Ansys工程软件应用基础第三章

M3-1第三章:Ansys建模技术M3-2通过本章学习，学会使用ANSYS创建一个工程实体有限元模型.ModuleObjectiveLessonA.实体建模的概念3-1.区别实体模型和有限元模型.3-2.Ansys的坐标系3-3.坐标系的激活LessonB.工作平面3-4.定义工作平面.3-5.显示工作平面.3-6.控制工作平面的样式3-7.移动工作平面.3-8.旋转工作平面。LessonObjectives第三章目的M3-3LessonC1.自底向上建模3-9.关键点、硬点3-10.线、面、体LessonC2.自顶向下建模3-11.几何体素（面、体）LessonD.建模实例LessonE.布尔运算3-12交运算3-13加运算3-14减运算3-15搭接运算3-16粘接运算LessonObjectives第三章目的(续)M3-4第三章目的(续)LessonF.单元属性3-17.定义材料属性、单元类型以及实常数.LessonD.划分网格3-18.列出划分网格的四个主要步骤.3-19.使用默认设置对几何模型划分网格.3-20.网格划分工具.LessonObjectivesM3-5LessonA.实体建模的概念M3-6实体模型及有限元模型Objective3-1.区分实体模型与有限元模型现今几乎所有的有限元分析模型都用实体模型建模.类似于CAD，ANSYS以数学的方式表达结构的几何形状，用于在里面填充节点和单元，还可以在几何模型边界上方便地施加载荷.但是，几何实体模型并不参与有限元分析.所有施加在几何实体边界上的载荷或约束必须最终传递到有限元模型上（节点或单元上）进行求解.由几何模型创建有限元模型的过程叫作网格划分（meshing).Meshing几何实体模型有限元模型M3-7Ansys的坐标系Objective3-2.坐标系类型1.总体坐标系2.局部坐标系3.节点坐标系4.单元坐标系5.结果坐标系6.显示坐标系7.工作平面（WorkingPlane）M3-8Ansys的坐标系（续）如果要激活一个总体或以前定义的坐标系可用：命令：CSYSGUI:UtilityMenuChangeActiveCStoGlobalCartesianObjective3-3.坐标系的激活M3-9LessonB.工作平面M3-10工作平面Objective3-4.定义工作平面工作平面(WP)是一个可移动的参考平面，类似于”绘图板“。可利用UtilityMenuWorkPlaneAlignWPwith下的菜单定义wywxxy工作平面Definition原点辅助网格，间距可调M3-11工作平面(续)工作平面控制移动工作平面的选项有关坐标系统的选项UtilityMenuWorkPlaneM3-12工作平面(续)显示工作平面:UtilityMenuWorkPlaneDisplayWorkingPlane显示工作平面标记，表示工作平面的原点.Objective3-5.显示工作平面M3-13工作平面(续)命令:WPSTYL,STATUtilityMenuListStatusWorkingPlaneObjective3-6.控制工作平面的样式可获得工作平面的状态，即位置、方向、增量。M3-14移动工作平面设定平移量将工作平面平移到一个目标上定义工作平面的取向注:从当前的工作平面位置进行平移操作.Objective3-7.移动工作平面M3-15移动工作平面(续)要以设置增量方式平移工作平面:UtilityMenuWorkPlaneOffsetWPbyIncrements...Procedure1......2......3......选择方向平移工作平面，然后选择OK或Apply.M3-16旋转工作平面命令：WPROTAGUI:MainMenuWorkPlaneOffsetWPbyIncrementsObjective3-8.旋转工作平面旋转工作平面，然后选择OK或Apply.M3-17LessonC1.自底向上建模M3-18自底向上建模Objective3-9.关键点。定义关键点GUI:MainMenuPreprocessorCreatKeypoints…M3-19自底向上建模（续）M3-20自底向上建模（续）Objective3-10.硬点定义硬点GUI:MainMenuPreprocessorCreatKeypoints…在线上在面上M3-21自底向上建模（续）Objective3-11.线。定义线GUI:MainMenuPreprocessorCreatLines…多义线直线弧线M3-22自底向上建模（续）M3-23自底向上建模（续）Objective3-12.面。定义面GUI:MainMenuPreprocessorCreateArbitrary…M3-24自底向上建模（续）M3-25自底向上建模（续）Objective3-13.体。定义体GUI:MainMenuPreprocessorCreat…GUI:MainMenuPreprocessorOperateExtrude/Sweep…M3-26自底向上建模（续）复制对称映像M3-27自底向上建模（续）复制M3-28自底向上建模（续）M3-29自底向上建模（续）映射M3-30自底向上建模（续）删除列表M3-31自底向上建模（续）显示选择M3-32LessonC2.自顶向下建模M3-33自顶向下建模（续）•几何体素几何体素是可以用单个ANSYS命令来创建的常用的实体建模的形状(如一个球体或是一个长方形的面)。几何体素是高级图元,可不用首先定义任何关键点而形成,当生成一个体素时ANSYS程序会自动生成所有必要的低级图元，包括关键点。几何体素是在工作平面内生成的。M3-34自顶向下建模（续）1.矩形在工作平面上任意位置生成一个长方形区域。GUI：MainMenuPreprocessorCreateRectangleByDimensions通过角点生成一个长方形区域。GUI：MainMenuPreprocessorCreateRectangleBy2Corners通过中心和角点生成一个长方形区域。GUI:MainMenuPreprocessorCreateRectangleByCentr&Cornr生成几何体素的方法：M3-35自顶向下建模（续）2.圆环生成以工作平面原点为圆心的环形区域。GUI：MainMenuPreprocessorCreateCircleByDimensions在工作平面的任意位置生成一个环形区域。GUI：MainMenuPreprocessorCreateCircleAnnulusMainMenuPreprocessorCreateCirclePartialAnnulusMainMenuPreprocessorCreateCircleSolidCircle通过端点生成一个环形区域。GUI：MainMenuPreprocessorCreateCircleByEndPointsM3-36自顶向下建模（续）3.正多边形在工作平面的任意位置处生成一个正多边形区域。GUI：MainMenuPreprocessorCreatePolygonTriangleMainMenuPreprocessorCreatePolygonSquareMainMenuPreprocessorCreatePolygonPentagonMainMenuPreprocessorCreatePolygonHexagonMainMenuPreprocessorCreatePolygonSeptagleMainMenuPreprocessorCreatePolygonOctagonM3-37自顶向下建模（续）4.长方体在基于工作平面的坐标上生成长方体。GUI：MainMenuPreprocessorCreateBlockByDimensions通过角点生成一个长方体。GUI：MainMenuPreprocessorCreateBlockBy2Corners&Z通过端点生成一个长方体。GUI：MainMenuPreprocessorCreateBlockByCentr,Cornr,ZM3-38自顶向下建模（续）5.圆柱体以工作平面原点为圆心生成一个圆柱体。GUI：MainMenuPreprocessorCreateCylinderByDimensions在工作平面的任意处生成一个圆柱体。GUI：MainMenuPreprocessorCreateCylinderHollowCylinderMainMenuPreprocessorCreateCylinderPartialCylinderMainMenuPreprocessorCreateCylinderSolidCylinder通过端点生成一个圆柱体。GUI：MainMenuPreprocessorCreateCylinderByEndPts&ZM3-39自顶向下建模（续）6.球体以工作平面原点为中心生成球体。GUI：MainMenuPreprocessorCreateSphereByDimensions在工作平面的任意处生成球体。GUI：MainMenuPreprocessorCreateSphereHollowCylinderMainMenuPreprocessorCreateSphereSolidCylinder以直径的端点生成球体。GUI：MainMenuPreprocessorCreateSphereByEndPointsM3-40LessonD建模实例M3-41Step1作长方形M3-42Step1（续）M3-43Step2改变显示方式M3-44Step3改变工作平面为极坐标并建立第一个圆M3-45Step3（续）M3-46Step3（续）M3-47Step4移动工作平面并建立第二个圆M3-48Step4（续）M3-49Step5平面相加(布尔相加运算)M3-50Step6创建倒角线M3-51Step6（续）M3-52Step6（续）M3-53Step7创建倒角面M3-54Step7（续）M3-55Step7（续）M3-56Step8把所有的面相加M3-57Step9创建第一个镙孔面M3-58Step10移动工作平面并创建第二个镙孔面M3-59Step10（续）M3-60Step11去掉两个镙孔面(布尔相减运算)M3-61Step12保存数据库M3-62LessonE.布尔运算M3-63布尔运算在布尔代数中，对一组数据可用诸如交、并、减等逻辑运算处理。ANSYS程序也允许用户对实体模型进行同样的布尔运算。这样修改模型就更加容易了。几乎可以对任意实体模型进行布尔运算操作，无论是自顶向下还是自底向上构造的实体模型。例外的是通过搭接生成的图元对布尔运算无效，对退化的图元也不能进行某些布尔运算。完成布尔运算之后，接着就是实体模型的加载和单元属性的定义。如果用布尔运算修改了已有的模型，应该注意的是重新进行单元属性的定义。M3-64布尔交运算1.交运算交运算结果是由每个初始图元的共同部分形成一个新图元。也就是说，交表示两个或多个图元的重复区域。这个新的图元可能与原始的图元有相同的维数，也可能低于原始图元的维数。例如两条交线可能只是一个关键点，也可能是一条线。M3-65布尔交运算（续）生成线与线的交GUI：MainMenuPreprocessorOperateIntersect-Common-LinesM3-66布尔交运算（续）生成面与面的交GUI：MainMenuPreprocessorOperateIntersect-Common-AreasM3-6