《ansys讲义》PPT课件

– 十分有用，如图，找到两条线的交点并保留四条线段。
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2
1
分割
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6
3L
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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
将工作平面恢复到其缺省位置 （在总体X－Y平面的原点）, 点击 Align WP with > Global Cartesian.
3.3 实体建模
主题:
粘接
搭接（Overlap） – 除输入实体相互搭接外与粘接相同。
搭接
切分（Divide）
– 将实体切为两个或多个，但相互间仍由公共边界联接（两者 的边界只有一个）。
– 切分的工具可以是工作平面、面、线或体。 – 对将复杂的体切分为简单的体以进行规则网格划分十分有用。
切分
相交（Intersect）
反射
需要合并 或粘接
倒角（Fillet）
线倒角要求两条相交的线在相交处有一个 公共点； – ANSYS 不更新下面的面，因此需要加
或减去倒角区域。 面倒角与此类似。
由基本面剪 去倒角面
生成面
载荷
自由度约束(Constrains) ----定义自由度值, 如应力分析中的位移或热分析 的温度
力/力矩(Force/Moment)----点载荷, 如力或热流率 表面载荷(Pressure)----表面的分布载荷, 如压力或对流 体载荷(Temp)----体或场力，如温度(引起热膨胀)或内部热生成 惯性载荷(Inertia)----由于结构的质量或惯性引起的载荷 如重力及旋转角速 度
拷贝（Copy）
产生一个实体的多个备份； 对每一次拷贝指定拷贝数目及DX,DY,DZ 偏移距离。 DX,DY,DZ 表示为激活的坐标系下； 用于生成多个孔、肋或突起。
反射（Reflect）
沿一个平面镜像实体 定义反射的方向: – X 表示沿YZ 平面反射 – Y 表示沿XZ 平面 – Z 表示沿XY 平面
输入实体
相加
布尔运算
输出实体
加（Add） – 将两个或多个实体合成一个实体。
布尔加
相减（Subtract） – 将输入实体的一个或多个搭接的部分去掉 – 对生成孔或修剪实体十分有用
布尔减
粘接（Glue） – 将两个或多个实体粘接起来，在它们之间形成一个公共的边界。 – 当希望保持两个实体的区别时很有用(例如不同的材料)
建模与求解
1 建模方法
有限元模型的建立方法可分为：
直接法
直接根据机械结构的几何外型建立节点和单元，因此直 接法只适应于简单的机械结构系统。
间接法
适用于具有复杂几何外型、节点及单元数目较多的机械 结构系统。该方法通过点、线、面、体，先建立实体模型， 再进行网格划分，以完成有限元模型的建立。
2 坐标系统及工作平面
或键入增量；
或使用动态模式(类似于 pan-zoom-rotate).
– Offset WP to > 移动工作平面，保持它当前的方向 到想要的位置，位置可以是：
已有的关键点。拾取多个关键 点移动工作平面到它们的平均 位置。 已有的节点
坐标位置 总体坐标原点 激活坐标系的原点
– Align WP with >
数 题y就′(称x)为在初自变值量问的题；同一点x=x0取给定的值，即y(x0 )=y0，y′(x0)= y0′，则这种条件就称为初始条件，由方程和初始条件构成的问 而在许多实际问题中，往往要求微分方程的解在在某个给定的区间a ≤ x ≤b的端点满足一定的条件，如y(a) = A , y(b) = B 则给
在求解之前，通过使用Solution Define load Operate Transfer to FE可以将实体模型载荷转化 到有限元模型上。在察看实体模型和有限元模型上所 有载荷的时候经常用到。
边界条件
初值和边值问题： 对一般的微分方程，求其定解，必须引入条件，这个条件大概分两类---初始条件和边界条件，如果方程要求未知量y(x)及其导
ANSYS中的坐标系有：
总体坐标系
－ 总体笛卡尔坐标系 － 总体柱坐标系 － 总体球坐标系
局部坐标系
－ 局部笛卡尔坐标系 － 局部柱坐标系 － 局部球坐标系
工作平面坐标系
可以定义任意数目的坐标系， 但任何时候只有一个是激活 的；
图形窗口的当前设置栏显示
激活的坐标系。
缺省时激活的坐标系为总体笛卡
对于有角速度的旋转体，只需 加载w与限制轴向位移。径向 有相对的离心运动。
对称与反对称边界条件
在实际问题中，很多模型和载荷往往是具有某种对称结构的，故可以建立1/2 或1/4的模型。
在结构分析中，对称边界条件指平面外移动和平 面内旋转被设置为0，而反对称边界条件指平面内 移动和平面外旋转被设置为0。
轴或都显示
– 捕捉 – 允许拾取工作平面上的位置，将光 标捕捉的最近的栅格点
– 栅距 – 栅格线之间的距离
– 栅格尺寸 – 显示的工作平面的范围
利用Offset及Align菜单可以将工 作平面移动到任意想要的位置。
– Offset WP by Increments… 利用推动按钮（连同滑块 的增量）进行平移；
◦ 输入量:
力和力矩 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ 位移约束 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ 耦合及约束方程 等等
◦ 输出量:
计算出的位移UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ 反力 FX, FY, FZ, MX, MY, MZ 等等
节点坐标系依附在模型的每一个节点上
尔坐标系；
3 坐标系统及工作平面 利用 CSYS 命令(或 Utility Menu
> WorkPlane > Change Active CS
to) 可将激活坐标系改变为：
总体笛卡尔坐标系[csys,0]
总体柱坐标系[csys,1]
总体球坐标系[csys,2]
工作平面坐标系[csys,4]
或用户定义的局部坐标系[csys, n] （n>=11)
– 沿着线— 通过将面沿着一条或一组连续的线拖 拉生成体 [VDRAG]
缩放（Scale）
用于将一种单位制转化为另一种单位制，比如模型在由CAD系 统导入ANSYS中时。
移动（Move/modify）
通过指定DX,DY,DZ 将实体平移或旋转。 – DX,DY,DZ 表达为激活的坐标系下 – 平移实体，激活的坐标系为笛卡尔坐 标系； – 旋转实体，激活的坐标系为柱坐标系 或球坐标系
拖拉（Extrude）
由已有面快速生成体（或由线生成面，关键点生成 线）
如果面已划分了单元，可以由面单元拖拉出体单元。
四种拖拉面的方法: – 沿着法向 — 通过法向偏移面生成体 [VOFFST] – 通过XYZ 偏移 — 通过一般的 x-y-z 偏移[VEXT]
生成体。允许有锥度的拖拉
– 沿着轴 — 通过沿着轴（两个关键点来定义）旋 转面生成体 [VROTAT]
缺省，节点坐标系平行于总体笛卡尔坐标 系。所有施加的力和位移约束缺省都是按 总体笛卡尔坐标系进行表示的。
可以将节点坐标系旋转到任意的局部坐标 系上
Yn Xn
Y X
Yn Xn Yn Xn
Yn Xn
节点坐标系
每一个节点都有一个附着的坐标系。节点坐标系缺省总是 笛卡尔坐标系并与总体笛卡尔坐标系平行。节点力和节点边 界条件(约束)指的是节点坐标系的方向。
– 只保留两个或多个实体的重叠部分 – 如果有两个以上的输入实体，有两种选择: 公共相交和两两相交
公共相交找出所有输入实体的公共重叠部分
两两相交找出每一对实体的重叠区域，可能产生一个以上的 输出实体
公共相交
两两相交
互分（Partition）
– 将两个或多个相交的实体切成多片但仍通过公共的边界相互联 接
通过用 "Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS",
选择节点的节点坐标系的朝向将沿着激活坐标系的方向。未选择节点保 持不变。
节点坐标系的显示通过菜单路径Pltctrls>Symbols>NodalCS。这些节点 坐标系的X方向现在沿径向。约束这些选择节点的X方向，就是施加的径 向约束。