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4-1第四章3D几何体DesignModeler3DGeometry4-2TrainingManual目录•体和零件•3D特征•布尔操作•特征方向•特征类型•几何体3DGeometry4-3TrainingManual体和零件•DesignModeler包括三种不同体类型:–实体：由表面和体组成–表面体：由表面但没有体组成–线体：完全由边线组成，没有面和体•缺省情况下，DM自动将每一个体放在一个零件中单个零件一般独自划分网格。如果各单独的体有共享面，则共享面上的网格划分不能匹配。–单个零件上的多个体可以在共享面上划分匹配的网格。•DesignModeler主要用来给分析环境提供几何体，为此我们必须了解DM是如何处理不同几何体的。3DGeometry4-4TrainingManual激活和冻结体•DM会默认的将新的几何体和已有的几何体合并来保持单个体。•这个可用激活或冻结体来控制。•通过使用冻结和解冻工具可以在激活和冻结状态中切换。3DGeometry4-5TrainingManual激活和冻结体…•在DM中有两种状态体:–激活的:•体可以进行常规的建模操作修改（不能被切片）•激活体在特征树形目录中显示为蓝色•体在特征树形目录中的图标取决于它的类型-实体、表面、或是线体–冻结的:(ToolsFreeze)•主要目的:–为仿真装配建模提供不同选择的方式。•建模中的操作除切片外均不能用于冻结体。•用冻结特征可以将所有的激活体转到冻结状态•选取体对象后用解冻特征可以激活单个体。–冻结体在树形目录中显示成较淡的颜色。ActiveFrozen3DGeometry4-6TrainingManual体和零件…•体抑制:–抑制体不显示在窗口中。–抑制体既不能送到其他Workbench模块中用于分网与分析，也不能导出到Parasolid（.x_t）或ANSYSNeutral文件（.anf）格式。–抑制体在树形目录中前面有一个“X”被抑制没有抑制3DGeometry4-7TrainingManual体和零件…•零件:–缺省地，DesignModeler将每一个体自动放入一个零件中。–可以将体成组置于零件中•复合体零件包含有多个体素，并且它们具有共享拓扑，也就是离散网格在共享面上匹配。–为构成一个新的零件可以先在图形屏幕中选定两个或更多(或在鼠标右键弹出菜单中“SelectAll”)的体素，然后用ToolsFormNewPart–只有在选择体之后才可以使用创建新零件选项，同时您不能处在特征创建或特征编辑状态。3DGeometry4-8TrainingManual体和零件…•为什么是多体零件?•范例:–设计模型中：3个零件，共有3个物体分别包含在3个实体中–划分网格中:3个实体，3个物体–每一个实体都独立地划分网格•节点不能共享•对应节点不能排成一条直线–仿真模型中：3个实体共有2个接触区DMMesh3DGeometry4-9TrainingManual体和零件…•范例（续）：–设计模型：1个零件，包含1个实体的1个物体–划分网格中:1个实体，1个物体–完全作为一个实体划分网格–无接触区DMDMMesh3DGeometry4-10TrainingManual体和零件…•范例（续）：–设计模型：有3个实体的1个多体零件–划分网格中：1个多体零件，3个体/实体–每一个实体都独立划分网格，但实体间的节点连续性被保留DMDMMesh3DGeometry4-11TrainingManual3D特性•通过3D特征操作由2D草图生成3D几何体。•常见的特征操作包括:–拉伸–扫掠–旋转–蒙皮–抽面•特征创建的效果取决于特征的类型，当特征创建后，布尔操作与特征延伸（固定值，到一个面，延伸到整个体等）生效。3DGeometry4-12TrainingManual3D特性•3D几何特征的生成（如拉伸或扫掠）包括两个步骤:–(a)选择特征并指定细节–(b)“生成”特征体3DGeometry4-13TrainingManual拉伸•拉伸:–拉伸包括实体，表面和薄壁特征•为创建表面要先选择“asthin/surface”然后内、外厚度设置为零–激活的草图作为默认的输入，但可以通过在树形目录中选择想要的草图改变输入–详细列表菜单用来设定拉伸深度，方向和布尔操作（添加，切除，切片，印记，或加入冻结）–点击生成按钮完成特征创建–注意：前面的部分（特征类型）示例了各种拉伸的范例创建表面3DGeometry4-14TrainingManual旋转•旋转:–旋转激活草图创建3D几何体–从细节列表菜单中选择旋转轴•如果在草图中有一条孤立（自由）的线，它将被作为缺省的旋转轴–旋转方向特性:•正常：按基准对象的正Z方向旋转•反向：按基准对象的负Z方向旋转•双向－对称：在两个方向上创建特征。一组角度运用到两个方向•双向－不对称：在两个方向上创建特征。每一个方向有自己的角度–单击生成按钮完成特征创建存在自由线的草图3DGeometry4-15TrainingManual扫略•扫略:–实体，表面，薄壁特征都可以通过沿一条路径扫掠一个剖面创建–比例和圈数特征可用来创建螺旋扫掠•比例：沿扫掠路径逐渐扩张或收缩•圈数：沿扫掠路径转动剖面•负圈数要求剖面沿与路径相反的方向旋转，正圈数：逆时针旋转•其它要求见文档部分–对齐:•路径相切：沿路径扫掠时自动调整剖面以保证剖面垂直路径•全局：沿路径扫掠时不管路径的形状如何，剖面的方向保持不变–范例3DGeometry4-16TrainingManual扫略…•扫略范例1:Sketch1=扫掠剖面Sketch2=扫略路径路径切向对齐：剖面保持和路径相切全部沿轴向对齐：剖面方向保持不变3DGeometry4-17TrainingManual扫略…•比例和圈数限制:–比例：扫掠路径可以是光滑开放链路–圈数：扫掠路径必须光滑•如果扫掠路径是一个闭合的环路，则圈数必须是整数•如果扫掠路径是开放链路，则圈数可以是任意数值–比例和圈数的默认值分别为1.0和0.0•扫略范例2:Sketch1=扫略剖面Sketch2=扫略路径扫略细节:比例=0.5圈数=-43DGeometry4-18TrainingManual蒙皮/放样•蒙皮/放样:–从不同平面上的一系列剖面（轮廓）产生一个与它们拟合的三维几何体（必须选两个或更多的剖面）•剖面可以是一个闭合或开放的环路草图或由表面得到的一个面•所有的剖面必须有同样的边数•不能混杂开放和闭合的剖面•所有的剖面必须是同种类型–草图和面可以通过在图形区域内点击它们的边或点，或者在特征或面树形菜单中点击选取–选取好足够数量的剖面轮廓后，可以预览选定的剖面和导引多边形–指引多边形是一段灰色的多义线，它用来显示剖面轮廓的顶点如何相互连接的–蒙皮/放样操作非常依赖鼠标右键弹出菜单的选项•范例...3DGeometry4-19TrainingManual蒙皮/放样…•蒙皮/放样范例1:–在三个偏移平面上创建三个5边形剖面–选取好每个剖面后（按住CTRL键），显示指引多边形–鼠标右键弹出菜单用于指引多边形选项–继续通过所有的剖面3DGeometry4-20TrainingManual蒙皮/放样…•蒙皮/放样范例1:–加入操作生成3D实体•指引多边形:–在鼠标右键弹出菜单中可以重新排列•排列方向出现差错可能导致出现不可预知的形状3DGeometry4-21TrainingManual蒙皮/放样…•蒙皮/放样重定位:–创建蒙皮/放样或编辑选取对象时可以调整剖面的顺序–高亮待重新排列的剖面，然后点击鼠标右键–从弹出菜单中选择3DGeometry4-22TrainingManual3D特征细节（拉伸）在模型中冻结体特征吗?3D特征所有的细节都在这里!布尔操作3DGeometry4-23TrainingManual布尔操作•对3D特征可以运用以下5种不同的布尔操作:–添加材料：•该操作总是可用创建材料并合并到激活体中。–切除材料：从激活体上切除材料–切片材料：将冻结体切片。•仅当体全部被冻结时才可用–给表面添加印记：和切片相似，但仅仅分割体上的面，如果需要也可以在边线上增加印记（不创建新体）–加入冻结：和加入材料相似，但新增特征体不被合并到已有的模型中，而是作为冻结体加入•线体不能进行切除，印记和切片操作如果冻结:3DGeometry4-24TrainingManual布尔操作…•添加材料:在激活的草图中选择特征和要进行的布尔操作此处显示Extrude–“AddMaterial”注意：如果体已经存在，“add”生成的对象会自动合并到几何体中。3DGeometry4-25TrainingManual布尔操作…•去除材料:已存在的几何体（为清楚起见以线框图表示）旋转90度去除材料激活的草图旋转轴3DGeometry4-26TrainingManual布尔操作…•印记面:–印记面操作将连续面进行分割（见下图）。这使得在任意位置加入有限元边界条件变得非常方便。激活待拉伸草图选imprintface进行拉伸操作。3DGeometry4-27TrainingManual布尔操作…•添加冻结:–和添加操作相似，但产生的是各个独立的体（或单个冻结体）拉伸激活草图添加了冻结体选AddFrozen操作拉伸3DGeometry4-28TrainingManual布尔操作…•切割(必须所有体被冻结以使用“Slicematerial”操作):–对冻结体切片，将在切片区域留下新的（冻结）体新冻结体激活待拉伸草图选“SliceMaterial”进行拉伸3DGeometry4-29TrainingManual特征方向•方向:方向和草图平面有关有些操作（如切除）会自动改变方向3DGeometry4-30TrainingManual特征类型…•穿过所有类型：将剖面延伸到整个模型–在加料操作中延伸轮廓必须完全和模型相交草图3DGeometry4-31TrainingManual特征类型…•“到下一个”类型:–在加料操作将延伸轮廓到所遇到的第一个面–在剪切、印记及切片操作中，将轮廓延伸至所遇到的第一个面或体草图特征类型…3DGeometry4-32TrainingManual特征类型…•“到面”类型：可以延伸拉伸特征到有一个或多个面形成的边界–对多个轮廓而言要确保每一个轮廓至少有一个面和延伸线相交，否则导致延伸错误–到面”选项不同于“到下一个”选项。到下一个并不意味着“到下一个面”，而是“到下一个块的体（实体或薄片）”–“到面”选项可以用于到冻结体的面草图3DGeometry4-33TrainingManual特征类型…•到表面：除只能选择一个面外，和到面选项类似。延伸可以由选择面的潜在面与可能游离面来定义（如下所示）。–在这种情况下选择一个单一面，该面的潜在面被用着延伸。该潜在面必须完全和拉伸后的轮廓相交，否则会报错。游离面被选为延伸草图3DGeometry4-34TrainingManual几何体•几何体外形:CreatePrimitives–通过定义几何外形比如球、圆柱等来快速建立几何体外形–不需要草图–需要基本平面和若干个点或输入方向–输入可用坐标输入或是在已有的几何上选定的方法来定义3DGeometry4-35TrainingManual几何体…•几何体示例:圆柱–选择基准平面–定义原点–定义轴（定义圆柱高度）–定义半径–生成图形