討論可參考練習冊中的介紹可參考練習冊中的介紹: W5. 輸入幾何圖形輸入幾何圖形實體建模實體建模第第 9 章章培訓手冊January 30, 2006實體建模概述實體建模概述直接輸入幾何實體來建模很方便直接輸入幾何實體來建模很方便

13、,但有些情況下需要在但有些情況下需要在ANSYS 中來建立實體模型。例如中來建立實體模型。例如: 需要建立參數模型時，需要建立參數模型時， 在優化設計及參數敏感性分析在優化設計及參數敏感性分析時建立的包含變量的模型時建立的包含變量的模型. 沒有沒有 ANSYS 能夠讀入的幾何實體模型時能夠讀入的幾何實體模型時. 計算機上沒有相關的繪圖軟件時（與計算機上沒有相關的繪圖軟件時（與 ANSYS 程序兼容程序兼容的）的）. 在對輸入的幾何實體需要修改或增加時，或者對幾何實在對輸入的幾何實體需要修改或增加時，或者對幾何實體進行組合時體進行組合時.ANSYS 有一組很方便的幾何作圖工具有一組很方便的幾何作

14、圖工具。本章將討論這些作本章將討論這些作圖工具。圖工具。培訓手冊January 30, 2006實體建模概述實體建模概述主要內容主要內容:A. 定義定義B. 自上而下建模自上而下建模 前言前言 工作平面工作平面 布爾運算布爾運算C. 例例題題D. 自下而上建模自下而上建模 關鍵點關鍵點 坐標系坐標系 線線,面面,體體 操作操作E. 例題例題培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模A. 定義定義實體建模實體建模 可以定義為建立實體模型的過程可以定義為建立實體模型的過程.首先回顧前面的一些定義：首先回顧前面的一些定義：: 實體模型由體、面、線及關鍵點組成。實體模型由體、面、線及關鍵

15、點組成。 體由面圍成，面由線組成，線由關鍵點組體由面圍成，面由線組成，線由關鍵點組成。成。 實體的層次從底到高：關鍵點實體的層次從底到高：關鍵點 線線 面面 體體。如果高一級的實體存在，則低。如果高一級的實體存在，則低一級的與之依附的實體不能刪除一級的與之依附的實體不能刪除.另外，只由面及面以下層次組成的實體，如另外，只由面及面以下層次組成的實體，如殼體或二維平面模型，在殼體或二維平面模型，在 ANSYS 中仍稱為中仍稱為實體。實體。體面線及關鍵點關鍵點線面體體培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模A. 定義定義建立實體模型可以通過兩個途徑建立實體模型可以通過兩個途徑: 由上

16、而下由上而下 由下而上由下而上由上而下建模；首先建立體（或面）由上而下建模；首先建立體（或面）,對這些體或面按一定對這些體或面按一定規則組合得到最終需要的形狀規則組合得到最終需要的形狀.加培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模A. 定義定義由下而上建模；首先建立關鍵點由下而上建模；首先建立關鍵點，由這些點建立線、面、由這些點建立線、面、體體.可以根據模型形狀選擇最佳建模途徑。可以根據模型形狀選擇最佳建模途徑。下面詳細討論建模途徑。下面詳細討論建模途徑。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模B. 由上而下建模由上而下建模由上而下建模；首先建立體（或面）由上而下

17、建模；首先建立體（或面）,對這些體或面按一定對這些體或面按一定規則組合得到最終需要的形狀規則組合得到最終需要的形狀. 開始建立的體或面稱為圖元開始建立的體或面稱為圖元. 工作平面用來定位并幫助生成圖元工作平面用來定位并幫助生成圖元. 對原始體組合形成最終形狀的過程稱為布爾運算對原始體組合形成最終形狀的過程稱為布爾運算.培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模圖元圖元圖元是預先定義好的幾何體，如圓、多邊形和球體圖元是預先定義好的幾何體，如圓、多邊形和球體.二維圖元包括矩形、圓、三角形和其它多邊形二維圖元包括矩形、圓、三角形和其它多邊形.培訓手冊Jan

18、uary 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模.圖元圖元三維圖元包括塊體三維圖元包括塊體, 圓柱體圓柱體, 棱柱體，球體，環和圓錐體等棱柱體，球體，環和圓錐體等.培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模.圖元圖元當建立二維圖元時，當建立二維圖元時，ANSYS 將定義一個面，并包括其下層將定義一個面，并包括其下層的線和關鍵點。的線和關鍵點。當建立三維圖元時，當建立三維圖元時，ANSYS 將定義一個體，并包括其下層將定義一個體，并包括其下層的面、線和關鍵點。的面、線和關鍵點。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體

19、建模 - 由上而下建模由上而下建模.圖元圖元圖元可以通過輸入尺寸或在圖形窗口拾取來建立。圖元可以通過輸入尺寸或在圖形窗口拾取來建立。. 例如建立實心圓例如建立實心圓: 前處理 -建模- 生成 -面- 圓 指令拾取器在圖形窗口拾取中心及半徑拾取或在這里輸入數值培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模.圖元圖元 生成塊體生成塊體: Preprocessor -Modeling- Create -Volumes- Block V指令拾取器 在圖形窗口拾取期望的位置.拾取或在這兒輸入值培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建

20、模由上而下建模工作平面工作平面工作平面工作平面 一個位置和方向可變的二維參考平面，用來定一個位置和方向可變的二維參考平面，用來定位確定圖元。缺省狀態下，工作平面原點與整體坐標系原點位確定圖元。缺省狀態下，工作平面原點與整體坐標系原點重合，但可以把工作平面移動或旋轉到任意位置。重合，但可以把工作平面移動或旋轉到任意位置。 利用顯示格柵，在工作平面上作圖就象在方格紙上作圖。利用顯示格柵，在工作平面上作圖就象在方格紙上作圖。 除了格柵的設置外，工作平面是無限的。除了格柵的設置外，工作平面是無限的。WXWYX2X1Y2Y1WXWYWP (X,Y)widthheight培訓手冊January 30, 2

21、006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面所有的工作平面命令菜單均在所有的工作平面命令菜單均在 Utility Menu WorkPlane。工作平面控制菜單（工作平面控制菜單（WP Settings）控制下列內容： WP display - 只顯示三個坐標軸只顯示三個坐標軸 (缺缺省省),只顯示格柵，或兩者均顯示。只顯示格柵，或兩者均顯示。 Snap - 便于在工作平面上拾取格柵便于在工作平面上拾取格柵上的點。上的點。 Grid spacing 柵距。柵距。 Grid size - 顯示的工作平面大小顯示的工作平面大小(大大小無限制小無限制)。培訓手冊January

22、 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面用用 Offset 和和 Align 菜單可以把工菜單可以把工作平面移到期望的任意位置。作平面移到期望的任意位置。 通過增量移動工作平面 用按扭實現用按扭實現 (通過指針滑動通過指針滑動實現實現)。 或輸入希望的增量值。或輸入希望的增量值。 或使用動態方式或使用動態方式 (類似移動類似移動 - 縮放縮放 - 轉動轉動)。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面 Offset WP to 保持其當前方向保持其當前方向，簡單地平移工簡單地平移工作平面到期望的

23、位置：作平面到期望的位置： 已經存在的一個或多個關鍵點已經存在的一個或多個關鍵點. 若拾取多個關鍵點，則工作平若拾取多個關鍵點，則工作平面移到這些關鍵點的平均位置面移到這些關鍵點的平均位置處。處。 已經存在的一個或多個結點。已經存在的一個或多個結點。 通過坐標值指定的一個或多個通過坐標值指定的一個或多個位置。位置。 總體坐標系原點。總體坐標系原點。 激活坐標系的原點。激活坐標系的原點。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面 Align WP with 此命令用于定位工作平面。此命令用于定位工作平面。 例如，例如，Align WP

24、with Keypoints 命令提示拾取三個命令提示拾取三個關鍵點關鍵點 - 一個為原點，一個定一個為原點，一個定義義X-軸，一個定義軸，一個定義 X-Y 平面。平面。 把工作平面移動到其缺省位置把工作平面移動到其缺省位置（總體坐標系原點，（總體坐標系原點，X-Y 平面平面內內)時，點擊時，點擊 Align WP with Global Cartesian。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模工作平面工作平面演示演示:清除數據庫清除數據庫顯示工作平面并通過拾取方式建立幾個關鍵點，注意拾取顯示工作平面并通過拾取方式建立幾個關鍵點，注意拾取時顯示

25、的坐標值。時顯示的坐標值。打開格柵，改變間距，并激活捕捉。打開格柵，改變間距，并激活捕捉。建立更多的關鍵點建立更多的關鍵點.注意指針如何捕捉格柵上的點。注意指針如何捕捉格柵上的點。定義兩個矩形定義兩個矩形 一個通過定義角點，另一個通過定義尺一個通過定義角點，另一個通過定義尺寸。寸。現在把工作平面平移到幾個關鍵點的平均位置處現在把工作平面平移到幾個關鍵點的平均位置處, 然后在然后在平面內將其轉平面內將其轉30。定義多于兩個矩形定義多于兩個矩形 通過定義角點或通過定義尺寸生成。通過定義角點或通過定義尺寸生成。注意矩形方向的變化。注意矩形方向的變化。沿總體坐標原點調整工作平面，然后用拾取或輸入尺寸的

26、沿總體坐標原點調整工作平面，然后用拾取或輸入尺寸的方法生成三維圖元。方法生成三維圖元。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算布爾運算布爾運算 是對幾何實體進行合并的計算。是對幾何實體進行合并的計算。ANSYS 中布爾中布爾運算包括加、減、相交、運算包括加、減、相交、疊分、粘接、搭接疊分、粘接、搭接。布爾運算時輸入的可以是任意幾何實體從簡單的圖元到通布爾運算時輸入的可以是任意幾何實體從簡單的圖元到通過過 CAD 輸入的復雜的幾何體。輸入的復雜的幾何體。加輸入實體 布爾運算 輸出實體培訓手冊January 30, 2006實體建模實體

27、建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算所有的布爾運算可以在所有的布爾運算可以在GUI界面下獲得界面下獲得 Preprocessor -Modeling - Operate。在缺省狀態下，布爾運算時輸入的幾何實體在運算結束后在缺省狀態下，布爾運算時輸入的幾何實體在運算結束后將刪除。將刪除。被刪除實體的編號數被被刪除實體的編號數被“釋放釋放” (即即, 這些編號可以指定給這些編號可以指定給新的實體，并從可以獲得的最小編號開始新的實體，并從可以獲得的最小編號開始)。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算加加 add 把兩個或

28、多個實體合并為一個。把兩個或多個實體合并為一個。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算粘接粘接 glue 把兩個或多個實體粘合到一起，在其接觸面上具有共同把兩個或多個實體粘合到一起，在其接觸面上具有共同的邊界的邊界 當你想定義兩個不同的實體時特別方便（如對不同材料當你想定義兩個不同的實體時特別方便（如對不同材料組成的實體）組成的實體）培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算搭接搭接 類似于粘合運算，但輸入的實體有重疊。類似于粘合運算，但輸入的實體有重疊。培訓手冊Janu

29、ary 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算減減 subtract 刪除刪除“母體母體”中一塊或多塊與子體重合的部分。中一塊或多塊與子體重合的部分。 對于建立帶孔的實體或準確切除部分實體特別方便。對于建立帶孔的實體或準確切除部分實體特別方便。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算疊分疊分 divide 把一個實體分割為兩個或多個，它們仍通過共同的邊界把一個實體分割為兩個或多個，它們仍通過共同的邊界連接在一起連接在一起. “切割工具切割工具” 可以是工作平面、面線甚至于體可以是工作平面、面線

30、甚至于體. 在用塊體劃分網格時，通過對實體的分割，可以把復雜在用塊體劃分網格時，通過對實體的分割，可以把復雜的實體變為簡單的體的實體變為簡單的體.培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算相交相交 intersect 只保留兩個或多個實體重疊的部分。只保留兩個或多個實體重疊的部分。 如果輸入了多于兩個的實體如果輸入了多于兩個的實體,則有兩種選擇：公共相交和則有兩種選擇：公共相交和兩兩相交兩兩相交 公共相交只保留全部實體的共同部分。公共相交只保留全部實體的共同部分。 兩兩相交則保留每一對實體的共同部分，這樣，有可兩兩相交則保留每一對實體

31、的共同部分，這樣，有可能輸出多個實體。能輸出多個實體。CommonIntersectionPairwiseIntersection培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算互分互分 overlap 把兩個或多個實體分為多個實體，但相互之間仍通過共把兩個或多個實體分為多個實體，但相互之間仍通過共同的邊界連接在一起。同的邊界連接在一起。 若想找到兩條相交線的交點并保留這些線時，此命令特若想找到兩條相交線的交點并保留這些線時，此命令特別有用，如下圖所示別有用，如下圖所示. (交運算可以找到交點但刪除了兩交運算可以找到交點但刪除了兩條線）條線

32、）L1L2L3L6L5L4Partition培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模布爾運算布爾運算演示演示:通過在矩形中減去一個圓實現鉆一個孔（或者在一個塊通過在矩形中減去一個圓實現鉆一個孔（或者在一個塊體中減去柱體實現）體中減去柱體實現）畫兩個相交的實體，并存儲畫兩個相交的實體，并存儲 db，然后作交運算。現在，然后作交運算。現在恢復恢復 db 并對實體進行相加。注意比較兩種運算的不同并對實體進行相加。注意比較兩種運算的不同 (合運算類似交運算合運算類似交運算)。模型模型: block,-2,2, 0,2, -2,2 sphere,2.5,2.

33、7 vinv,all ! intersection培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由上而下建模由上而下建模C. 練習練習參考您的練習附錄參考您的練習附錄:W6. Pillow Block培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模D. 由下而上建模由下而上建模由下向上建模時首先建立關鍵點，從關鍵點開始建立其它由下向上建模時首先建立關鍵點，從關鍵點開始建立其它實體。實體。如建立一個如建立一個L-形時形時, 可以先定義下面所示的角點，然后通過可以先定義下面所示的角點，然后通過連接點簡單地形成面；或者先形成線，然后用線定義面。連接點簡單地形成面；或者先形成線

34、，然后用線定義面。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模關鍵點關鍵點定義關鍵點定義關鍵點: Preprocessor -Modeling- Create Keypoints 或者用或者用 K 命令系列的命令命令系列的命令: K, KFILL, KNODE, 等等.生成關鍵點時只需要關鍵點的編號及點的坐標值數據。生成關鍵點時只需要關鍵點的編號及點的坐標值數據。 關鍵點編號的缺省值為當前最大關鍵點號的下一個整數關鍵點編號的缺省值為當前最大關鍵點號的下一個整數 坐標位置可以通過在工作平面上拾取或輸入坐標位置可以通過在工作平面上拾取或輸入 X,Y,Z 坐

35、標坐標值確定。值確定。 坐標值如何確定？它依賴于當前激活坐標系坐標值如何確定？它依賴于當前激活坐標系。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模坐標系坐標系激活坐標系激活坐標系缺省時是總體直角坐標系缺省時是總體直角坐標系.用用CSYS命令 (或或 Utility Menu WorkPlane Change Active CS to) 可將其改變為可將其改變為 總體直角坐標系總體直角坐標系 csys,0 總體柱坐標系總體柱坐標系 csys,1 總體球坐標系總體球坐標系 csys,2 工作平面工作平面 csys,4 或用戶定義的局部坐標系或用戶定義的局部

36、坐標系 csys, n這些坐標系將在下面介紹。這些坐標系將在下面介紹。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.坐標系坐標系總體坐標系總體坐標系模型的總體參考系模型的總體參考系.可以是直角坐標系（可以是直角坐標系（0）、柱坐標系（）、柱坐標系（1）或球坐標系）或球坐標系 (2). 例如例如, 總體直角坐標系中的點總體直角坐標系中的點 (0,10,0) 與總體柱坐標系與總體柱坐標系中的點中的點 (10,90,0)是同一個點是同一個點.培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.坐標系坐標系局部坐標系局部坐標

37、系用戶在期望的位置定義的坐標系用戶在期望的位置定義的坐標系, 其其 ID 編號編號大于或等于大于或等于 11。位置可以在。位置可以在: 工作平面原點工作平面原點 CSWP 位于特定的坐標位置位于特定的坐標位置 LOCAL 位于已經存在的關鍵點位于已經存在的關鍵點 CSKP 或節點或節點 CS可以是直角坐標系、柱坐標系或球坐標系可以是直角坐標系、柱坐標系或球坐標系.可以繞可以繞X、Y、Z軸旋轉軸旋轉.XYX11Y11X12Y12培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模坐標系坐標系工作平面坐標系工作平面坐標系依附于工作平面上依附于工作平面上.主要用來確

38、定實體圖元的位置及方向主要用來確定實體圖元的位置及方向.也可以通過在工作平面上拾取來定義關鍵點也可以通過在工作平面上拾取來定義關鍵點.培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.坐標系坐標系可以定義多個坐標系，但任何可以定義多個坐標系，但任何時候都只能有一個坐標系被激時候都只能有一個坐標系被激活。活。有些幾何實體受定義時激活坐有些幾何實體受定義時激活坐標系的影響標系的影響 CSYS: 關鍵點和節點位置關鍵點和節點位置 線的曲率線的曲率 面的曲率面的曲率 生成或填充的關鍵點和節生成或填充的關鍵點和節點點 等等。等等。圖形窗口下方的狀態條中顯示圖形窗口下

39、方的狀態條中顯示了當前的活動坐標系。了當前的活動坐標系。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模線線有許多方法定義線，如：有許多方法定義線，如：如果定義面或體如果定義面或體, ANSYS 將自動生將自動生成未定義的線，線的曲率由當前激成未定義的線，線的曲率由當前激活坐標系確定活坐標系確定.在生成線時，關鍵點必須存在。在生成線時，關鍵點必須存在。Create -Lines- ArcsCreate -Lines- LinesCreate -Lines- SplinesOperate Extrude / Sweep培訓手冊January 30, 2006

40、實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模面面用由下向上的方法生成面時，需要的關鍵點或線必須已經用由下向上的方法生成面時，需要的關鍵點或線必須已經定義。定義。如果由關鍵點定義體，如果由關鍵點定義體，ANSYS 將會自動生成未定義的面和將會自動生成未定義的面和線，線的曲率由當前激活坐標系確定。線，線的曲率由當前激活坐標系確定。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模體體用由下向上的方法生成體時，需要的關鍵點或線或面必須用由下向上的方法生成體時，需要的關鍵點或線或面必須已經定義已經定義培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模由下而上

41、建模由下而上建模演示演示:清除數據庫清除數據庫生成生成5個關鍵點個關鍵點 (1,2), (3,2), (4,0), (1,1.5), (2.5,0)轉到轉到 CSYS,1 并在激活坐標系中關鍵點并在激活坐標系中關鍵點4和和5之間生成線之間生成線 （ “in active CS” ）。）。轉回轉回 CSYS,0 并通過關鍵點生成面，注意其它需要的線并通過關鍵點生成面，注意其它需要的線將自動生成全部線都是直線將自動生成全部線都是直線.定義兩個圓定義兩個圓:半徑半徑0.3R, 圓心位于圓心位于 (2.25,1.5)半徑半徑0.35R, 圓心位于圓心位于 (3.0,0.6)從基本面中減去兩個圓從基本面

42、中減去兩個圓. (這里采用由上而下和由下而上這里采用由上而下和由下而上的建模方式的建模方式.)存為存為 r.db培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模操作操作在在由上而下和由下而上的建模方式中，均可對實體進行布由上而下和由下而上的建模方式中，均可對實體進行布爾運算爾運算。除了布爾運算，還有許多其它操作命令除了布爾運算，還有許多其它操作命令: 拖拉拖拉 drag 縮放縮放 Scale 移動移動 Move 拷貝拷貝 Copy 反射反射 Reflect 合并合并 Merge 倒角倒角 Fillet培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模

43、 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作拖拉拖拉利用已經存在的面快速生成體利用已經存在的面快速生成體 (或由線生成或由線生成面或由關鍵點生成線面或由關鍵點生成線)。如果面已經劃分了網格，單元也可以隨著面如果面已經劃分了網格，單元也可以隨著面一起拖拉。一起拖拉。有四種方法拖拉面：有四種方法拖拉面： 法向拖拉法向拖拉 通過對面的法向偏移形成體通過對面的法向偏移形成體 VOFFST 。 XYZ偏移偏移 通過對面的總體通過對面的總體XYZ方向方向偏偏移形成體移形成體 VEXT。 可以錐形拖拉。可以錐形拖拉。沿坐標軸沿坐標軸 繞坐標軸旋轉面形成體繞坐標軸旋轉面形成體(也也可通過兩個關鍵點旋轉可通過兩個關

44、鍵點旋轉) VROTAT。沿直線沿直線沿一條線或一組鄰近的線拖拉沿一條線或一組鄰近的線拖拉面形成體面形成體 VDRAG。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作縮放縮放從一種單位系統轉到另一種單位系統時特別方便。從一種單位系統轉到另一種單位系統時特別方便。在第在第4章討論章討論。培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作移動移動通過增量通過增量 DX,DY,DZ 控制實體的移動或控制實體的移動或旋轉旋轉. DX,DY,DZ 定義在激活坐標系中定義在激活坐標系中 平移實體時，令激活坐標系

45、為直角平移實體時，令激活坐標系為直角坐標系坐標系 轉動實體時，令激活坐標系為柱或轉動實體時，令激活坐標系為柱或球坐標系球坐標系 可以使用下列命令可以使用下列命令 VGEN, AGEN, LGEN, KGEN另一個選項是把坐標系轉換到另一個坐另一個選項是把坐標系轉換到另一個坐標系中標系中. 轉換發生在激活坐標系與指定的坐轉換發生在激活坐標系與指定的坐標系之間標系之間. 此命令在對一個實體的移動和旋轉此命令在對一個實體的移動和旋轉同時進行時很有用同時進行時很有用. 可使用下列命令可使用下列命令 VTRAN, ATRAN, LTRAN, KTRAN從 csys,0 向 csys,11 轉換旋轉 -3

46、0 培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作拷貝拷貝生成實體的多個拷貝生成實體的多個拷貝通過復制的份數（通過復制的份數（2及其以上）及及其以上）及增量增量 DX,DY,DZ 控制控制. DX,DY,DZ定義在激活坐標系中。定義在激活坐標系中。對于生成多個孔、翼等特別有用。對于生成多個孔、翼等特別有用。在局部柱坐標系中拷貝加上蒙皮，創建外表面培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作反射反射沿平面反射實體沿平面反射實體.修改反射方向修改反射方向: X 關于關于 YZ 平面反射平面反射 Y

47、 關于關于 XZ 平面反射平面反射 Z 關于關于 XY 平面反射平面反射所有的方向均定義在激活坐標系，所有的方向均定義在激活坐標系，且必須是直角坐標系且必須是直角坐標系.What is the direction of reflection in this case? 培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作合并合并把兩個實體合并，并刪除重合的關鍵點把兩個實體合并，并刪除重合的關鍵點. 合并關鍵點時，如果存在高一層次重合的實體，也將自動合并關鍵點時，如果存在高一層次重合的實體，也將自動被合并被合并.通常在反射、復制或其它操作后產生重合的實

48、體時需要合并通常在反射、復制或其它操作后產生重合的實體時需要合并.需要 Merge 或 glueReflect培訓手冊January 30, 2006從基面減去實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作倒角倒角線的倒角連接需要兩條相交的線，且在相線的倒角連接需要兩條相交的線，且在相交處有共同的關鍵點交處有共同的關鍵點. 如果共同的關鍵點不存在，則首先作如果共同的關鍵點不存在，則首先作互分的運算互分的運算. ANSYS不改變依附的面不改變依附的面 (如果有如果有)，因，因此，需要用加或減的命令修改倒角區此，需要用加或減的命令修改倒角區域域.面的倒角與此相似面的倒角與此相似創建圓角創

49、建 Area培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模.操作操作演示演示:恢復恢復 r.db 文件文件(需要時需要時)在點在點 (0,0) and (0,1)處生成兩個關鍵點連成軸處生成兩個關鍵點連成軸,然后繞軸然后繞軸把面旋轉把面旋轉60拉伸拉伸重新調如重新調如 r.db繞繞Y軸徑向復制軸徑向復制rib:在整體坐標系原點建立局部柱坐標系，具有角度在整體坐標系原點建立局部柱坐標系，具有角度THYZ = -90復制復制7份份 (6份是新復制的）增量為份是新復制的）增量為 DY=15用用ASKIN,P命令生成命令生成3個外部表面個外部表面重新調如重新調如

50、 r.db以以0.5R在上部和右邊線之間在上部和右邊線之間倒角倒角. (注意附著于面上的線注意附著于面上的線已被修改已被修改.這在某些情況下是允許的這在某些情況下是允許的.)通過線生成三角形的面，然后從主面中減去它通過線生成三角形的面，然后從主面中減去它.培訓手冊January 30, 2006實體建模實體建模 - 由下而上建模由下而上建模E. 練習練習參考練習附錄參考練習附錄:W7. 連桿連桿網格劃分網格劃分第第 10 章章培訓手冊January 30, 2006網格劃分網格劃分概述概述網格劃分包含以下網格劃分包含以下3個步驟個步驟 : 定義單元屬性定義單元屬性 指定網格的控制參數指定網格的

51、控制參數 生成網格生成網格本章本章, 我們將詳細介紹上述我們將詳細介紹上述 3 個步驟并討論網格劃分的其他個步驟并討論網格劃分的其他選項選項.內容包括內容包括:A. 多種單元屬性多種單元屬性 E. 過渡網格劃分過渡網格劃分B. 控制網格密度控制網格密度 F. 網格的拖拉網格的拖拉C. 改變網格改變網格 G. 掃掠網格劃分掃掠網格劃分D. 映射網格劃分映射網格劃分 H. 實踐實踐培訓手冊January 30, 2006網格劃分網格劃分A. 多種單元屬性多種單元屬性如前所述如前所述, 每個單元有以下與之相關的屬性每個單元有以下與之相關的屬性: 單元類型單元類型 (TYPE) 實常數實常數 (REA

52、L) 材料特性材料特性 (MAT)許多許多 FEA 模型有多種屬性模型有多種屬性. 例如，下圖所示的筒倉有兩種例如，下圖所示的筒倉有兩種單元類型單元類型, 三種實常數三種實常數, 以及兩種材料以及兩種材料.材料 1 = 混凝土材料 2 = 鋼實常數 1 = 3/8” 厚度實常數 2 = 梁單元特性實常數 3 = 1/8” 厚度類型 1 = 殼單元類型 2 = 梁單元培訓手冊January 30, 2006網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性只要您的模型中有多種單元類型只要您的模型中有多種單元類型 (TYPEs), 實常數實常數 (REALs) 和和 材料材料 (MATs), 就必須確保給

53、每一種單元指定了合適的屬性就必須確保給每一種單元指定了合適的屬性. 有以下有以下 3 種途徑種途徑: 在網格劃分前為實體模型指定屬性在網格劃分前為實體模型指定屬性 在網格劃分前對在網格劃分前對 MAT, TYPE 和和 REAL進行進行 “總體的總體的” 設置設置 在網格劃分后修改單元屬性在網格劃分后修改單元屬性如果沒有為單元指定屬性如果沒有為單元指定屬性, ANSYS 將將 MAT=1, TYPE=1 和和 REAL=1 作為模型中所有單元的缺省設置。作為模型中所有單元的缺省設置。 注意，采用當前注意，采用當前激活的激活的 TYPE, REAL 和和 MAT 進行網格操作進行網格操作.培訓手

54、冊January 30, 2006網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性為實體模型指定屬性為實體模型指定屬性1. 定義所有需要的單元類型、材料和實常定義所有需要的單元類型、材料和實常數。數。2. 然后使用然后使用 網格工具的網格工具的 “單元屬性單元屬性” 菜菜單條單條 (Preprocessor Meshing MeshTool)： 選擇實體類型后按選擇實體類型后按 SET 鍵。鍵。 拾取您想要指定屬性的實體。拾取您想要指定屬性的實體。 在后續的對話框設置適當的屬性。在后續的對話框設置適當的屬性。或或 選擇需要的實體選擇需要的實體,使用使用 VATT, AATT, LATT, 或或 KA

55、TT 命令。命令。3. 當您為實體劃分網格時當您為實體劃分網格時, 它的屬性將自它的屬性將自動轉換到單元上。動轉換到單元上。培訓手冊January 30, 2006網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性使用總體的屬性設置使用總體的屬性設置1. 定義所有需要的單元類型定義所有需要的單元類型,材料材料, 和實和實常數常數.2. 然后使用網格工具的然后使用網格工具的“單元屬性單元屬性” 菜單條菜單條 (Preprocessor Meshing MeshTool): 選擇選擇 Global 后按后按 SET 鍵鍵. 在在 “網格劃分屬性網格劃分屬性” 對話框中激對話框中激活需要的屬性組合活需要的屬

56、性組合. 這些被視為這些被視為激活的激活的 TYPE, REAL,和和 MAT 設設置置.或使用或使用 TYPE, REAL, 和和 MAT 命令命令.3. 僅對使用上述設置屬性的實體劃分網僅對使用上述設置屬性的實體劃分網格格.培訓手冊January 30, 2006網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性修改單元屬性修改單元屬性1. 定義所有需要的單元類型定義所有需要的單元類型,材料材料, 和實常數和實常數.2. 激活需要的激活需要的TYPE, REAL, 和和 MAT設置的組合設置的組合: Preprocessor Meshing Mesh Attributes Default Attr

57、ibs. 或使用或使用 TYPE, REAL, 和和 MAT 命令命令3. 僅修改使用上述設置屬性的單元的屬性僅修改使用上述設置屬性的單元的屬性: 使用使用 EMODIF,PICK 命令或選擇命令或選擇 Preprocessor Modeling Move/Modify Elements Modify Attrib 拾取需要的單元拾取需要的單元4. 在后續的對話框在后續的對話框,將屬性設置為將屬性設置為 “All to current.”培訓手冊January 30, 2006網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性牢記以下幾點牢記以下幾點:您可以激活屬性編號校核單元屬性您可以激活屬性編號校

58、核單元屬性 : Utility Menu PlotCtrls Numbering 或用或用 /PNUM,attr,ON命令命令, attr 可以可以是是 TYPE, MAT, 或或 REAL在實體模型上直接指定屬性將不考慮缺省屬性。在實體模型上直接指定屬性將不考慮缺省屬性。在實體模型上指定屬性，您可以避免在網格劃分操作中重在實體模型上指定屬性，您可以避免在網格劃分操作中重新設置屬性。由于新設置屬性。由于 ANSYS 的網格劃分算法在一次對所有的網格劃分算法在一次對所有實體進行網格劃分時更為有效，因而這種方法更為優越。實體進行網格劃分時更為有效，因而這種方法更為優越。清除實體模型上的網格將不會刪

59、除指定的單元屬性。清除實體模型上的網格將不會刪除指定的單元屬性。培訓手冊January 30, 2006網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性演示演示:恢復恢復 ribgeom.db對單元類型、實常數和材料特性進行列表。并定義了一組對單元類型、實常數和材料特性進行列表。并定義了一組單元屬性。單元屬性。激活激活 MeshTool，選擇面屬性，按，選擇面屬性，按 Set。拾取一個面，顯示拾取一個面，顯示 面屬性對話框，按面屬性對話框，按 OK。 (僅有一組屬性，僅有一組屬性， 這只是舉例說明一般的程序這只是舉例說明一般的程序)。培訓手冊January 30, 2006網格劃分網格劃分B. 控制

60、網格密度控制網格密度ANSYS 提供了多種控制網格密度的工具，既可以是總體控提供了多種控制網格密度的工具，既可以是總體控制也可以是局部控制：制也可以是局部控制： 總體控制總體控制 智能網格劃分智能網格劃分 總體單元尺寸總體單元尺寸 缺省尺寸缺省尺寸 局部控制局部控制 關鍵點尺寸關鍵點尺寸 線尺寸線尺寸 面尺寸面尺寸培訓手冊January 30, 2006網格劃分網格劃分.控制網格密度控制網格密度智能網格劃分智能網格劃分通過指定所有線上的份數決定單元的尺寸，它可以考慮線通過指定所有線上的份數決定單元的尺寸，它可以考慮線的曲率，孔洞的接近程度和其它特征，以及單元階次。的曲率，孔洞的接近程度和其它特