4.创建几何模型——【ANSYS精品讲义】
《ansys讲义》PPT课件
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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 入门教程 (7) - 创建几何模型 - 创建 关键点 (Keypoint)
2.2 创建几何模型2.2.1 创建关键点(1) 在给定坐标点创建关键点命令：K, NPT, X, Y, ZNPT - 关键点的编号，缺省时（0或空）自动指定为可用的最小编号。
X,Y,Z - 在当前坐标系中的坐标值，当前坐标系可以是CSYS 指定的坐标系。
如果输入的关键点号与既有关键点号相同，则覆盖既有关键点。
即关键点是惟一的，并以最后一次输入的为准。
如果既有关键点与较高级图素相连或已经划分网格，则不能覆盖，并给出错误信息。
例如：/prep7 ! 进入前处理k,,10 ! 创建缺省编号的关键点，其编号为1k,15,10,5 ! 创建编号为15 的关键点k,16,10,5,5 ! 创建编号为16 的关键点k,,10,3 ! 创建缺省编号的关键点，其编号为2k,15,10,6 ! 重新定义编号为15 的关键点(2) 在两关键点之间创建一个关键点命令：KBETW, KP1, KP2, KPNEW, TYPE, VALUEKP1,KP2 - 第1 个和第2 个关键点号。
KPNEW - 指定创建的关键点号，缺省时系统自动指定为可用的最小编号。
TYPE - 创建关键点的方式，当TYPE=RATIO 时（缺省），VALUE 为两关键点距离的比值，即：(KP1-KPNEW)/(KP1-KP2)。
当TYPE = DIST 时，VALUE 为KP1 到KPNEW 之间的距离，且仅限于直角坐标系。
VALUE - 由TYPE 决定的新关键点位置参数，缺省为0.5。
如果TYPE = RATIO，则VALUE 为比率，若小于0 或大于1，则在两个关键点的外延线上创建一个新关键点。
如果TYPE = DIST，则VALUE 为距离值，若小于0或大于KP1 与KP2 之间的距离，会在外延线上创建一个新关键点。
新创建的关键点位置与当前坐标系有关，如为直角坐标系，新点将在KP1 和KP2 之间的直线上；否则将在由当前坐标系确定的线上。
第二章 创建几何模型
工作平面 (WP) 是一个可以移动的二维参考平 面用于定位和确定体素的方向。
Definition
wy y x wx
原点
辅助网格， 间距可调
工作平面
M1-17
(1)工作平面设置菜单控制 • 所有的工作平面控制在Utility Menu > WorkPlane. WP 显示 – 只显示栅格(default), 只 显示三轴或都显示 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 – 显示的工作平面有多大
M1-12
• （2）删除局部坐标
• Command方式：/CSDELE • GUI方式： [Utility Menu] WorkPlane | Local Coordinate Systems | Delete Local CS
删除局部坐标
M1-13
• (3)局部坐标系的激活
• 可以通过定义任意多个局部坐标系，但某一时刻只能 有一个局部坐标系被激活（模型操作中，输入的坐标 值是以激活坐标系为参照的）。ANSYS初始默认的激 活坐标系是总体笛卡儿坐标系。每当用户定义一个新 的局部坐标系时，这个新的坐标系就会被自动激活。 激活坐标系的方法如下： • Command方式：/CSYS • GUI方式： [Utility Menu] WorkPlane | Change Active CS to | Global Cartesian • 或Global Cylindrical • 或Global Spherical • 或Specified Coord Sys • 或Work plane 局部坐标系的激活
选取则打开捕捉，不选取则关闭 捕捉，然后选择OK 或 Apply.
Ansys基础培训几何建模建模方法和技巧PPT教学课件
• 实体建模是建立实体模型的过程.
• 首先回顾前面的一些定义：
体
• 一个实体模型由基本要素组成。
• 体，面，线，关键点
面
• 体由面围成，面由线组成,线由关键点组成。
• 实体的层次由低到高: 关键点 — 线 — 面。 如果高一级的实体存在，则依附它的低级 实体不能删除。
• 另外，只由面及面以下层次组成的实体，
反射
合并或粘合
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倒角 • 线倒角需要两条相交的线，且在相交处有
共同的关键点。
• 如果没有共同的关键点，则先作分割操作。 • ANSYS不改变原来依附的面（如果有），
因此，需要用加或减填充区域。
• 面倒角与线倒角类似。
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从原面中 减去倒角面
建立倒角 建立面
• 演示: • 恢复 r.db 文件(如果需要)。 • 在点 (0,0) 和 (0,1)建立关键点,连成轴,然后把面绕轴旋转 60º拉伸。 • 恢复r.db 数据库文件。 • 沿Y轴方向复制rib： • 在整体坐标系原点按角度THYZ = -90建立柱体局部坐标系。 • 复制7份 (6份是新复制的）增量为 DY=15。 • 用ASKIN,P命令生成3个外部表面。
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可通过两个关键点旋转) [VROTAT]。
移动
• 通过指定增量DX ,DY,DZ控制实体的 移动或旋转。
• DX ,DY,DZ按激活坐标系。
• 平移激活直角坐标。
• 转动激活柱坐标系或球坐标系。
• 或使用命令VGEN, AGEN, LGEN, KGEN。
旋转 -30°
从 csys,0 转换 到
Lines
Arcs
Splines
Operate > Extrude
ANSYSWORKBENCHDesignModeler建模模块D几何体PPT教学课件
特征类型…
• “到下一个”类型: • 在加料操作将延伸轮廓到所遇到的第一个面 • 在剪切、印记及切片操作中，将轮廓延伸至所遇到的第一个面或体
特征类型…
草图
特征类型…
• “到面”类型：可以延伸拉伸特征到有一个或多个面形成的边界
• 对多个轮廓而言要确保每一个轮廓至少有一个面和延伸线相交，否则导致延 伸错误
蒙皮/放样…
• 蒙皮/放样重定位: • 创建蒙皮/放样或编辑选取对象时可以调整剖面的顺序 • 高亮待重新排列的剖面，然后点击鼠标右键 • 从弹出菜单中选择
3D特征细节（拉伸）
3D 特征
所有的细节都在这里!
布尔操作
在模型中 冻结体特 征吗?
布尔操作
• 对3D特征可以运用以下5种不同的布尔操作:
• 添加材料： • 该操作总是可用创建材料并合并到激活体中。
• 划分网格中: 1个实体，1个物体 • 完全作为一个实体划分网格
• 无接触区
DM Mesh
DM
体和零件…
• 范例（续）：
• 设计模型：有3个实体的1 个多体零 件
• 划分网格中：1个多体零件，3个体/ 实体
• 每一个实体都独立划分网格，但实体 间的节点连续性被保留
DM Mesh
DM
3D特性
• 通过3D特征操作由2D草图生成3D几何体 。 • 常见的特征操作包括:
体和零件
• Design Modeler主要用来给分析环境提供几何体，为此我们必须了解 DM是如何处理不同几何体的。
• Design Modeler包括三种不同体类型 :
• 实体：由表面和体组成 • 表面体：由表面但没有体组成 • 线体：完全由边线组成，没有面和体
ANSYS 入门教程 (7) - 创建几何模型 - 创建 关键点 (Keypoint)
ANSYS 入门教程 (7) - 创建几何模型 - 创建 关键点 (Keypoint)2.2 创建几何模型2.2.1 创建关键点(1) 在给定坐标点创建关键点命令：K, NPT, X, Y, ZNPT - 关键点的编号，缺省时（0或空）自动指定为可用的最小编号。
X,Y,Z - 在当前坐标系中的坐标值，当前坐标系可以是CSYS 指定的坐标系。
如果输入的关键点号与既有关键点号相同，则覆盖既有关键点。
即关键点是惟一的，并以最后一次输入的为准。
如果既有关键点与较高级图素相连或已经划分网格，则不能覆盖，并给出错误信息。
例如：/prep7 ! 进入前处理k,,10 ! 创建缺省编号的关键点，其编号为1k,15,10,5 ! 创建编号为15 的关键点k,16,10,5,5 ! 创建编号为16 的关键点k,,10,3 ! 创建缺省编号的关键点，其编号为2k,15,10,6 ! 重新定义编号为15 的关键点(2) 在两关键点之间创建一个关键点命令：KBETW, KP1, KP2, KPNEW, TYPE, VALUEKP1,KP2 - 第1 个和第2 个关键点号。
KPNEW - 指定创建的关键点号，缺省时系统自动指定为可用的最小编号。
TYPE - 创建关键点的方式，当TYPE=RATIO 时（缺省），VALUE 为两关键点距离的比值，即：(KP1-KPNEW)/(KP1-KP2)。
当 TYPE = DIST 时，VALUE 为KP1 到KPNEW 之间的距离，且仅限于直角坐标系。
VALUE - 由TYPE 决定的新关键点位置参数，缺省为0.5。
如果TYPE = RATIO，则VALUE 为比率，若小于0 或大于1，则在两个关键点的外延线上创建一个新关键点。
如果TYPE = DIST，则VALUE 为距离值，若小于0 或大于KP1 与KP2 之间的距离，会在外延线上创建一个新关键点。
新创建的关键点位置与当前坐标系有关，如为直角坐标系，新点将在KP1 和KP2 之间的直线上；否则将在由当前坐标系确定的线上。
ANSYS的基本步骤讲解
ANSYS的基本步骤讲解1.创建几何模型：ANSYS提供了多种几何建模工具，可以通过绘制、导入或其他方式创建几何模型。
几何模型是仿真分析的基础，它必须准确地表示所研究的物体的形状和尺寸。
2.网格划分：在几何模型上进行网格划分是进行模拟和分析的关键步骤。
ANSYS提供了强大的网格生成工具，可以将几何模型划分成小网格单元，以便进行数值计算。
网格的划分质量直接影响仿真结果的准确性和计算速度。
3.定义物理属性和材料属性：在进行仿真分析之前，需要定义模型中各个部分的物理属性和材料属性。
物理属性可以包括温度、流体速度、载荷等信息，而材料属性可以包括材料的弹性模量、热传导系数等。
ANSYS提供了丰富的材料模型和物理属性设置选项。
4.定义约束条件：在仿真过程中，需要对模型施加适当的约束条件，以保持模型的真实性和可靠性。
例如，可以固定一些点或边界，或者施加一定的力或温度条件。
设定约束条件时需要考虑实际问题的边界条件。
5.定义分析类型：根据仿真分析的目的，可以选择不同的分析类型。
ANSYS提供了多种分析类型，比如静态结构分析、动态分析、热传导分析、流体力学分析等。
选择适当的分析类型对于准确地模拟和预测所研究物体的行为非常重要。
6.设定求解器和求解参数：使用适当的求解器和求解参数可以提高仿真计算的效率和准确性。
ANSYS拥有多个求解器，可根据问题的特点选择最合适的求解器。
求解参数包括收敛准则、迭代次数、收敛精度等。
7.进行仿真计算：在完成以上各项设置后，可以开始进行仿真计算。
ANSYS会根据所设定的条件和参数，对模型进行数值计算，并生成结果。
这个过程可能需要一定的时间，特别是对于复杂的模型和大规模的网格。
8.分析和解释结果：得到仿真计算结果后，需要对结果进行分析和解释。
ANSYS提供了强大的后处理工具，可以对仿真结果进行可视化分析、数据剖析、曲线绘制等。
通过分析结果，可以了解模型的物理行为，并为工程设计提供参考。
9.优化和改进设计：在分析结果的基础上，可以优化和改进设计。
有限元 ansys创建几何模型讲解
September 30, 1998
Introduction to ANSYS - Release 5.5 (001128)
M1-2
二 两种实体建模思路
ANSYS程序认为CAD的元素存在一定级别，由低到高的
级别依次是：点
线
面 体。在该意义上有两
原点
September 30, 1998
wy y x wx
工作平面
辅助网格， 间距可调
Introduction to ANSYS - Release 5.5 (001128)
M1-17
(1)工作平面设置菜单控制
• 所有的工作平面控制在Utility Menu > WorkPlane.
WP 显示 – 只显示栅格(default), 只 显示三轴或都显示
Systems | Delete Local CS
September 30, 1998
删除局部坐标
Introduction to ANSYS - Release 5.5 (001128)
M1-13
• (3)局部坐标系的激活
• 可以通过定义任意多个局部坐标系，但某一时刻只能 有一个局部坐标系被激活（模型操作中，输入的坐标 值是以激活坐标系为参照的）。ANSYS初始默认的激
Systems | Create Local CS|By 3 Nodes • 要求先选取3个结点，再执行上述命令 • 注：通过这种方式所创建的局部坐标系与结点选取顺序有关，坐
标系的确定方法如下： • 第一个选取的结点将成为坐标系的原点； • 第一个结点到第二个结点的方向为X轴； • 三个结点构成的平面为XY面，Y轴为此平面垂直于X轴方向，且
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较少使用 可创建体
1. 通过关键点创建面
命令：A, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13,
P14, P15, P16, P17, P18 其中P1~P18为关键点号。最多18个关键点，最少为3个关键点
。关键点必须按顺时针或逆时针顺序输入，同时按右手规则确 定面的正法线方向。
通过坐标轴镜像创建新面 通过既有面的形状表输出面信息 对面进行缩放 显示面 删除面 选择一组面
选择与所选线相关的面 选择与所选体相关的面
以下为自顶向下建面命令，其几何图素均在工作平面内创建
通过两角点坐标创建矩形面
在工作平面上的任意位置
通过一角点坐标和尺寸创建矩形面
线号可以按任意顺序，但这些线必须是首尾相连可形成封闭
的面。当线数≥4时，线必须在同一平面内或曲面内。由于采用 既有线创建面，线形就决定了面边的形状。
/prep7 csys,1 *do,I,1,12 k,I,5,30*(I-1)$*enddo *do,I,1,11 lstr,I,I+1$*enddo L,1,12 AL,ALL
/prep7 csys,1 k,1,1$ k,2,1,90 l,1,2 csys,0 k,3,-1$k,4,0,-1$ k,5,0.5,-0.7 kpscale,all,,,3,3 a,1,2,3,4,5 l,6,7 csys,1 a,6,7,8,9,10
!进入前处理 !设定柱坐标系 !在柱坐标系下创建关键点 !在柱坐标系创建线 !设定直角坐标系 !在直角坐标系下创建关键点 !用比例创建另外一组关键点 !在直角坐标系下创建面 !在直角坐标系创建线 !设定柱坐标系 !在柱坐标系下创建面
2. 通过线创建面
命令：AL, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10 其中L1～L10为线编号，最少要3条线，当采用输入线号时最 多10条线。生成面的正法线方向按右手规则由L1的方向确定。 当L1为负值时则表示面的正法线方向相反。L1可为ALL、P或元 件名，当L1=ALL时面的法线由L2定义面的法线方向，当L2为空 时则默认为最小编号的线，且此时线数不受限制。
当关键点数≥4时，应该保证所有关键点位于同一平面或曲面 内，即在当前坐标系下有一相同的坐标值，如Z相同，则该面位 于XY平面内。
★如果相邻两关键点已经存在线（直线或曲线），则创建面时 使用该线，该线形状与当前坐标系无关；
★如果存在多条线，则采用其中最短的线（直线）。 ★如果相邻关键点没有线，则创建面时边的形状决定当前坐标 系，如在直角坐标系下生成直线边，而在柱坐标系下生成曲线 边。但是一旦由这些关键点创建了面，再改变当前坐标系也不 能改变面的形状了。
命令 A AL ADRAG AROTAT AOFFST AFILLT ASKIN AGEN ARSYM ASUB ATRAN ALIST ARSCALE APLOT ADELE ASEL ASLL ASLV
RECTANG BLC4 BLC5 PCIRC CYL4 CYL5 RPOLY POLY RPR4
功能 通过关键点创建面
备注 与当前坐标系相关，直边或曲边面
由线创建面 线沿路径拖拉创建面 线绕轴旋转生成弧面 偏移既有面创建新面 在相交面间创建倒角面
由线形状确定面各边形状 由路径确定面的形状 与当前坐标系无关 沿既有面法线方向偏移一定距离 两面初始可不相交
蒙皮创建光滑曲面 复制创建新面
便于创建复杂曲面 与当前坐标系相关，可复制或移动
★用ADRAG创建的面， 其线和关键点号由系统自 动定义
★相邻面共用线、相邻线 共用关键点。
★拖拉线与拖拉路径不一 定相交，拖拉线仅仅将路 径作为方向和参考长度， 该命令在创建复杂曲面时 较为方便。
/PREP7
!进入前处理
PI=ACOS(-1)
!利用函数得到π=3.1415926，并赋值给变量PI
*DO,I,0,10,1
!利用循环创建11个关键点
K,2*I+1,I/5*PI,SIN(I/5*PI)
*ENDDO
!结束循环
SPLIN,ALL
!按样条创建曲线
CM,PATH1,LINE
!定义元件PATH1
K,50,,,2
!创建关键点及线
K,51,,1,4$L,1,50$L,50,51
ADRAG,11,12,,,,,path1 !沿路径PATH1拖拉线L11和L12创建面
2.2 创建几何模型
2.2.3 创建面
采用自顶向下的方法创建面，则ANSYS自动创建 其线和关键点，线和关键点编号由系统自定义。
自顶向下建模时几何图素均在工作平面内创建， 因此图素的方位均与工作平面方位和位置有关。
如果采用自底向上方法创建面，则必须预先创建 关键点或线。
ANSYS创建面的方法很多，其创建命令和管理命 令如表所示
在工作平面上的任意位置。可创建体
通过中心坐标和尺寸创建矩形面
在工作平面上的任意位置。可创建体
在工作平面原点创建圆面或环面
圆心在工作平面原点
通过圆心坐标和半径等创建圆或环面
在工作平面上的任意位置。可创建体
通过圆上直径端点坐标创建圆面
在工作平面上的任意位置。可创建体
在工作平面原点创建正多边形面
通过坐标对创建任意正多边形面 在工作平面任意位置创建正多边形面
!进入前处理 !设定柱坐标系 !用循环创建关键点
!用循环创建直线
!在当前坐标系下创建线（曲线） !由上述线创建面
曲线L12
3. 沿路径拖拉创建面
命令：ADRAG, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NLP1, NLP2, NLP3, NLP4, NLP5, NLP6
NL1~NL6---将要拖拉的线号，也可为ALL或元件名，线必须是连续的。 NLP1~NLP6---路径线的编号，也必须是连续的。也可为元件名。
4. 线绕轴旋转生成弧面
命令：AROTAT, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, PAX1, PAX2, ARC, NSEG
NL1, NL2,NL3,NL4,NL5,NL6---将要旋转的线号，必须位于旋转轴的一侧 且与旋转轴共面，即旋转轴与线不能相交，但轴可通过 线的端点。NL1也可为ALL、P或元件名。