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ANSYS课件3创建实体模型

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ANSYS基础教程—实体建模

ANSYS基础教程—实体建模

ANSYS基础教程—实体建模关键字：ANSYS ANSYS教程实体建模信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享ANSYS 有一组很方便的几何作图工具。

本文将讨论这些作图工具，主要容包括：实体建模定义、如何自上而下建模、以及如何让自下而上建模。

实体建模概述·直接输入几何实体来建模很方便,但有些情况下需要在ANSYS中来建立实体模型。

例如:–需要建立参数模型时，—在优化设计及参数敏感性分析时建立的包含包含变量的模型.–没有ANSYS能够读入的几何实体模型时.–计算机上没有相关的绘图软件时（与ANSYS程序兼容的）.–在对输入的几何实体需要修改或增加时，或者对几何实体进行组合时.A. 定义·实体建模可以定义为建立实体模型的过程.·首先回顾前面的一些定义：:–一个实体模型有体、面、线及关键点组成。

.–体由面围成，面由线组成,线由关键点组成.–实体的层次从底到高: 关键点→线→面→体. 如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除.·另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体.·建立实体模型可以通过两个途径:–由上而下–由下而上·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状.·由下而上建模；首先建立关键点，由这些点建立线.·可以根据模型形状选择最佳建模途径.·下面详细讨论建模途径。

B. 由上而下建模·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状.–开始建立的体或面称为图元.–工作平面用来定位并帮助生成图元.–对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算.·图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体.·二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形.·三维图元包括块体, 圆柱体, 棱体，球体,和圆锥体.·当建立二维图元时，ANSYS 将定义一个面，并包括其下层的线和关键点。

《ansys讲义》PPT课件

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– 十分有用，如图，找到两条线的交点并保留四条线段。
L
L
2
1
分割
L
L
6
3L
L
4
5
3.3 实体建模 其它操作
布尔操作对由上到下和由下到上建模方法生成的实体都有效。 除布尔操作外，还可用许多其它的操作:
– 拖拉 – 缩放 – 移动 – 拷贝 – 反射 – 合并 – 倒角
Extrude Scale Move/modify Copy Reflect Merge Fillet
注意：所有的方向都表达为激活坐标系 下的方向，且激活的坐标系必须为笛 卡尔坐标系。
合并（Merge）（Numbering Ctrls>Merge Items>Keypoints） 通过合并重合的关键点或节点等，将两个实体贴上； －合并关键点将会自动合并重合的高级实体。 通常在反射、拷贝、或其它操作引起重合的实体时需要合并。
出的在端点(边界点)的值的条件，称为边界条件，微分方程和边界条件构成数学模型就称为边值问题。 三类边界条件: 边值问题中的边界条件的形式多种多样，在端点处大体上可以写成这样的形式，Ay+By'=C，若B=0，A≠0,则称为第一类边界条
件或狄里克莱(Dirichlet)条件；B≠0,A=0，称为第二类边界条件或诺依曼(Neumann)条件；A≠0,B≠0，则称为第三类边界条件或 洛平(Robin)条件。 总体来说， 第一类边界条件： 给出未知函数在边界上的数值； 第二类边界条件： 给出未知函数在边界外法线的方向导数； 第三类边界条件： 给出未知函数在边界上的函数值和外法向导数的线性组合。
重新定位工作平面
例如, Align WP with Keypoints 提示你拾取三个关键点：第一 个定义原点，第二个定义X轴， 另一个定义X-Y平面

ANSYS课件3创建实体模型

ANSYS课件3创建实体模型
分割运算的功能是将两个或多个图元连接以生成三个或更多新的图元集合。
线分割线 面分割面 体分割体
粘接（Glue）
粘接命令的功能与搭接类似，只是图元之间仅在公共边界处相关，且
工作边界的图元等级低于原始图元。粘接运算后的图元仍然保持相互独立， 只是它们在交界处共用低级图元。
粘接线 粘接面 粘接体
§3 工作平面与坐标系
Area
Volume 输出对象
2. 布尔操作
Main Menu: Preprocessor > Modeling > Operate >Booleans
布尔操作命令
选择图形类 型. 将弹出 选取菜单， 提示选择图 形进行布尔 操作.
相交运算（Intersect）
相交运算就是由每个初始图元的共同部分形成一个新的图元。
当用户直接建立一个体时，ANSYS会自动生成所有从属于该体的低
级图元。这种一开始就从较高级图元开始建模的方法就叫做自顶向下建 模。 实例：一个正方体的两种建模过程
2.3 自底向上建模
1. 创建关键点的操作
Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Keypoints
直接生成
1.对于小型模型的生成比较方便。
1.往往比较耗时。
2.使用户对几何形状及每个节点和单元 2.改变网格和模型十分难。
的编号有完全的控制。
§2 ANSYS自主实体建模
2.1 ANSYS中图元的及其层次关系 关键点
低阶
线
面
体
高阶
如果低阶的图元附于高阶图元上，则低阶图元不能删除。
Volumes Areas Areas

ANSYS基础教程—实体建模

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ANSYS基础教程—实体建模关键字：ANSYS ANSYS教程实体建模信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享ANSYS 有一组很方便的几何作图工具。

本文将讨论这些作图工具，主要内容包括：实体建模定义、如何自上而下建模、以及如何让自下而上建模。

实体建模概述·直接输入几何实体来建模很方便,但有些情况下需要在ANSYS中来建立实体模型。

例如:–需要建立参数模型时，—在优化设计及参数敏感性分析时建立的包含包含变量的模型.–没有ANSYS能够读入的几何实体模型时.–计算机上没有相关的绘图软件时（与ANSYS程序兼容的）.–在对输入的几何实体需要修改或增加时，或者对几何实体进行组合时.A. 定义·实体建模可以定义为建立实体模型的过程.·首先回顾前面的一些定义：:–一个实体模型有体、面、线及关键点组成。

.–体由面围成，面由线组成,线由关键点组成.–实体的层次从底到高: 关键点→线→面→体. 如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除.·另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体.·建立实体模型可以通过两个途径:–由上而下–由下而上·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状.·由下而上建模；首先建立关键点，由这些点建立线.·可以根据模型形状选择最佳建模途径.·下面详细讨论建模途径。

B. 由上而下建模·由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状.–开始建立的体或面称为图元.–工作平面用来定位并帮助生成图元.–对原始体组合形成最终形状的过程称为布尔运算.·图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体.·二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形.·三维图元包括块体, 圆柱体, 棱体，球体,和圆锥体.·当建立二维图元时，ANSYS 将定义一个面，并包括其下层的线和关键点。

ANSYS实体建模教程

ANSYS实体建模教程

Command方式：CSWPLA
GUI方式： [Utility Menu] WorkPlane | Local Coordinate Systems | Create Local CS|At WP Origin
•球坐标形式： X轴、Y轴、Z轴分别代表分别代表R、 和
2.局部坐标系
在许多情况下由于特定的用途需要建立各种各样的局部坐标系。
其原点可能与总体坐标系有一定的偏移，其坐标轴也可能与总体坐 标系有一定的转角。它也有笛卡儿坐标、柱坐标和球坐标3种形式。 总体坐标系和局部坐标系也是构建其它坐标系（结点坐标系、单元 坐标系等）的基础。局部坐标系总是以总体坐标系为参照建立的， 而不是以当前激活的局部坐标系为参照。
•对于不太复杂的模型，可以直接ANSYS的实体建模工具完成。
[Main Menu]Preprocessor|Modeling
•如果模型过于复杂，可以考虑在专用的CAD中建立几何模型，然 后通过ANSYS提供的接口导入模型。
导入方法：[Utility Menu]File|Import
ANSYS支持的接口通常包括以下类型：
2.1 设定工作目录
设定工作目录的目的：使ANSYS软件操作所产生的所有文件都 存放在此目录下，确保不同问题分析所产生的文件不会有被覆盖的 危险。因此建议不同的分析用不同的工作目录，而不使用缺省目录 （即系统所在的根目录）。
进入ANSYS软件后，工作目录的设置方式有两种：
•Command方式：/CWD
对应于特定单元类型，每组实常数有一个参考号，与每组实常 数对应的参考号组成的表称为实常数表。在创建单元（直接创建单 元或者划分网格）时，可以为将要创建的单元分配实常数号。在分 配实常数号时，要注意实常数参考号和要创建单元的单元类型参考 号的对应性，这种对应性是由使用者自己保证的，否则在划分网格 时将会报错或出现不可预知的错误。

ANSYS实体建模教程PPT课件

ANSYS实体建模教程PPT课件
•GUI方式： [Utility Menu] File|Change Directory
第2章 ANSYS实体建模
湖北工业大学
2.2 指定作业名和分析标题
该项工作与设定工作目录一样，不是进行一个ANSYS分析过程 必须的，但ANSYS推荐使用作业名和分析标题。
1.定义作业名
2. 作业名被用来识别ANSYS作业。当为某个分析定义了作业名 后，作业名就成为分析过程所产生的所有文件名的第一部分 （Jobname）。如果未指定作业名，所有文件的作业名默认为file。 在进入ANSYS软件后，可按下面的方式改变作业名
KEYOPTs可以在定义单元类型时指定(对话框中的Options选项)。
2.6 定义单元实常数
单元实常数是依赖单元类型的单元特性，并不是所有的单元类
型都需要实常数，同一类型的不同单元可以有不同的实常数值。例 如二维梁单元BEAM3的实常数：面积(AREA)、惯性矩(IZZ)、高度 (HEIGHT)、剪切变形常数(SHERZ)、初始应变（ISTRAN）和单位 长度质量(ADDMAS)等。
（2）单元位于二维空间还是三维空间。
定义途径：必须在通用处理器PREP7（预处理器）中定义单元类型。
•Command方式：ET
•GUI方式：[Main Menu]Preprocessor|Element Type|Add/Edit/Delete
定义了单元类型后，ANSYS会自动生成一个与此单元类型对应的 单元类型参考号，如果模型中定义了多种单元类型，则与这些单元类
第2章 ANSYS实体建模
湖北工业大学
一个典型的ANSYS分析过程可以分为3个步骤：（1）建立模型； （2）加载并求解；（3）查看分析结果。建立模型在这个分析过程 中所花费的时间远远多于其它过程。首先必须指定作业名和分析标 题，然后使用PREP7（预处理器）定义单元类型、单元实常数、材 料特性和几何模型。

第四章 ANSYS实体建模


二、ANSYS的坐标系及其操作 的坐标系及其操作
1、总体坐标系 、
最基本的空间描述坐标系。存在与 分析的全部进程中， 最基本的空间描述坐标系。存在与ANSYS分析的全部进程中，是一个绝对的参考 分析的全部进程中 是空间定义的基础，不可以进行坐标变换和修改。 程序提供了4个总体 系，是空间定义的基础，不可以进行坐标变换和修改。ANSYS程序提供了 个总体 程序提供了 坐标系，如图所示。 坐标系，如图所示。
二、ANSYS的坐标系及其操作 的坐标系及其操作
ANSYS程序中，有完整的坐标系用于描述几何模型和有限元模型。坐标系的种 程序中，有完整的坐标系用于描述几何模型和有限元模型。 程序中 类分为总体坐标系、局部坐标系、工作平面、显示坐标系、节点坐标系、 类分为总体坐标系、局部坐标系、工作平面、显示坐标系、节点坐标系、单元坐标 系和结果坐标系。在此主要介绍总体坐标系、局部坐标系、工作平面、 系和结果坐标系。在此主要介绍总体坐标系、局部坐标系、工作平面、显示坐标系 及其相关的操作方法，菜单系统如图所示。 及其相关的操作方法，菜单系统如图所示。
鼠标拾取对话框
2）拾取实体对象 ） 拾取实体对象，包括点、 拾取实体对象，包括点、线、面、体、节点与单元 等，各类实体对象的拾取会弹出如图所示的拾取对象对话 框。以图所示创建一条直线时拾取两个关键点的拾取对话 框为例，该对话框被4个横线分成 个区。 个横线分成5个区 框为例，该对话框被 个横线分成 个区。 为拾取对象， 第1区：选择拾取模式，选中 区 选择拾取模式，选中pick为拾取对象，选中 为拾取对象 unpick表示将已选择的对象反选掉。 表示将已选择的对象反选掉。 表示将已选择的对象反选掉 第2区：选择方法。 区 选择方法。 Single：选择该项则用鼠标逐个拾取对象。 ：选择该项则用鼠标逐个拾取对象。 Box：选中该项则用鼠标定义一个矩形框拾取对象。 ：选中该项则用鼠标定义一个矩形框拾取对象。 Polygon：选中该项则用鼠标定义一个多边形框拾取对 ： 象。 Circle：选中该项则用鼠标定义一个圆形拾取对象。 ：选中该项则用鼠标定义一个圆形拾取对象。 Loop：选中该选项则用鼠标选中一个对象链 环上的一 ：选中该选项则用鼠标选中一个对象链/环上的一 个对象，从而选中链/环上的所有对象 如一个圆线由4段 环上的所有对象。 个对象，从而选中链 环上的所有对象。如一个圆线由 段 弧组成，只需选中其中一段弧程序会自动搜索并选中所有4 弧组成，只需选中其中一段弧程序会自动搜索并选中所有 段弧。 段弧。

ANSYS实体建模


全局坐标系（续） ■ 缺省时，全局直角坐标系是激活坐标系 ■ 激活坐标系也可为柱（或球、其它坐标系）
局部坐标系（Local CS ）
节点坐标系—用于载荷和自由度定向（续）
■ 有时，需要旋转模型中某些节点的节点坐标系，用于 有坡度的滑动支撑或施加径向位移：
节点坐标系—举例
■ 观看节点坐标系： Utility Menu: PlotCtrls > Symbols >
体的生成
选项-创建体的功能 Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Create > Volumes-
实体建模的基本途径
■ 由底向上建模: 按点、线、面、体顺序由低级 图元起形成几何实体；
■ 由顶向下建模: 直接生成顶级图元，通过布尔 操作完成目标几何实体。
■ 利用已有的图元
模型
实体建模和直接生成有限元模型的优缺点对比
实体建模的方法
➢ 一、自底向建模：即首先定义关键点，再利用关键点 定义较高级别的图元（线、面、体），即由点到线、 由线到面、由面到体，即由低级到高级
➢ 二、自顶向下建模：即直接建立体、面或线，然后 ANSYS软件自动生成所有从属于该图元的低级图元。
图元: 点、线、面、体 图元的等级：由低至高 => 点、线、面、体
Operate其它操作（续）
➢ Extrude——拖拉，是利用低维数的几何元素按照一定 的拖拉方式获得高维数的几何对象
Operate其它操作（续）
➢ Extand Line——延伸线，在线的一端延长给定长度
Operate其它操作（续）
➢ Scale——比例缩放，是在将激活的坐标系下对单个或 多个图元进行放大或缩小，包含复制和移动两种方式。

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创 建 实 体 体 素 的 命 令
❖ 2.5 图元—质量和惯量的计算
在结构分析中，有时 需要计算与几何形状相关 的物理特性，包括图元的 质心位置、转动惯量、面 积、体积等。
❖ 2.6 图元的显示
创建2D体素后， ANSYS缺省显示面
也可以显示低阶的图 元，如线
……或关键点
显示图元的操作
Utility Menu | Plot
创 建 关 键 点 的 命 令
Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Keypoints
在活动坐标系中定义关键点
2. 创建线的操作
创 建 线 的 命 令
Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Lines> Lines
显示关键点、线、面、体或指定图元
❖ 2.7 区分图元
当多个图元同时在窗口中显示时，可以通过打开某种图元类型编号 来区分它们，这些图元以不同的标号和颜色显示。
打开面编 号的结果
打开编号显示的操作
Utility Menu | PlotCtrls > Numbering……
选择需要 的项目然 后点击OK
4. 创建体的操作
创 建 体 的 命 令
Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Volumes
通过关键点定义体 通过边界面定义体
将面沿某个路径延展生成体 MainMenu>Preprocessor>Modeling>Ope rate>Extrude>Lines>Areas

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ANSYS 理论与工程应用
2-48
注意: [/UNITS ]命令只是一种简单的 记录，告诉别人现在使用的单位 制.
ANSYS读入输入的数值，不检验 单位制是否正确。
ANSYS 理论与工程应用
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• 单位制将影响输入的实体模型尺寸、材料属 性、实常数以及载荷等.
ANSYS 理论与工程应用
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2-33
ANSYS 理论与工程应用
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6. Overlap （叠加）
ANSYS 理论与工程应用
2-35
A5
ANSYS 理论与工程应用
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ANSYS 理论与工程应用
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Overlap 操作与Glue功能基本相同， 不同的是Overlap操作输入的图元具有 重叠的区域。
ANSYS 理论与工程应用
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7. Partition （分割）
ANSYS 理论与工程应用
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ANSYS 理论与工程应用
2-40
ANSYS 理论与工程应用
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Partition与Overlap的区别：
前者是Subtract与Overlap的组 合。
ANSYS 理论与工程应用
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注意： • 在缺省情况下，布尔操作完成后，输入的
2-10
一个方块与一个空心的球进行求交
（intersect）布尔操作的结果.
ANSYS 理论与工程应用
2-11
1. Intersect (交集）
ANSYS 理论与工程应用
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ANSYS 理论与工程应用
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ANSYS 理论与工程应用
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ANSYS 理论与工程应用
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