同濟(jì)大學(xué)ansys課件

1、實體建模（自下而上建模）,1,王志強(qiáng)同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院橋梁工程系_____________________________辦 公 室：橋梁館 409 室聯(lián)系電話：65983115-2409：Email: wangzhiq@mail.#edu.cn,,“工程軟件應(yīng)用課程 —— Ansys軟件”,ANSYS幾何建模主要內(nèi)容:A.實體建模定義B. 自上而下建模 工作平面 布爾運(yùn)

2、算C. 例題,D. 自下而上建模 關(guān)鍵點 坐標(biāo)系 線,面,體,,E. 例題操作,自下而上（由底向上）建模,介紹由底向上建模技術(shù)及其應(yīng)用與首先定義體素不同，由底向上建模首先定位關(guān)鍵點，然后用這些關(guān)鍵點、線、面、體最終構(gòu)成幾何模型。應(yīng)用－當(dāng)不適用體素方法創(chuàng)建幾何模型時要應(yīng)用由底向上技術(shù)建模。當(dāng)然，可以任意交替使用兩種方法（由頂向下和由底向上）進(jìn)行建模。由底向上建模的開始一般是先定義關(guān)鍵點。,關(guān)鍵點,

3、關(guān)鍵點的生成和修改選項：Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints,關(guān)鍵點（續(xù)）,修改一系列關(guān)鍵點 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Move/Modify > Keypoints > Set of KPs拾取將要移動的關(guān)鍵點，然后單擊拾取菜單中的OK鍵。2. 指定拾取關(guān)鍵點的

4、終點坐標(biāo)。3. 單擊OK,,,關(guān)鍵點（續(xù)）,修改單個關(guān)鍵點 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Move/Modify > Keypoints > Single KPs拾取將要移動的關(guān)鍵點，然后單擊拾取菜單中的OK鍵,指定拾取關(guān)鍵點的終點坐標(biāo)。注：修改關(guān)鍵點將自動清除與之相連的任何單元網(wǎng)格，并且在當(dāng)前激活坐標(biāo)系下重新定義與之相連的高級圖元。只要已經(jīng)

5、存在的節(jié)點是“自由的”（不與線或網(wǎng)格相連），就可以通過重新定義新坐標(biāo)值的方法修改其位置。否則，你必須使用“Keypoint modify”功能。,關(guān)鍵點（續(xù)）,計算已知兩關(guān)鍵點之間的距離 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Check Geom > KP distances拾取兩個關(guān)鍵點，它們之間的距離就顯示出來。2. 然后單擊拾取 菜單中的O

6、K鍵。3. 選擇菜單 File > Close,,,,,關(guān)鍵點（續(xù)）,復(fù)制節(jié)點： Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Copy > Keypoints,線,線的生成和修改選項- 創(chuàng)建線的功能Main Menu: Preprocessor > -Modeling- …Create > -Lines- Lines

7、 Create > -Lines- Splines Operate > ExtrudesCreate > -Lines-Arcs,,,,直線（續(xù)）,在當(dāng)前激活坐標(biāo)系下通過兩關(guān)鍵點生成直線 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines >In Act

8、ive Coord 拾取兩個關(guān)鍵點，然后單擊 拾取菜單中的OK鍵。,直線（續(xù)）,注：線的形狀由激活坐標(biāo)系決定。笛卡兒坐標(biāo)系中將產(chǎn)生一條直線。圓柱坐標(biāo)系，隨關(guān)鍵點的坐標(biāo)不同可能產(chǎn)生直線、圓弧線或螺旋線。,直線（續(xù)）,通過擬合系列兩關(guān)鍵點生成Spline曲線Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines >Spline > Spl

9、ine thru KPs 拾取關(guān)鍵點，然后單擊 拾取菜單中的OK鍵。,直線,選項—修改線的功能： Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans-… 切分 相加

10、過程見本訓(xùn)練所示 關(guān)于這些選項，查詢在線幫助系統(tǒng)中的命令講解,,,,直線（續(xù)）,如果線是“自由的”，就可以修改它，在某些情況下，即使它與其它圖元連在一起，也可以修改它。 將一條線分成更小的線段（即使有面與之相連也可以） Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Divide > Line into

11、N Ln’s拾取Line to be divided,然后單擊拾取菜單中的OK鍵。2. 指定被切分的線號。3. 指定分成線段的數(shù)目。4. 選擇修改方式或者重新生成方式（保留原來線段）。,面,生成面選項-生成面的功能Main Menu: Preprocessor > -Modeling- …Create >… Create >-Areas- Arbitary

12、 Operate > Extrude /Sweep,,,,,面(續(xù)),通過關(guān)鍵點生成面 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- >Arbitrary > Through KPs拾取關(guān)鍵點，然后單擊拾取菜單中的OK鍵。,面（續(xù)）,通過邊界線生

13、成面 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- >Arbitrary > By Lines拾取線，然后單擊拾取菜單中的OK鍵。,面（續(xù)）,沿路徑“拖拉”線段生成面Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate >Extrudes> -Lines- Along Lines,

14、面（續(xù)）,面（續(xù)）,通過“骨線”蒙皮(skinning)生成曲面Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create >-Areas- Arbitrary > -By Skinning,體,生成體選項-創(chuàng)建體的功能Main Menu: Preprocessor > -Modeling- …Create >…　　　　　　Create > -Volumes- Ar

15、bitrary Operate > Extrude/Sweep,,,,,體（續(xù)）,通過頂點生成幾何體 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > -Volumes- >Arbitrary > Through KPs拾取關(guān)鍵點，然后單擊拾取菜單中的OK鍵。,注意：通過關(guān)鍵點生成幾何體時，首先沿體下

16、部依次定義一圈連續(xù)的關(guān)鍵點，再沿上部依次定義一圈連續(xù)的關(guān)鍵點。,體（續(xù)）,體（續(xù)）,繞軸旋轉(zhuǎn)面生成幾何體Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Operate > Extrude/Sweep > -Areas- About Axis,體（續(xù)）,由已有的圖元建模,由已有的線、面、體生成新的線、面、體選項-由已有的圖元再生成圖元的功能Main Menu: Preprocessor &

17、gt; -Modeling- …鏡射( Reflect) 　　　 平移／修改( Move/Modify) 復(fù)制( Copy ),復(fù)制已有實體,對于三類圖元的復(fù)制的操作幾乎是一致的。下面是復(fù)制面的過程。 復(fù)制面 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Copy> Area拾取將要被復(fù)制的面,然后單擊拾取菜單中的OK鍵。2. 指定復(fù)制份數(shù)。3. 指定復(fù)制實

18、體需要偏移的坐標(biāo)增量。4. 指定復(fù)制內(nèi)容。5. 單擊OK鍵。,,,,,關(guān)于Reflect 的說明,Reflection 操作可關(guān)于一個坐標(biāo)平面或沿某一坐標(biāo)軸進(jìn)行，例如說明：操作的坐標(biāo)軸屬于當(dāng)前激活坐標(biāo)系,練習(xí)－連桿,自下而上建模技術(shù)創(chuàng)建一個連桿幾何模型,練習(xí)－連桿（續(xù)）,基本步驟：由于連桿具有對稱性，只需創(chuàng)建模型的一半；決定將全局坐標(biāo)系原點定在何處，然后定義關(guān)鍵點；應(yīng)用Create –Lines-

19、operations 操作生產(chǎn)線。在生產(chǎn)連桿小端時需要建立柱坐標(biāo)系?？紤]到整體模型可由一完整面構(gòu)成，用Create > Line Fillet 創(chuàng)建線與線的圓角；在創(chuàng)建面之前Merge 相同位置的關(guān)鍵點；用Reflect > Lines 由原有的線條生成對稱的一組新的線條,要用 SAVE_DB 保存數(shù)據(jù)庫。,實體建模-自下而上 連桿,說明用由底向上建模技術(shù)，建立汽車連桿幾何模型.,按指定的工作目錄，用“c-rod”

20、 作為作業(yè)名，進(jìn)入ANSYS. 首先創(chuàng)建左側(cè)半圓2. 打開關(guān)鍵點編號3.（在激活坐標(biāo)系下）根據(jù)下列數(shù)值定義三個關(guān)鍵點的坐標(biāo)：關(guān)鍵點1=（-1.8,0,0）關(guān)鍵點2=（-1.8,0.35,0）關(guān)鍵點3=（-1.4,0.35,0）4. 通過下列點定義線關(guān)鍵點1和2關(guān)鍵點2和35. 將激活坐標(biāo)系換為總體柱坐標(biāo)系,實體建模-自下而上 連桿（續(xù)）,6. （在激活坐標(biāo)系下）根據(jù)下列三組坐標(biāo)值在柱坐

21、標(biāo)系下定義三個關(guān)鍵點關(guān)鍵點4=（1.4,1350）關(guān)鍵點5=（1,1800）關(guān)鍵點6=（1,1350）7. 通過下列各組關(guān)鍵點（在激活坐標(biāo)系下）創(chuàng)建線：關(guān)鍵點3和4關(guān)鍵點5和68. 在水平直線和相交曲線間進(jìn)行倒圓角：倒圓角半徑=0.259. 存儲數(shù)據(jù)庫：SAVE_DB,實體建模-自下而上 連桿（續(xù)）,鏡面映射線條生成曲軸銷末端上半部分10. 打開工作平面11. 移動

22、工作平面：給“XY Angles”輸入45度旋轉(zhuǎn)角使工作平面成為激活坐標(biāo)系13. 將所有線進(jìn)行鏡面映射處理選取Y-Z平面為對稱平面,實體建模-自下而上 連桿（續(xù)）,14. 將坐標(biāo)系更換為笛卡兒坐標(biāo)系，并使工作平面與整體笛卡兒坐標(biāo)系重合15. 拾取線條，并進(jìn)行鏡面映射處理拾取六條線，變成高亮度顯示選取Y-Z平面為對稱平面,實體建模-自下而上 連桿（續(xù)）,右側(cè)半圓上半部分16. 移動工作平面給X方

23、向的平移量6.517. 在工作平面的原點位置創(chuàng)建一局部柱坐標(biāo)系18. （在激活坐標(biāo)系下）根據(jù)下列四組柱坐標(biāo)定義四個關(guān)鍵點(0.7,0,0)，(0.7,135,0)，(0.4,0,0)，(0.4,180,0)19. （在激活坐標(biāo)系下）創(chuàng)建線拾取外圈圓形輪廓上的關(guān)鍵點拾取內(nèi)圈半圓形輪廓上的關(guān)鍵點,實體建模-自下而上 連桿（續(xù)）,創(chuàng)建中間部分20. 激活整體笛卡兒坐標(biāo)系21. （在激活坐標(biāo)系下）根據(jù)下列兩組笛卡

24、兒坐標(biāo)定義四個關(guān)鍵點(2.5,0.55,0)，(3.25,0.4,0)，(4.0，0.33，0)，(4.75,0.28,0)22. 通過關(guān)鍵點生成spline曲線拾取連桿長度方向上組成中間部分的關(guān)鍵點畫線。,實體建模-自下而上 連桿（續(xù)）,25. 對中間位置和曲軸銷末端間的直線進(jìn)行過渡圓角處理按下圖所以拾取線條倒圓角半徑=2.226. 對中間位置和曲柄銷末端間的直線進(jìn)行過渡圓角處理 按下圖所以拾取線

25、條倒圓角半徑=1.5,,,實體建模-自下而上 連桿（續(xù)）,完成輪廓線模型將所有線進(jìn)行鏡面映射處理，生成整體模型選擇X-Z對稱平面28. 存儲數(shù)據(jù)庫SAVE_DB注意：在對線進(jìn)行鏡面映射處理時，可能生成了一些重疊關(guān)鍵點。為了保證模型的連續(xù)性，將所有重疊點進(jìn)行合并處理。,29. 合并關(guān)鍵點（選取菜單途徑Main Menu: Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge I

26、tems）選取Keypoints,實體建模-自下而上 連桿（續(xù)）,創(chuàng)建面生成實體連桿模型在曲軸銷末端創(chuàng)建一圓面在曲柄銷末端創(chuàng)建一圓面通過模型外圈輪廓線生成邊界面 提示：在拾取菜單中設(shè)置成“PICK”選項33. 減去適當(dāng)?shù)拿?，生成最終面—模型真實形狀。,幾何建模完成,,實體建模-自下而上 連桿（續(xù)）,實體建模-自上向下 連桿,按教師指定的工作目錄，用“c-rod” 作為作業(yè)名，進(jìn)入ANSYS. 2

27、.創(chuàng)建兩個圓形面:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Circle > By Dimensions ...輸入RAD1 = 1.4輸入RAD2 = 1輸入THETA1 = 0輸入THETA2 = 180, 然后選擇[Apply]輸入THETA1 = 45, 然后選擇[OK]3.打開 面號:Utility Menu >

28、; PlotCtrls > Numbering ...設(shè)置面號為 “on”, 然后選擇[OK],實體建模-自上向下 連桿,4.創(chuàng)建兩個矩形面:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Rectangle > By Dimensions ...輸入X1 = -0.3, X2 = 0.3, Y1 = 1.2, Y2 = 1.8, 然后

29、選擇[Apply]輸入X1 = -1.8, X2 = -1.2, Y1 = 0, Y2 = 0.3, 然后選擇[OK]5.平移工作面位置(X=6.5):Utility Menu > WorkPlane > Offset WP to > XYZ Locations +回車后在輸入窗口輸入 6.5 ， [OK]6.設(shè)置工作平面所在的坐標(biāo)系為激活坐標(biāo)系:Utility Menu > WorkPlane

30、> Change Active CS to > Working Plane,實體建模-自上向下 連桿,7.再創(chuàng)建兩個圓形面:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Circle > By Dimensions ...輸入RAD1 = 0.7輸入RAD2 = 0.4輸入THETA1 = 0輸入THETA2 = 180, 然

31、后選擇[Apply]輸入THETA2 = 135, 然后選擇[OK],實體建模-自上向下 連桿,8.在每一組面上分別進(jìn)行布爾操作:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Overlap > Areas +先選擇左邊的一組面, 然后選擇[Apply]再選擇右邊的一組面, 然后選擇[OK],實體建模-自上向下 連桿,9.激活總體

32、笛卡爾坐標(biāo)系:Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Global Cartesian10.定義四個新的關(guān)鍵點:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > Keypoints > In Active CS …第一關(guān)鍵點, X=2.5, Y=0.5, 然后選擇[Apply]第二關(guān)

33、鍵點, X=3.25, Y=0.4, 然后選擇[Apply]第三關(guān)鍵點, X=4, Y=0.33, 然后選擇[Apply]第四關(guān)鍵點, X=4.75, Y=0.28, 然后選擇[OK]11.激活總體柱坐標(biāo)系:Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Global Cylindrical,實體建模-自上向下 連桿,12.創(chuàng)建一條線（由一系列關(guān)鍵點擬合一條

34、樣條曲線）:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines- Splines > With Options > Spline thru KPs + 順序拾取如圖形窗口所示的六個關(guān)鍵點, 然后選擇[OK],實體建模-自上向下 連桿,12.(續(xù)): 輸入XV1 = 1 (總體柱坐標(biāo)系，關(guān)鍵點1處的半徑)YV1 = 135 (總體柱坐標(biāo)系，關(guān)鍵

35、點1處的角度)XV6 = 1 (總體柱坐標(biāo)系，關(guān)鍵點6處的半徑)YV6 = 45 (總體柱坐標(biāo)系，關(guān)鍵點6處的角度)按[OK],實體建模-自上向下 連桿,13.通過關(guān)鍵點1和18創(chuàng)建一條直線 :Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Lines- Lines > Straight Line +拾取圖形窗口所示的兩個關(guān)鍵點, 然后選擇[OK],實體

36、建模-自上向下 連桿,14.打開線號，顯示線:Utility Menu > PlotCtrls > Numbering ...設(shè)置 Line numbers為 “on”, 然后選擇[OK]Utility Menu > Plot > Lines15.以預(yù)先定義的線6, 1, 7, 25 為邊界創(chuàng)建一個新面:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Crea

37、te > -Areas- Arbitrary > By Lines +拾取四條線 (6, 1, 7, 和 25), 然后選擇[OK],實體建模-自上向下 連桿,16.放大連桿左邊部分:Utility Menu > PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate …拾取[Box Zoom],實體建模-自上向下 連桿,17.創(chuàng)建三個線與線的倒角:Main Menu > Preproces

38、sor > -Modeling- Create > -Lines- Line Fillet +拾取線 36 和 40, 然后選擇[Apply]輸入RAD = .25, 然后選擇[Apply]拾取線 40和 31, 然后選擇[Apply]按[Apply]拾取線 30和 39, 然后選擇[OK]按[OK]Utility Menu > Plot > Lines,實體建模-自上向下 連桿,18.以預(yù)先定義

39、的圓角為邊界，創(chuàng)建一新的面:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Create > -Areas- Arbitrary > By Lines +拾取線 12, 10, 和 13, 然后選擇[Apply]拾取線 17, 15, 和19, 然后選擇[Apply]拾取線 23, 21, 和24, 然后選擇[OK]Utility Menu > Plot > Ar

40、eas,實體建模-自上向下 連桿,19.把所有的面加起來:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Add > Areas +拾取[Pick All]20.選擇Fit 使整個模型充滿圖形窗口:Utility Menu > PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate …按[Fit]21.關(guān)閉線號和面號:Utilit

41、y Menu > PlotCtrls > Numbering ...設(shè)置線號和面號為“ off ”, 然后選擇[OK]Utility Menu > Plot > Areas,實體建模-自上向下 連桿,22.激活總體笛卡爾坐標(biāo)系:Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to > Global Cartesian23.以X-Z 平面 (在

42、Y 方向) 為對稱面，對面進(jìn)行鏡面反射:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Reflect > Areas +拾取[Pick All]選擇 X-Z平面, 然后選擇[OK],實體建模-自上向下 連桿,24.把所有的面加起來:Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > Add > Areas +拾

43、取[Pick All]25.關(guān)閉工作平面:Utility Menu > WorkPlane > Display Working Plane,實體建模-自上向下 連桿,習(xí)題： 箱梁，長度為4m，圖中單位為厘米，用自下而上的方法建立如下圖所示的箱梁節(jié)段空間幾何模型；要求：寫出由底向上建模的主要步驟。,建成后的幾何模型,謝謝！,王志強(qiáng)同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系_________________________200