--机械零件有限元分析--4--第三讲--实体模型的建立

-1-第三讲、实体模型的建立自底向上建模自顶向下建模-2-补充知识（重要）ANSYS分析中的单位制•除了磁场分析以外，用户不需要告诉ANSYS使用的是什么单位制.只需要自己决定使用何种单位制，然后确保所有输入的值的单位制保持统一(ANSYS并不转换单位制).ANSYS读入输入的数值，并不检验单位制是否正确.[注意:/UNITS命令只是一种简单的记录，告诉别的人现在使用的单位制.]-3--4-单位换算！！！（牢记）MMNS单位系统：长度：mm质量：吨时间：s力：N压力：MPa应力：MPa弹性模量：MPa密度：吨/mm3速度：mm/s加速度：mm/s2功率：mWMMKS单位系统：长度：mm质量：kg时间：s力：mN压力：KPa应力：KPa弹性模量：KPa密度：Kg/mm3速度：mm/s加速度：mm/s2功率：uW-5-常用英制单位：IPS单位系统长度：in质量：lbfs^2/in时间：s力：lbf压力：psi(lbf/in^2)应力：psi弹性模量：psi密度：lbfs^2/in^4速度：in/s加速度：in/s2功率：inlbf/s-6-一、自底向上建模-------由点（Keypoint）到线到面到体的建模。-7-1-1定义关键点1/3Preprocessor—Modeling—Create—Keypoints—InActiveCSOnWorkingPlaneOnLineOnLineW/Ratio（线上比例）OnNode-8-定义关键点2/3Preprocessor—Modeling—Create—Keypoints—KPBetweenKPS（两点间比例与距离插入点）FillBetweenKPSKpatCenter—3KeyPoints—3KPSAndRadius（前两点加半径定位置，第三点指方向）—LocationonLine（曲线上选3点）-9-定义关键点3/3Preprocessor—Modeling—Create—Keypoints—HardPTonLineHardPTOnArea注：HardPoint是一种特殊点，可用来添加载荷和获取数据，它不会改模型的几何与拓扑，但会随这几何模型的更新而丢失或离开，如删除一条线，其上的HardPoint也同时被删除，但普通的Keypoint不会。所以如果必要就在几何模型完全建立好后再加HardPoint-10-1-2选择、查看、删除关键点Select—EntitiesList—KeypointsPreprocessor—Modeling—Delete—Keypoints（注：选好后，就指定了List的范围；选择即构造选择集）-11-2-1定义线-12-2-2选择、查看、删除线Select—EntitiesList—LinesPreprocessor—Modeling—Delete—LinesOnly-13-3定义面Preprocessor—Modeling—Create—Areas—Arbitrary—ThroughKPsByLines（点的顺序按右手定则决定面的方向）通过引导线生成蒙皮式的光滑曲面（由边围成）：Preprocessor—Modeling—Create—Areas—Arbitrary—BySkinning通过路径拉伸一条或几条线生成面：Preprocessor—Modeling—Operate—Extrude—Lines—AlongLines对面倒角：Preprocessor—Modeling—Create—Areas—AreaFillet旋转：Preprocessor—Modeling—Operate—Extrude—Lines—AboutAxis-14-4定义体Preprocessor—Modeling—Create—Volumes—Arbitrary—ThroughKPs（点要连续顺序）Preprocessor—Modeling—Create—Volumes—Arbitrary—ByAreasPreprocessor—Modeling—Operate—Extrude—Areas—AlongLines（把面按线拉伸成体）-15-5区分图元在图形窗口中区分图元.打开面编号的结果-16-区分图元(续)打开编号显示:UtilityMenu:PlotCtrlsNumbering...选取需要的项目，然后选择OK.控制是否编号和颜色同时显示(缺省),只显示编号,或只显示颜色.-17-区分图元（续2）需要牢记的编号显示在图元的“热点”上.•对于面或体，热点为图形中心.•对于线，有三个热点:..为什么这一点非常重要:需要在图形窗口拾取取图元时，应该点取图形的热点，确保拾取所需要的图元。这对于有多个图形重叠的情况非常重要.（如上图）-18-二、自顶向下建模直接建立面和体-19-1矩形面在工作平面上任意位置：Preprocessor—Modeling—Create—Areas—Rectangle—ByDimensions角点与边长：Preprocessor—Modeling—Create—Areas—Rectangle—By2Corners中心和角点：Preprocessor—Modeling—Create—Areas—Rectangle—ByCenter&Corner-20-2圆或环形面Preprocessor—Modeling—Create—Areas--Circle—ByDimensions（以工作平面的原点为圆心）Preprocessor—Modeling—Create—Areas--Circle—PartialAnnulus（工作平面的任意位置生成圆，要输入圆心坐标；内外径和起始终止角）Annulus（整环）SolidCircle(实心圆)Preprocessor—Modeling—Create—Areas--Circle—ByEndPoints（通过直径的两端点生成一个圆）-21-3正多边形以原点为中心生成一个正多边形：Preprocessor—Modeling—Create—Areas—Polygon—ByInscribedRad（内切圆定大小）ByCircumscrRad（外接圆）BySideLength（边长）在工作平面的任意位置生成一个正多边形：Preprocessor—Modeling—Create—Areas--Polygon—Triangle（中心坐标、外接圆半径、方向角）有从三角形一直到8边形-22-4长方体Preprocessor—Modeling—Create—Volumes—Block—ByDimensionsBy2Corners&ZByCenter，Corner，Z-23-5圆柱Preprocessor—Modeling—Create—Volumes—Cylinder—ByDimensions（原点为圆心）HollowCylinder（任意点，中空）还有直径端加Z坐标方式-24-6多棱柱Preprocessor—Modeling—Create—Volumes—Prism—*******（参考多边形）-25-7球与部分球Preprocessor—Modeling—Create—Volumes—Sphere—*******-26-8锥体或圆台Preprocessor—Modeling—Create—Volumes—Cone—*******-27-9环或部分环Preprocessor—Modeling—Create—Volumes—Torus-28-三、布尔操作布尔操作是指几何图元进行组合计算.ANSYS的布尔操作包括add,subtract,intersect,divide,glue以及overlap.它们不仅适用于简单的体素中的图元，也适用于从CAD系统传入的复杂几何模型.WZWYWX这个看起来复杂的模型，实际上是一个方块与一个空心的球进行求交（intersect）布尔操作的结果.-29-1布尔运算的设置Preprocessor—Modeling—Operate—Booleans—Settings（是否保留图元，是否弹出警告，。。。。。。）在缺省情况下，布尔操作完成后，输入的图元被删除.被删除的图元编号变成“自由”的(这些自由的编号将附给新创建的图元，从最小的自由编号开始).-30--31-2交运算普通相交：Preprocessor—Modeling—Operate—Booleans—Intersect—Common—*******（多个对象的共同部分）两两相交（Pairwise）Preprocessor—Modeling—Operate—Booleans—Intersect—Pairwise--*******-32--33--34--35--36--37--38-3加运算（线、面、体）Preprocessor—Modeling—Operate—Booleans—Add—*******-39--40--41-4减运算（线、面、体和带选项的线、面、体）同类型的减运算：Preprocessor—Modeling—Operate—Booleans—Subtract—*****不同类型的减运算（分割）:Preprocessor—Modeling—Operate—Booleans—Divide—*****(如VolvbyWrkPlane)用工作平面分割体-42--43--44--45--46--47--48--49--50--51-5搭接搭接（叠印）与加运算不同，搭接在相交处保留独立图元，非常适合复合材料的建模！Preprocessor—Modeling—Operate—Booleans—Overlap—*****-52--53--54--55-6分割Preprocessor—Modeling—Operate—Booleans—Partition—*****（分割与搭接部分类似）-56--57--58--59-7粘接粘接后在交界处公用低级图元Preprocessor—Modeling—Operate—Booleans—Glue—*****-60--61--62--63-四、编辑图元移动图元：Preprocessor—Modeling—Move/Modify—*****复制图元：Preprocessor—Modeling—Copy—*****镜像图元（关于xy、yz、zx平面）：Preprocessor—Modeling—Reflect—*****缩放图元：Preprocessor—Modeling—Operate—Scale—*****将图元转换坐标系：Preprocessor—Modeling—Move/Modify—TransferCoord—*****-64-五、从外部输入几何模型File—Import—IGES—PARA（单位忽略！）