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8-1第八章概念建模DesignModeler8-2TrainingManualConceptModeling目录•概念建模•创建线体•修改线体•横截面•横截面对齐•横截面偏移•由线建立面•由草图建立面•面修补•边的连接8-3TrainingManualConceptModelingA.概念建模•Concept菜单中的特征用于创建和修改线体和体将变成有限元梁和板壳模型。/或表面体，这些•可以用以下两种方式之一开始进行概念建模:–用绘图工具箱中的特征创建线或表面体，用来设计2D草图和/或生成3D模型–用导入外部几何体文件特征•用概念建模工具可以创建线体:–用点生成线–从草图生成线–从边生成线•用概念建模工具可以创建表面体:–从线生成表面–从草图生成表面–从3D边生成表面8-4TrainingManualConceptModelingB.创建线体•从点生成线:–点可以是任何2D草图点，3D模型顶点或点特征（PF）点。–一个点分段通常是一条连接两个选定点的直线。–该特征可以产生多个线体，这一点取决于所选点分段的连接性质。–操作域允许在线体中选择添加或添加冻结选择。8-5TrainingManualConceptModeling…创建线体用矩形草图中的2D点通过“从点生成线”创建线体的例子。选定2个点定义一条对角线体。绿线表示要生成的线段。点“Apply”确认选择然后按“Generate”生成，线体被显示成蓝色。点1点2线体点节段8-6TrainingManualConceptModeling…创建线体•从草图生成线:–基于草图和从表面得到的平面创建线体–取决于基准对象边的连接性质可以创建多个线体–在特征树形目录中选择草图或平面然后在详细列表窗口中点击“Apply”–多个草图、面以及草图与平面组合可以作为基准对象来创建线体8-7TrainingManualConceptModeling…创建线体“从草图生成线”示例。创建的草图作为创建线体的输入。选择“从草图生成线”：•树形目录中的高亮草图•在详细列表菜单中点击Apply作为基准对象8-8TrainingManualConceptModeling…创建线体•从边生成线:–基于已有的2D和3D模型边界创建线体–取决于所选边和面的关联性质可以创建多个线体–在树形目录中选择边和/或面然后在详细列表窗口中点击“Apply”8-9TrainingManualConceptModeling…创建线体“从边生成线”示例。创建的3D实体作为线体创建而输入。选择“从边生成线”:•在模型上选择表面，表面边界将变成线体（另一种办法是直接选3D边界）•在详细列表窗口按“Apply”作为为基本对象•注意：在这种情况下由于边的连通性质有1个线体被创建。8-10TrainingManualConceptModelingC.修改线体：分割边•分割线体:–分割线体边成为两段–用比例特性控制分割位置（例如0.5=在一半处分割）•其它选项:–按Delta分割:沿着边上给定的Delta确定每个分割点间的距离–按N分割:边的段数选定边分数=0.5分数=0.258-11TrainingManualConceptModelingD.横截面•横截面:–横截面作为一种属性赋给线体，这样就可以在有限元仿真中定义梁的属性–DM中，在草图中描绘横截面并通过一组尺寸控制横截面的形状•注意：DesignModeler对横截面使用一套不同于ANSYS环境（后文介绍）的坐标系8-12TrainingManualConceptModeling…横截面•从概念菜单中可以选择横截面•在树形目录中插入横截面分支，在那里列出每个被选中的横截面概念菜单树形目录横截面菜单8-13TrainingManualConceptModeling…横截面•在树形目录中标亮横截面即可在详细窗口中修改它的尺寸8-14TrainingManualConceptModeling…横截面•尺寸编辑–点击鼠标右键，在弹出菜单中选择移动尺寸，这样就可以对横截面尺寸的位置重新定位8-15TrainingManualConceptModeling…横截面•将横截面赋给线体:–在树形目录中点亮线体–横截面的属性出现在详细列表窗口–在此处的下拉列表中点击选择想要的横截面8-16TrainingManualConceptModeling…横截面•DM中可以定义用户集成的横截面•不用画出横截面，而只需在详细列表窗口填写截面的属性•A=截面面积.•Ixx=x轴的转动惯量.•Ixy=惯性积.•Iyy=y轴的转动惯量.•Iw=翘曲常量.•J=扭转常量.•CGx=质心的x坐标.•CGy=质心的y坐标.•SHx=剪切中心的x坐标.•SHy=剪切中心的y坐标8-17TrainingManualConceptModeling…横截面•DM中可定义用户已定义的横截面•不用画出横截面，而只需基于用户定义的闭合草图来创建截面的属性•从概念菜单中选CrossSectionUserDefined•在树形目录中会多一个空的横截面草图•点击画图标签绘制所要的草图（必须是闭合的草图）•点击生成，DM会计算出横截面的属性并在细节窗口中列出，这些属性不能更改。创建用户定义的横截面的步骤：横截面节点8-18TrainingManualConceptModelingE.横截面对齐•如下图所示，在DM中横截面位于XY平面：•通过下面方式定义横截面对齐:–局部坐标系或横截面的+Y方向•默认的对齐是全局坐标系的+Y方向，除非这样做会导致非法的对齐。如果是这样的话，这时将会使用+Z方向。–注意：在ANSYS经典环境中，横截面位于YZ平面中，用X方向作为切线方向，这种定位上的差异对分析没有影响。Y相切边横截面8-19TrainingManualConceptModeling…横截面对齐•用有色编码显示线体横截面的状态:–紫色：线体未赋值截面属性–黑色：线体赋予了截面属性且对齐合法–红色：线体赋予了截面属性但对齐非法•树形目录中的线体图标有同样的可视化帮助:–绿色：有合法对齐的赋值横截面–黄色：没有赋值横截面或使用默认对齐–红色：非法的横截面对齐8-20TrainingManualConceptModeling…横截面对齐•用视图菜单进行图形化的截面对齐检查–选择“ShowCrossSectionAlignments”•绿色箭头=+Y，蓝色箭头=横截面的切线边–或选择“CrossSectionSolids”EdgeTangent+Y8-21TrainingManualConceptModeling…横截面对齐•选择默认的对齐，总是需要修改横截面方向，有2种方式可以进行横截面对齐，选择或矢量法–选择使用现有几何体（边，点等）作为对齐参照方式–矢量方式法输入相应的X，Y，Z坐标方向•上述任何一种方式都可以输入旋转角度和/或是否反向选择方式矢量方式•点击树形目录中的线体以了解更多对齐模式的细节•点鼠标右键选“SelectAll”•显示对齐模式的细节8-22TrainingManualConceptModeling…横截面对齐•用矢量方式修改横截面方向切换到“Vector”对齐模式键入想要的坐标值键入想要的旋转角度确认是否希望方向倒置8-23TrainingManualConceptModeling…横截面对齐用选择方式修改横截面方向（以下为几个例子）：1.在图形窗口中选择要对的线体2.在激活状态下，点选对齐域3.选取用来对齐的几何体8-24TrainingManualConceptModeling…横截面对齐用直线和轴线对齐选定用于对齐的直线选定用于对齐的轴线Y切线边Y8-25TrainingManualConceptModeling…横截面对齐用面的法线对齐对齐面YY8-26TrainingManualConceptModeling…横截面对齐用草图点对齐。注意：点的选取顺序决定横截面对齐方式。选定线体2D点Y切线边128-27TrainingManualConceptModelingF.横截面偏移•横截面偏移:–将横截面赋给一个线体后，详细列表窗口中的属性允许用户指定对横截面进行偏移的类型:•质心：横截面中心和线体质心相重合（默认）•剪力中心：横截面剪切中心和线体中心相重合–注意质心和剪切中心的图形显示看起来是一样的，但分析时使用的是剪切中心•原点：横截面不偏移，就照着它在草图中的样子放置•用户定义：用户指定横截面的X方向和Y方向上的偏移量•示例见下页8-28TrainingManualConceptModeling…横截面偏移质心/剪切中心偏移原点偏移（不偏移）显示横截面的线体线体8-29TrainingManualConceptModelingG.从线建立面•从线建立面[ConceptSurfacesfromEdges]:–用线体边作为边界创建表面体–线体边必须没有交叉的闭合回路–每个闭合回路都创建一个冻结表面体–回路应该形成一个可以插入到模型的简单表面形状：•平面，圆柱面，圆环面，圆锥面，球面和简单扭曲面平坦面扭曲面细节窗口:•翻转表面法线•输入传递到有限元模型中的厚度8-30TrainingManualConceptModeling…从线建立面•从线建立面的注意事项:–无横截面属性的线体能用于将表面模型连在一起，在这种情况下线体仅仅起到确保表面边界有连续网格的作用。线体（无横截面）最终得到表面接合处连续的有限元网格2个面体8-31TrainingManualConceptModeling…从线建立面•从边生成面[ConceptSurfacesfromEdges]:–以现成体的边创建面。–可以是实体边或线体边。–被选择的边必须形成不交叉的封闭环。•示例:选择现成实体的边作为待创建面的边生成新的、冻结的面体（注意，隐藏了实体）8-32TrainingManualConceptModelingH.从草图创建面•从草图创建面–由草图作为边界创建面体（单个或多个草图都是可以的）–基本草图必须是不自相交叉的闭合剖面–可以选择“添加”或“加入冻结体”操作–是否和法线方向相反，“No”为和平面法线方向一致–键入厚度用于创建有限元模型8-33TrainingManualConceptModelingI.面修补•面修补操作试图修补模型中的缝隙[ToolsSurfacePatch]。–使用类似与面删除的缝合方法（naturalandpatch）。–对于复杂的缝隙，可以创建多个面来修补缝隙•示例:选择待修补的两个洞使用多面的方法创建了两个补丁8-34TrainingManualConceptModeling•边接合粘接需要连续网格的体。•创建有一致边的面和/或线多体零件时会自动产生边结合。•在没有一致拓扑存在时，可以人工接合[ToolsJoint]。J.边接合8-35TrainingManualConceptModeling•在view菜单中选中边结合选项，边接合将被显示。•边接合以蓝色或红色显示–蓝色：边接合包含在已正确定义的多体素零件中–红色：边接合没有分组进同一个零件中…边接合无边接合有边接合