ANSYS實體建模教程

設定工作目錄的目的：使ANSYS軟件操作所產(chǎn)生的所有文件都存放在此目錄下，確保不同問題分析所產(chǎn)生的文件不會有被覆蓋的危險。因此建議不同的分析用不同的工作目錄，而不使用缺省目錄〔即系統(tǒng)所在的根目錄〕。進入ANSYS軟件后，工作目錄的設置方式有兩種：Command方式：/CWDGUI方式：[UtilityMenu]File|ChangeDirectory2.1設定工作目錄一個典型的ANSYS分析過程可以分為3個步驟：〔1〕建立模型；〔2〕加載并求解；〔3〕查看分析結(jié)果。建立模型在這個分析過程中所花費的時間遠遠多于其它過程。首先必須指定作業(yè)名和分析標題，然后使用PREP7〔預處理器〕定義單元類型、單元實常數(shù)、材料特性和幾何模型。2.2指定作業(yè)名和分析標題該項工作與設定工作目錄一樣，不是進行一個ANSYS分析過程必須的，但ANSYS推薦使用作業(yè)名和分析標題。定義作業(yè)名作業(yè)名被用來識別ANSYS作業(yè)。當為某個分析定義了作業(yè)名后，作業(yè)名就成為分析過程所產(chǎn)生的所有文件名的第一局部〔Jobname〕。如果未指定作業(yè)名，所有文件的作業(yè)名默認為file。在進入ANSYS軟件后，可按下面的方式改變作業(yè)名Command方式：/FILNAMEGUI方式：[UtilityMenu]File|ChangeJobname需要注意的是：設置作業(yè)名僅在Beginlevel才有效〔開始級，此時ANSYS不處于任何一個處理器中〕，且新的作業(yè)名只適用于更名后翻開的文件。在更名前翻開的文件，如記錄文件、錯誤信息文件等仍然是原來的作業(yè)名。如果想新指定的作業(yè)名重新建立這些文件，2.3定義圖形界面過濾參數(shù)可以將changejobname對話框中Newloganderrorfiles復選框選中。2.定義分析標題Command方式：/TITLEGUI方式：[UtilityMenu]File|ChangeTitleANSYS將在所有的圖形顯示、所有求解輸出中包含該標題。為了得到一個相對簡潔的分析菜單，可以過濾掉與當前所要進行的分析類型無關的選項和菜單項。Command方式：KEYW或/PMETHGUI方式：[MainMenu]Preferences2.4ANSYS的單位制ANSYS軟件并沒有為分析指定系統(tǒng)單位，在結(jié)構分析中，可以使用任何一套自封閉的單位制〔所謂自封閉是指這些單位量綱之間可以互相推導得出〕，只要保證輸入的所有數(shù)據(jù)的單位都是正在使用的同一套單位制里的單位即可。ANSYS提供的/UNITS命令可以設定系統(tǒng)的單位制系統(tǒng)，但這項設定只有當ANSYS與其它系統(tǒng)比方CAD系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)時才可用到〔表示數(shù)據(jù)交換的比例關系〕，對于ANSYS本身的結(jié)果數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)沒有任何影響。例如：ANSYS系統(tǒng)中建立了實體模型AXIS1，PROE中建立了實體AXIS2，ANSYS中設定的單位制系統(tǒng)只影響將AXIS2轉(zhuǎn)換到ANSYS中的效果，而不影響AXIS1。ANSYS單元庫中提供了超過150種的不同單元類型，每種單元類型有一個特定的編號和一個標示單元類型的前綴，如BEAM4〔4號梁單元〕，PLANE82〔82號板單元〕，SOLID95〔95號實體單元〕。單元類型決定了單元的：〔1〕結(jié)點數(shù)和自由度；〔2〕單元位于二維空間還是三維空間。定義途徑：必須在通用處理器PREP7〔預處理器〕中定義單元類型。Command方式：ETGUI方式：[MainMenu]Preprocessor|ElementType|Add/Edit/Delete定義了單元類型后，ANSYS會自動生成一個與此單元類型對應的單元類型參考號，如果模型中定義了多種單元類型，那么與這些單元類2.5定義單元類型型相對應的類型參考號組成的表稱為單元類型表。在創(chuàng)立實際單元時〔直接創(chuàng)立單元或者劃分網(wǎng)格〕，需要從單元類型表中為其分配一個類型參考號以選擇對應的單元類型生成有限元模型。此處列出已經(jīng)定義的單元類型單元類型參考號單元類別單元編號名新添加的兩個單元類型：PLANE42:4結(jié)點四邊形單元PLANE2：6結(jié)點三角形單元注：beam:梁單元；Link:桿單元；Solid:實體單元；Pipe:管單元；Shell：殼單元許多單元有一些另外的選項〔KEYOPTs〕，這些項用于控制單元剛度矩陣的生成、單元的輸出和單元坐標系的選擇等。KEYOPTs可以在定義單元類型時指定(對話框中的Options選項)。2.6定義單元實常數(shù)單元實常數(shù)是依賴單元類型的單元特性，并不是所有的單元類型都需要實常數(shù)，同一類型的不同單元可以有不同的實常數(shù)值。例如二維梁單元BEAM3的實常數(shù)：面積(AREA)、慣性矩(IZZ)、高度(HEIGHT)、剪切變形常數(shù)(SHERZ)、初始應變〔ISTRAN〕和單位長度質(zhì)量(ADDMAS)等。對應于特定單元類型，每組實常數(shù)有一個參考號，與每組實常數(shù)對應的參考號組成的表稱為實常數(shù)表。在創(chuàng)立單元〔直接創(chuàng)立單元或者劃分網(wǎng)格〕時，可以為將要創(chuàng)立的單元分配實常數(shù)號。在分配實常數(shù)號時，要注意實常數(shù)參考號和要創(chuàng)立單元的單元類型參考號的對應性，這種對應性是由使用者自己保證的，否那么在劃分網(wǎng)格時將會報錯或出現(xiàn)不可預知的錯誤。定義途徑：Command:/R[MainMenu]：Preprocessor|RealConstants|Add/Edit/Delete2.7定義材料屬性絕大多數(shù)單元類型都需要材料屬性。根據(jù)應用的不同，材料屬性可以有如下幾種：線性或者非線性；彈性〔各向同性、正交異性〕或非彈性；不隨溫度變化或者隨溫度變化；像單元類型和單元實常數(shù)一樣，每一組材料屬性也有一個材料屬性參考號。與材料屬性組對應的材料屬性參考號表稱為材料屬性表。在一個分析中，可能有多個材料屬性組〔對應模型中的多種材料〕。在創(chuàng)立單元時可以使用相關命令通過材料屬性參考號來為單元分配其采用的材料屬性組。定義材料屬性：Command：MPGUI:[MainMenu]Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels彈性模量泊松比2.8實體建模根底一旦定義了材料特性和單元特性后，下一步工作是建立能夠恰當描述模型幾何性質(zhì)的實體網(wǎng)格模型。模型的建立方法：〔1〕直接生成法；〔2〕實體建模＋網(wǎng)格劃分模型簡化：建立有限元模型時，對于結(jié)構形式復雜，而對于要分析的問題來講又不是很關鍵的局部位置，在建立幾何模型時可以根據(jù)情況對其進行簡化，以便降低建模的難度。建模方法選擇〔1〕直接生成方法必須直接確定每個結(jié)點的位置，以及每個單元的大小、形狀和連接關系，工作量大。直接生成法適用于小型簡單模型。缺點是改變網(wǎng)格和模型十分困難，易出錯，當模型復雜時，直接生成法叫人無法忍受。〔2〕實體＋網(wǎng)格建模法是先生成幾何模型，再進行網(wǎng)格劃分，相對來說容易些，適用于龐大而復雜的模型，特別是三維實體模型，它比直接生成法更加有效和通用，是一般建模的首選方法。其優(yōu)點是便于幾何上的改進和單元類型的改變，容易實現(xiàn)有限元模型的生成。2.8.1建模原那么與方法選擇3.實體建模中幾何模型的生成方法對于不太復雜的模型，可以直接ANSYS的實體建模工具完成。[MainMenu]Preprocessor|Modeling如果模型過于復雜，可以考慮在專用的CAD中建立幾何模型，然后通過ANSYS提供的接口導入模型。導入方法：[UtilityMenu]File|ImportANSYS支持的接口通常包括以下類型：IGES、CATIA、Pro/E、UG、SAT、PARA、IDEAS在不同的分析階段，ANSYS將用到多種不同的坐標系?？傮w和局部坐標系：用來定位幾何形狀參數(shù)的空間位置；顯示坐標系：用于幾何形狀參數(shù)的列表和顯示；2.8.2坐標系節(jié)點坐標系：定義每個節(jié)點的自由度方向和節(jié)點結(jié)果數(shù)據(jù)的方向；單元坐標系：確定材料特性主軸和單元結(jié)果數(shù)據(jù)的方向；結(jié)果坐標系：用來列表、顯示結(jié)點或單元結(jié)果總體坐標系總體坐標系和局部坐標系是用來定位幾何體。默認情況下，建模操作時使用的坐標系是總體笛卡兒坐標系。但是很多情況下，采用其它坐標表達形式往往會更加方便，比方旋轉(zhuǎn)模型時需要用到柱坐標表達形式。總體坐標系是一個絕對的參考系。ANSYS提供了3種坐標表達形式：笛卡兒坐標、柱坐標和球坐標。所有這3種坐標系都是右手法那么，且有相同的原點，它們由其參考號識別：0－笛卡兒坐標系；1－柱坐標系；2－球坐標系。ANSYS引用坐標值總是采用固定的方式：X軸、Y軸和Z軸，而不管實際激活的坐標形式，因此在不同的坐標系下，X軸、Y軸，Z軸代表的意義也不同：笛卡兒坐標形式：X軸、Y軸、Z軸分別代表其原始意義；柱坐標形式：X軸、Y軸、Z軸分別代表徑向R、周向和周向Z；球坐標形式：X軸、Y軸、Z軸分別代表分別代表R、和2.局部坐標系在許多情況下由于特定的用途需要建立各種各樣的局部坐標系。其原點可能與總體坐標系有一定的偏移，其坐標軸也可能與總體坐標系有一定的轉(zhuǎn)角。它也有笛卡兒坐標、柱坐標和球坐標3種形式?？傮w坐標系和局部坐標系也是構建其它坐標系〔結(jié)點坐標系、單元坐標系等〕的根底。局部坐標系總是以總體坐標系為參照建立的，而不是以當前激活的局部坐標系為參照?！?〕局部坐標系的創(chuàng)立在指定位置定義局部坐標系:指定原點及X，Y，Z軸的旋轉(zhuǎn)角COMMAND方式：LOCALGUI方式:[UtilityMenu]WorkPlane|LocalCoordinateSystems|CreateLocalCS|AtSpecifiedLoc新建立的局部坐標系的識別號，必須大于10原點選取對話框在指定位置創(chuàng)立局部坐標系對話框右手法那么通過已有3個結(jié)點定義局部坐標系Command方式：CSGUI方式：[UtilityMenu]WorkPlane|LocalCoordinateSystems|CreateLocalCS|By3Nodes坐標系確實定方法如下：第1個選取的結(jié)點將成為坐標系的原點；第1個結(jié)點第2個結(jié)點的方向為X軸；三個結(jié)點構成的平面為XY面，Y軸為此平面垂直于X軸方向，且由第3個結(jié)點的位置確定Y軸的正向根據(jù)右手法那么確定Z軸；注：通過這種方式所創(chuàng)立的局部坐標系與結(jié)點選取順序有關，通過已有3個關鍵點定義局部坐標系Command方式：CSKPGUI方式：[UtilityMenu]WorkPlane|LocalCoordinateSystems|CreateLocalCS|By3Keypoints此方式與By3nodes建立局部坐標系原理相同在當前工作平面定義局部坐標系Command方式：CSWPLAGUI方式：[UtilityMenu]WorkPlane|LocalCoordinateSystems|CreateLocalCS|AtWPOrigin這種方式建立的局部坐標系的各個坐標軸和工作平面的各個軸重合，只需指定使用何種類型坐標系即可?！?〕刪除局部坐標系Command方式：CSDELEGUI方式：[UtilityMenu]WorkPlane|LocalCoordinateSystems|DeleteLocalCS(3)局部坐標系的激活可以通過定義任意多個局部坐標系，但某一時刻只能有一個局部坐標系被激活〔模型操作中，輸入的坐標值是以激活坐標系為參照的〕。ANSYS初始默認的激活坐標系是總體笛卡兒坐標系。每當用戶定義一個新的局部坐標系時，這個新的坐標系就會被自動激活。激活坐標系的方法如下：Command方式：CSYSGUI方式：[UtilityMenu]WorkPlane|ChangeActiveCSto|GlobalCartesian或GlobalCylindrical或GlobalSpherical或SpecifiedCoordSys或Workplane3.顯示坐標系在默認情況下，即使在其它坐標系中定義的結(jié)點和關鍵點，其列表顯示輸出的坐標值也是它們的總體笛卡兒坐標值。雖然可以改變顯示坐標系，但一般不建議。4.結(jié)點坐標系結(jié)點坐標系用于定義結(jié)點自由度的方向。每個結(jié)點都有自己的結(jié)點坐標系，默認情況下，它總是平行于總體笛卡兒坐標系〔結(jié)點坐標系與定義結(jié)點激活的坐標系無關〕。但很多情況下需要改變結(jié)點坐標系〔如斜約束〕。變換結(jié)點坐標系的方法略5.單元坐標系每個單元都有自己的坐標系，單元坐標系用于規(guī)定正交材料特性的方向、面壓力的方向和結(jié)果〔如應力和應變〕的輸出方向。二維和三維實體的單元坐標系總是平行于總體笛卡兒坐標系。6.結(jié)果坐標系在求解過程中，得到的結(jié)果數(shù)據(jù)有位移、應力等。在對結(jié)果數(shù)據(jù)進行顯示、列表和單元數(shù)據(jù)存儲時，這些數(shù)據(jù)通常先被變換到激活的結(jié)果坐標系〔默認為總體坐標系〕下，然后再輸出。可以將激活結(jié)果坐標系切換到總體坐標系或自定義的局部坐標系以及求解用坐標系〔如結(jié)點和單元坐標系〕。Command方式：RSYSGUI方式：[MainMenu]GeneralPostproc|OptionsforOutputGUI方式：[MainMenu]List|Results|Options工作平面是一個無限的平面，有原點、二維坐標系(用WX和WY軸表示，并用WZ表示工作平面的方向)等，它只是建模的輔助工具，在建立幾何模型時，體素一般只能在當前工作平面內(nèi)創(chuàng)立。工作平面是與坐標系獨立存在的，除非翻開了工作平面軌跡跟蹤。進入ANSYS時，有一個默認的工作平面，即總體笛卡兒坐標系的XY平面。工作平面可以被移動和旋轉(zhuǎn)?！灿昧⒎襟w來演示工作平面的建立、平移與旋轉(zhuǎn)〕2.8.3工作平面工作平面控制移開工作平面坐標系設置顯示工作平面【Utility】WorkPlane|DisplayWorkingPlane坐標軸已設置成關閉2.8.3.1工作平面顯示、狀態(tài)查詢與選項設置2.顯示工作平面的狀態(tài)【Utility】WorkPlane|ShowWPStatus坐標軸已設置成關閉3.設置工作平面的狀態(tài)【Utility】WorkPlane|WPSettings坐標系的選項面板柵格與軸的選項面板捕捉設置面板柵風格整控制面板執(zhí)行按鈕tolerance:工作平面恢復容差,即給工作平面一個厚度。

當拾取的圖元可能不在工作平面上，而是在工作平面的附近，這時通過指定恢復容差，在容差內(nèi)的圖元將認為是在工作平面上的。2.8.3.2工作平面的位置調(diào)整為方便建模，有時需要對已創(chuàng)立的工作平面進行位置、方位的調(diào)整。方式如下3大種：增量動態(tài)調(diào)整方式

平移調(diào)整方式對齊調(diào)整方式

1.增量動態(tài)調(diào)整方式平移控制按鈕板旋轉(zhuǎn)控制按鈕板執(zhí)行按鈕動態(tài)交互模式旋轉(zhuǎn)角度增量文本框旋轉(zhuǎn)角度增量滾動條相對當前工作平面的平移坐標增量文本框平移坐標增量滾動條這種方式，可以動態(tài)地實現(xiàn)工作平面的平移與旋轉(zhuǎn)，是經(jīng)常使用的方式之一。2.平移調(diào)整方式平移意味著工作平面在調(diào)整的過程種相對原位置不作旋轉(zhuǎn)，因此，調(diào)整后的工作平面WX軸、WY軸、WZ軸取向均不變。多個關鍵點的形心作為工作平面的原點多個節(jié)點的形心作為工作平面的原點輸入的多個位置點的形心作為工作平面的原點。注這種方式最好用鍵盤輸入點的坐標。因為鼠標只能點選工作平面上的位置點3.對齊調(diào)整方式

這種方式可以直觀地實現(xiàn)工作平面的平移與旋轉(zhuǎn)，工作平面的原點、WX軸、XY面、WY軸直接給定，自動完成了方位調(diào)整，是常用的方法之一?！鮇eypoints＋：在圖形窗口中指定3個關鍵點定義一個工作平面〔三點的給定順序依次定義了工作平面的原點，X軸，XY平面)□Nodes＋：在圖形窗口中指定三個關鍵點定義一個工作平面〔原點，X軸，XY平面)□XYZLocation:在圖形窗口指定三個點定義一個工作平面〔原點，X軸，XY平面)□PlaneNormaltoLine:通過選擇一條直線作為XY平面的法向決定XY平面，再輸入線長比例確定工作平面的原點實體建模有兩種思路：自底向上構造模型和自頂向下構造模型二者的區(qū)別與聯(lián)系自底向上的建模方法是指在構造幾何模型時首先定義幾何模型中最低級的圖元即關鍵點，然后再利用這些關鍵點定義較高級的圖元〔即線、面、體〕。自底向上構造的模型是在當前激活的坐標系內(nèi)定義的。自頂向下的建模方法是指一開始就通過較高級的的圖元來構造模型，即通過聚集線、面、體等幾何體素的方法來構造模型。當生成一種體素時，ANSYS軟件自動生成所有附屬于該體素的低級圖元。應該注意的是幾何體素是在工作平面上創(chuàng)立的，因此每一時刻都要清楚地知道當前工作平面的狀態(tài)。2.9實體建模技術聯(lián)系：這兩種方法可以根據(jù)需要組合使用。對于建立的實體模型還可以通過布爾運算對其進行操作以生成更為復雜的形體。本卷須知：〔1〕建模之初，必須考慮建立的模型能否生成有限元網(wǎng)格以及能否得到較好的有限元網(wǎng)格。實體建模時特別要注意截面有變化的地方以及各個形體的交界面?！?〕在自底向上構造模型時可以不必總是按照點生成線、線生成面、面生成體這樣嚴格的順序生成高級圖元，可以直接通過作為頂點的關鍵點來定義面和體，中間的圖元可以在需要時自動生成。例如定義一個長方體可用它的8個頂點〔關鍵點〔來定義，ANSYS軟件會自動地生成該長方體的所有線和面；〔3〕在修改模型時，需要知道實體模型和有限元模型的層次關系。不能刪除依附于較高級圖元上的低級圖元；不能刪除已劃分了網(wǎng)格的體。但是可以在刪除高級圖元的時候連同其低級圖元一起刪除；〔4〕假設一個實體已施加了載荷，刪除或修改該實體，附加于該實體上的載荷也將被刪除。圖元的層次關系如下：最高級圖元：單元〔包括單元載荷〕節(jié)點〔包括節(jié)點載荷〕實體〔包括實體載荷〕面〔包括面載荷〕線〔包括線載荷〕最低級圖元：關鍵點〔包括點載荷〕

無論是使用自底向上還是使用自頂向下的方法，構造的模型均是由關鍵點、線、面和體組成。自底向上的建模方法是在當前激活的坐標系中，通過低級圖元來生成高級圖元，它涉及關鍵點、線、面和體這種從低到高的圖元。關鍵點關鍵點是在當前激活的坐標系中定義的，它可以直接定義也可以通過已有的關鍵點來生成另外的關鍵點〔許多布爾運算可以生成關鍵點〕。已經(jīng)定義的關鍵點可以被修改和刪除〔前提是沒有依附于其它高級圖元〕。通過左圖的命令創(chuàng)立關鍵點，通過Klist命令或?qū)嵱貌藛沃械腖ist|Keypoints|..菜單列表顯示已定義的關鍵點的屬性。創(chuàng)立關鍵點的命令2.9.1自底向上建模技術2.線線也是在當前激活的坐標系內(nèi)定義的。并不總是要求明確定義所有的線，因為ANSYS通過頂點在定義面和體時，會自動生成相關的線。只有在生成線單元〔如梁單元〕或想通過線來定義面時，才需要明確地定義線。通過左圖的命令創(chuàng)立線。通過list命令或?qū)嵱貌藛沃械腖ist|Lines菜單列表顯示已定義的線的屬性〔如線編號、組成線的關鍵點等〕。線也可以被修改和刪除。創(chuàng)立線的命令3.面平面可以表示二維實體〔如平板或軸對稱體〕。用到面單元〔如板單元〕或由面生成體時才需要定義面。生成面的命令也將自動地生成依附于該面的線和關鍵點；同樣，面也可以在定義體時自動生成。通過左圖的命令創(chuàng)立線，通過Alist命令或?qū)嵱貌藛沃械腖ist|Areas列表顯示已定義的面的屬性〔如面的編號、組成面的線的編號以及有些面的面積等〕。面也可以被修改和刪除，但只有未進行網(wǎng)格劃分且不屬于任何體的面才能被重新定義和刪除。創(chuàng)立面的命令4.體體用于描述三維實體，僅當需要用到體單元時才必須建立體。生成體的方式有多種，可由頂點定義體，也可以由邊界面定義體，也可將面沿一定路徑拖拉生成。體生成時將自動生成其低級圖元。體也可以被修改和刪除，但只有未進行網(wǎng)格劃分的體才能被重新定義和刪除。創(chuàng)立體的命令幾何體素:組成實體模模型的常用根本體素〔如圓柱體、長方體等〕,分為實體體素和面體素。在ANSYS中可用單個命令來創(chuàng)立幾何體素。因為幾何體素是高級圖元，可不用首先定義任何關鍵點而形成，所以稱利用體素進行建模為自頂向下建模。幾何體素是在工作平面上生成的?！趺骟w素包括矩形、圓形或環(huán)形、正多邊形2.9.2自頂向下建模技術創(chuàng)立兩個面的倒角創(chuàng)立正多邊形創(chuàng)立圓面、圓環(huán)面創(chuàng)立矩形面創(chuàng)立不規(guī)那么面□實體體素包括長方體、柱體〔圓柱和正棱柱〕、球體、環(huán)體和錐體。圓臺圓環(huán)棱柱應用幾何體素〔面體素、實體體素〕需要注意的問題：生成的幾何體素位于工作面上，方向由工作面坐標系而定，面體素的面積必須大于0；在有限元模型中，兩個相接觸的面體素之間或?qū)嶓w體素間默認不是真正意義上的連接的，而是有一個不連續(xù)的“接縫”〔此接縫并不真正存在，只是ANSYS處理時會認為此處有一個縫〕，必須用諸如相加〔add〕、合并〔Merge〕、粘接〔glue〕等命令處理一下以消除“接縫”；在建立圓、圓環(huán)等面體素以及圓柱體、球體、錐體等實體體素時，如果需要指定生成這些幾何體素的弧〔一般會有兩個弧度輸入項〕，弧從代數(shù)值小的角度開始，按正的角度方向，到代數(shù)值大的角度處終止。自底向上的建模還可以用來創(chuàng)立很多特別的形狀，例如彈簧、齒輪、機翼等，這就需要用到一些特殊的建模方式。下面介紹幾種常用的特殊建模方法。□線、面導角：□復制圖元：□鏡像圖元：□蒙皮生成光滑曲面：通過多條空間引導線〔不封閉〕生成光滑面。例如機翼、螺旋槳等□掃掠：由關鍵點、線、面通過掃掠生成另外的線、面和體。2.10特殊建模□創(chuàng)立兩條連接直線的導角[MainMenu]Preprocessor|Modeling|Create|lines|LineFillet注：兩條連接線必須在同一個平面內(nèi)且有公共的關鍵點2.10.1創(chuàng)立導角□創(chuàng)立兩個連接面的導角[MainMenu]Preprocessor|Modeling|Create|Areas|AreasFillet注：兩個面必須有一條公共的邊界線2.10.2復制圖元！提示：旋轉(zhuǎn)拷貝要用柱坐標對于模型中的重復局部，利用復制命令可以復制相應局部。復制對象可以是點、線、面、體等幾何模型和單元、節(jié)點等網(wǎng)格模型。命令：KGEN或LGEN或AGEN或VGEN[MainMenu]Preprocessor|Modeling|Copy…2.10.3鏡像圖元利用坐標軸的對稱性，通過對稱鏡像創(chuàng)立關鍵點、線、面、體等幾何模型和節(jié)點、單元等網(wǎng)格模型。命令：無[MainMenu]Prerocessor|Modeling|Reflect！鏡像只能在笛卡兒坐標系中進行相對激活坐標系而言2.10.4引導線蒙皮生成光滑曲面當需要創(chuàng)立一些特殊的曲面〔例如機翼、螺旋槳等〕，可以事先創(chuàng)立曲面上的系列“引導線”，然后再通過蒙皮命令選擇所有引導線生成一個光滑的曲面。命令：ASKIN[Mainmenu]Preprocessor|Modeling|Create|Areas|Arbitary|BySkinning2.10.5掃掠命令：VOFFSETGUI：[MainMenu]Preproceesor|Modeling|Operate|Extrude|…1.關鍵點的掃掠[點的掃掠略]2.線的掃掠線的掃掠路徑可以是兩關鍵點確定的軸線或直線線沿直線掃掠3.面的掃掠線的掃掠路徑可以是兩關鍵點確定的軸線或直線面沿8，9關鍵點的軸線掃掠面沿直線線掃掠2.11圖元的顯示、編號、選擇、移動及刪除2.11.1圖元的顯示幾何實體模型創(chuàng)立以后，ANSYS的圖形窗口中默認顯示最高級的圖元，可以通過應用菜單中Plot子菜單下的相關命令，顯示低階的圖元。全部顯示Multi-Plots將顯示當前所有幾何模型、有限元模型和系統(tǒng)信息等，顯示內(nèi)容可以通過顯示控制PlotCtrls進行調(diào)整。2.11.2圖元的編號圖元在圖形窗口顯示的時候，可以通過顯示控制翻開某種類型的圖元編號，將這些圖元以不同的顏色和編號顯示出來。注：編號一般顯示在圖元的中心位置。2.11.3圖元的選擇假設需要指定顯示圖元，可以通過菜單Select|Entities命令完成。這個操作非常有利于進行復雜分析后查看局部的結(jié)果，特別是在3D建模分析時，往往會有一個體擋住另一個體的情況，此時這種只顯示局部圖元的操作就顯得非常有用。圖元類型選擇圖元選擇方式選擇集操作方式設定面板選擇集操作按鈕執(zhí)行按鈕□FromFull：選擇集的初建。從這整個模型中選擇圖元新建選擇集□Reselect：選擇集子選。即從已建立的選擇中，選定其子集圖元重新建立選擇集。□AlsoSelect：選擇集擴充。即在已有的選擇集的根底上，補選新圖元，從而獲得新的選擇集實現(xiàn)選擇集的擴充?！鮑nselect:選擇集的局部刪除，即從已建立的選擇集中去除待輸入的選擇集?！鮏electAll：選擇集為所有區(qū)域?！鮏electNone：取消選擇集合?！鮅nvert：反選當前選擇集。2.11.4圖元的移動功能太差，略2.11.5圖元的刪除刪除圖元的操作，ANSYS提供了兩種選擇?！?〕刪除指定的圖元；〔2〕刪除指定的圖元及其所包含的低階圖元。注意：不可以直接刪除隸屬于高階圖元的圖元，而必須從高階至低階刪除。[MainMenu]preprocessor|Modeling|Delete布爾運算在建模的過程中有著極其重要的作用，只有掌握好布爾運算強大的功能才能利用ANSYS建模工具隨心所欲地建立預期的模型。重點提示：(1)在默認情況下，布爾操作完成后，輸入的原始圖元被刪除，得到的是新的并且重新編號的圖元。通過設置可以改變默認方式。 (2)被刪除的圖元編號變成”自由“的〔這些自由得編號將附給新創(chuàng)立的圖元，從最小的自由編號開始〕?！舨紶栠\算設置Command方式：BOPTNGUI方式：[MainMenu]Preprocessor|Operate|Booleans|Setting2.12布爾運算是否保存輸入圖元布爾運算的公差〔1〕交運算：求出兩個或多個圖元的公共區(qū)域形成一個新圖元?！?〕兩兩相交：求出所有初始輸入圖元中任意兩個源圖元的公共區(qū)域組成的一個新的圖元集。同類型的圖元求交不同類型的圖元求交兩兩相交2.12.1交運算Intersect加運算：將具有公共局部的多個同類型的圖元合并為一個新圖元，不再保存公共局部的邊界。形成的新圖元是一個單一的整體，沒有接縫〔實際上，加運算形成的圖元在劃分網(wǎng)格時常不如搭接(Overlapping)。2.12.2加運算Add減運算：從一個圖元中去掉另一個圖元同樣具有的局部。2.12.3減運算Subtract2.12.4切分運算Divide切分：顧名思義就是一刀將圖元劈成兩半，切分操作中所使用的”剖切工具“可以是體、面、線或工作面。其中最常用的切分方式是被工作平面切分操作。粘貼：將兩個或多個圖元連接在一起，并保存各自的邊界。這個操作要求兩個圖元的公共局部具有比圖元低的維數(shù)。2.12.5粘接GlueOverlap〔疊分〕：將輸入的具有重疊區(qū)域的圖元劃分為相互連接的3塊，其中一塊為原兩個圖元的公共局部，另外兩塊分別為原兩個圖元減去公共局部剩下的區(qū)域。疊分區(qū)域必須與原始圖元有相同的維數(shù)。加運算生成一個相對復雜的區(qū)域，而疊分操作生成的是多個相對簡單的區(qū)域，便于網(wǎng)格劃分。2.12.6疊分Overlap

4563123Partition〔分解〕：分解操作和疊分(Overlap)的操作類似，它把相交的兩個圖元按照兩者的公共局部分解成多個圖元的組合。分解操作要求被分解的兩個幾何體有公共局部，并且其公共局部可以切分兩個幾何體中的任一一個。2.12.7分解運算Partition

2.13建模實例本節(jié)將通過簡薄弱板零件、對稱類零件、軸類零件、支座類零件、盤類零件等的建模操作，熟練幾何建模技術2.13.1建模實例1---簡薄弱板建模顯示工作平面坐標[UtilityMenu]WorkPlane|DisplayWorkingPlane(toggleon)

需要指出的是，單擊該條命令后，并不會彈出什么窗口，你所看到的只是該條命令前面有一個被選中的符號，且在圖形區(qū)域顯示工作平面坐標系。如下圖一薄板零件，尺寸單位為mm，板厚5mm，R4＝4mm。試按照ANSYS建模方法，建立相應實體模型。2.繪圖顯示控制設置[UtilityMenu]PlotCtrls|Numbering彈出如下對話框。設置如下圖，這樣ANSYS就會自動以不同的顏色區(qū)分不同的線、面積圖形。3.創(chuàng)立兩個矩形[MainMenu]Preprocessor|Create|Rectangle|ByDimensions彈出的對話框如下圖X1,X2為矩形相對于坐標原點左右兩個邊的X坐標，Y1,Y2為矩形相對于坐標原點下上兩個邊的Y坐標。輸入如下數(shù)值X1=0,X2=60;Y1=-10,Y2=10,單擊Apply，輸入第二個矩形的坐標數(shù)值：X1=40,X2=60;Y1=-10,Y2=－30,單擊OK4.創(chuàng)立兩個外圓[MainMenu]Preprocessor|Create|Circle|SolidCircle創(chuàng)立圓心為(0,0)，半徑為10的圓。參數(shù)值可以用鍵盤輸入，也可以用鼠標移動得到。單擊OK關閉該對話框移開工作平面，創(chuàng)立第二個外圓[UtilityMenu]WorkPlane|OffsetWPtoKeypoints彈出對話框后，分別選取右側(cè)矩形底邊左右兩個點作為關鍵點，單擊OK按鈕，那么工作平面〔極坐標〕移動到了以所取關鍵點連線的中點為原點的平面上。[MainMenu]Preprocessor|Create|Circle|SolidCircle創(chuàng)立圓心為〔0，0〕，半徑為10的圓，單擊OK關閉對話框。創(chuàng)立的圖形如下圖。單擊Toolbar上的SAVE_DB存盤。如以下圖所示。5.將面積和在一起[MainMenu]Preprocessor|Operate|Add|Areas選擇pickall，將面積和在一起。如上圖所示。6.創(chuàng)立補丁面積并把它們和在一起〔1〕[UtilityMenu]Plot|Line顯示線，并調(diào)整大小。〔2〕線導角[MainMenu]Preprocessor|Create|LineFillet彈出LineFillet對話框，將兩條線的標號輸入L17、L8〔或鼠標選擇〕，并設置半徑4，單擊OK關閉對話框〔3〕創(chuàng)立補丁面積[MainMenu]Preprocessor|Create|Arbitray|ByLines用鼠標選擇三條線L1,L4,L5，單擊OK關閉對話框?！?〕整合面積[[MainMenu]Preprocessor||Operate|Add|Areas選擇PickAll，單擊OK。關閉對話框并進行存盤。7.創(chuàng)立兩個小圓孔〔1〕[[MainMenu]Preprocessor|Create|Circle|SolidCircle創(chuàng)立一個圓心在〔0，0〕，半徑為4的小圓孔，即右下方圓〔2〕[UtilityMenu]WorkPlane|OffsetWPto|globalorigin〔3〕[[MainMenu]Preprocessor|Create|Circle|SolidCircle創(chuàng)立一個圓心在〔0，0〕，半徑為4的小圓孔，即左邊圓〔4〕從支架中減去兩個小圓孔，保存數(shù)據(jù)[MainMenu]Preprocessor|Operate|Subtract|Areas選取支架為基體(baseareafromwhichtosubtract)，單擊Apply;選取兩個小圓孔作為被減去局部(areastobesubtracted)，單擊OK按鈕。結(jié)果如左圖所示。8.存盤[UtilityMenu]File|saveas輸入MODEL01.DB為文件名，單擊OK關閉對話框，建模完成。2.13.2建模實例2：對稱圖形建模如下圖汽車連桿的幾何圖形，未注圓角R0.250.6定義工作文件名和工作標題分別為：CON_ROD，TheModelofConnect-rod生成連桿左端兩個圓環(huán)面[MainMenu]….|Circle|ByDimension分別輸入：RAD1＝1.4,RAD2=1,THEAT1=0,THEAT2=180,單擊Apply，又在對話框中輸入：THEAT1＝45，單擊OK3.生成連桿左端兩個矩形[MainMenu]….|Areas|Rectangle|ByDimension分別輸入：X1＝-0.3,X2=0.3,Y1=1.2,Y2=1.8，單擊Apply，又在對話框中輸入：X1＝-1.8,X2=-1.2,Y1=0,Y2=0.3,單擊OK4.生成連桿右端圓環(huán)面〔1〕平移工作平面[UtilityMenu]Workplane|OffsetWPto|XYZLocation在對話框輸入行中輸入6.5，并按回車鍵確認，單擊OK〔2〕生成圓環(huán)面[MainMenu]….|Circle|ByDimension分別輸入：RAD1＝0.7,RAD2=0.4,THEAT1=0,THEAT2=180,單擊Apply，又在對話框中輸入：THEAT2＝135，單擊OK5.對面進行疊分操作[MainM