10 DesignModeler-概念模型
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数据库设计中的ER模型介绍与应用
数据库设计中的ER模型介绍与应用数据库是应用程序中非常重要的一部分，对于企业来说，数据库是财富的积累和管理的重要手段。
在现代化企业信息化建设过程中，数据库的设计显得尤为重要。
ER模型是数据库设计中最流行和最常用的建模方法之一。
下面将逐步介绍ER模型的基本概念、关系对象、ER图以及实体关系设计。
一、基本概念1.1 数据模型数据模型是指对某一事物的相关数据进行的抽象和描述。
在数据库设计中，数据模型是结构化描述实体、联系、属性及它们之间关系的一种方法。
1.2 ER模型ER模型是一种基于实体关系的数据模型。
其核心概念是实体、属性、关系和联系。
这些概念构成了一个数据库系统的基本结构。
这个模型最早是由彼得·钱伯斯于1975年在一篇论文《实体类型和实体关系之图形表示法》中提出的。
1.3 实体(Entity)在ER模型中，实体是指一类现实世界中的对象或概念，其在该类中具有一定的独立性，可以由一个单一的或多个属性来描述。
例如，在一个学生信息管理系统中，学生就是一个实体，其属性可以包括姓名、性别、出生日期、学号等。
1.4 属性(Attribute)属性是指实体具有的特征或性质。
一个实体可以拥有一个或多个属性，属性可以比较简单，也可以非常复杂。
属性还可以用来描述一个实体在现实世界中的状态。
在上述学生信息管理系统中，姓名、性别、出生日期和学号都可以看作是学生的属性。
1.5 关系(Relationship)关系是指实体之间的某种联系或关联。
它是指两个实体之间或多个实体之间的静态或动态连接。
例如，在一个课程成绩管理系统中，学生和课程之间就存在着学生选课这种关系。
1.6 联系(Relationship Instance)联系的实例是指一种具体的关系，即一个实体和另一个实体之间的实际关联。
例如，在学生选课管理系统中，具体的某个学生选了某门课程就是一个联系的实例，它体现了这两个实体之间的关系。
二、关系对象在ER模型中，关系对象主要包括实体、属性、关系三种。
ansys workbench建模教程 第6章 概念建模
概念建模
修改线体
• 切割线体(Split Line Body):
– – – – –
Training Manual
ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler
在树形图中插入cross section 的分枝，其中列出了所定义的每个截面
Concept 菜单 树形图的显示
July 3, 2006 Inventory #002019 2-12
Training Manual
截面…
概念建模
•
高亮显示树中的截面，并在细节面板中修改 尺寸.
July 3, 2006 Inventory #002019 2-13
概念建模
创建线体…
实例：“Lines From Edges”. 先创建3D实体，在此基础上再生成线体. 选择“Lines From Edges” : • 选中模型中的 面. 面的 边界将成为线体 (也可直接选择 3d 边). • 在 细节面板点击Apply 将其作为 基本物体. • 注意: 在本例，根据 边的连接特性 创建了2个 线体.
概念建模
截面
• 截面(Cross Sections):
Training Manual
ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler ANSYS Workbench - DesignModeler
概念模型介绍
数据库设计中的三层模型
二、概念模型
概念数据模型——是现实世界中数据特征的抽象。数据需 要通过抽象为概念模型后，有利于更准确、快捷的抽象成 为机器所能识别的逻辑数据模型。 概念模型应该满足三个方面的要求： 1）能够比较真实地模拟现实世界 2）容易为人所理解 3）便于计算机实现
“现实世界——概念世界——机器世界”
所有相同的实体属性都是一致的吗？？？
属性的相关概念
值域（ Domain ）——每个属性都有一定的取值范围。最常 见的属性值域是整数、实数或字符串的集合。例如，电话 号码是由0-9的数字字符构成的集合，姓名的值域可以是一 定宽度的字体串的集合。 标识码 (Identifier) ——在一个实体的属性中，能够唯一 标识实体的一个或一组属性称为标识码。标识码是由数据 库设计者选中的用来区分同一实体集中不同实体的标识属 性。如学号为学生的标识码，它可以用来唯一的区分代表 每一位学生。有些实体类型可以有几组属性充当标识符， 选定其中一组属性作为实体类型的主标识符，其他的作为 次标识符。
工人制作零件
医生开具处方
2、属性
属性（Attribute）——是实体所代表的事物具有的某种特 性。实体一般具有若干特征，这些特征就称为实体的属性， 即围绕这个实体进行描述的若干特性。
属性
每个实体都可以用一组属性来刻画它。例如，我们可以用 学生编号、学生姓名、性别、出生年月、所在班级、联系 电话等来刻画学生这个实体。而对于订单这个实体，我们 又可以用订单号、订单时间、经办人员、订单数量等信息 来刻画。
分析属性（并确定标识码）：
图书（书店对图书进行记录） 宿舍（学校要对宿舍进行登记） 系部（学校要对系部信息进行登记） 医生（医院要对医生信息进行登记） 作业（教师要对学生作业进行登记） 商品（商店要对商品进行登记）
DesignModeler建模及CAD导入模型处理模块5_adv3d
Training Manual
• 阵列特征允许用户一下面的方式创建面或体 的复制品: – 线性（方向 + 偏移距离） – 环形（旋转轴 + 角度） • 将角度设为0，系统会自动计算均布放置 – 矩形 （两个方向 + 偏移）
• 对于面选定，每个复制的对象必须和原始体保持一致（必须同为一个基准区域）。 – 每个复制面不能彼此接触/相交
RMB
Training Manual
5-14
3D曲线特征–点文件方式
• >Definition>From Coordinates File – 通过XYZ坐标的文本文件创建3D 曲线。
• 坐标（文本）文件的格式 – #表示此行是注解 – 忽略空行 – 数据行包括5个数据域，被空格或TAB键隔开 A)组号（整数） B)点号（整数） C) X 坐标 D) Y 坐标 E) Z 坐标 – 注意: • 在同一数据行中出现同样的组号和点号是 错误的，必须是唯一的 • 对于封闭曲线，最后一行的点号应该是0 – 忽略最后一点的坐标区
• 中面选项: – 并非意味着中面抽取。 – 体是中空的，这样的话体的内、外壁从原始面偏移同样的距离。 – 范例：
结果是在两个方 向上的偏移。
选取的作中面 抽壳的实体
5-7
修改3D几何体…
Training Manual
• 固定半径倒圆:
– 固定半径倒圆可以在模型边界上创建倒圆。 – 选择3D 边和/或面用于倒圆。
– 合并属性允许多体部件自动创建 • 确保原始部件和场域在网格划分时 节点匹配
线性
环形
5-24
矩形
阵列创建
Training Manual
选中一个面
阵列总数 = Copies +1
DesignModeler建模及CAD导入模型处理模块5_adv3d
#Group 2, closed curve example file
#A B C
D
E
2 1 100.0101 200.2021 15.1515
2 2 -12.3456 .8765 -.9876
2 3 11.1234 12.4321 13.5678
20
5-15
Training Manual 点击导入点文件
5-3
修改3D几何体… • 抽壳明细栏:
基本操作 薄壁实体或偏移方向
厚度或厚度 /面偏移
重要! 创建面体时（并非薄壁实体）必须将厚度属性域设为零。 示例 . . .
5-4
Training Manual
修改3D几何体…
• 通过对所示的简单块操作,可以了解抽壳行为是如何工作的。
Training Manual
5-20
基准对象命名选择
• 命名选择能作为基本建模特征的基准组。
– 在建模特征中，要求用一个3D曲线作为基准对象。 • 范例1:
– 将一圆形轮廓沿3D曲线拉伸 – 创建3D曲线和圆形轮廓
Training Manual
圆形轮廓
3D曲线
5-21
指定选取基准对象
– 选择3D曲线，创建一个名为“SweepPath”的命名选择。 – 执行扫略操作，以圆为轮廓和命名选择（SweepPath）
• 范例如下 . . .
Training Manual
5-27
高级特性…
• 范例
拓扑控制
Training Manual
Merge Topology= >Yes
Merge Topology= >No
• 设定值为 Yes 将优化所有特征体的拓扑，然而推荐在蒙皮/放样、扫掠特征中设定为No （缺省）。
软件工程的十大模型
软件工程的十大模型软件工程是涉及规划、设计、开发、测试和维护软件系统的学科领域。
在软件开发过程中，存在多种模型用于组织和管理项目的不同阶段。
以下是十大常见的软件工程模型：1.瀑布模型（Waterfall Model）：这是最传统的软件开发模型，依序执行阶段（需求、设计、实现、测试、部署和维护）。
每个阶段按顺序进行，前一阶段完成后才开始下一阶段。
2.原型模型（Prototyping Model）：原型模型通过迭代构建原型来理解和确认用户需求。
在反复的原型构建和用户反馈中，逐步完善系统需求。
3.迭代模型（Iterative Model）：迭代模型将软件开发过程分成多个迭代周期，每个迭代周期包括需求、设计、开发和测试等阶段。
每次迭代都会增加新功能或修复问题。
4.增量模型（Incremental Model）：增量模型将系统功能分成多个增量，在每个增量中逐步构建、测试和交付部分功能。
5.螺旋模型（Spiral Model）：螺旋模型以风险管理为核心，通过不断迭代的螺旋来完成软件的开发。
每个螺旋圈代表一个迭代周期，包括计划、风险评估、工程和评审等阶段。
6.敏捷开发模型（Agile Model）：敏捷开发是一种迭代和增量开发方法，强调团队合作、快速交付、持续反馈和灵活响应变化。
7.V模型（V-Model）：V模型将软件开发的各个阶段与对应的测试阶段相对应。
每个开发阶段都有对应的验证和确认测试阶段，形成V形状的结构。
8.喷泉模型（Fountain Model）：喷泉模型强调软件开发过程中的知识管理和复用，鼓励团队在开发中积累并共享知识。
9.融合模型（Hybrid Model）：融合模型是将多种软件工程模型和方法结合使用，根据项目的需求和特点来灵活选择和应用不同的模型元素。
10.脚手架模型（Scaffold Model）：脚手架模型强调在软件开发中使用现有的、可复用的组件或结构，以加速和简化开发过程。
每种模型都有其独特的优点和局限性，选择最合适的模型取决于项目的特点、需求和团队的工作方式。
05 ANSYS WORKBENCH_DesignModeler建模模块_草图模式
Training Manual
如何设置每次要栅格中的捕 捉点数为2，本矩形将在两 个次要网格间的一半处被捕 捉到。
3-15
Sketch Mode
…草图工具–栅格
• 标尺工具可以快捷的看到图形的尺寸范围。
Training Manual
3-16
Sketch Mode
…草图工具–自约束
• 默认的设计模型是“auto-constraint” 模式。 • 自动约束可以在新的草图实体中自动捕捉位置和方向。 • 光标表示所施加的约束类型。 • 示例：
第三章 草图模式
DesignModeler
3-1
Sketch Mode
目录
• • • • • • • • • • • • • • Design Modeler几何体 长度单位 Design Modeler几何实体 草图模式 新平面按钮 新草图按钮 “From Face”建立面/草图 草图模式 GUI 面和草图 平面变换 草图工具 草图–基本形状 草图细节 草图约束 • 草图标志
Training Manual
可以通过详细列表窗口 重命名草图。
3-22
Sketch Mode
… 草图细节
Training Manual
• 详细列表窗口中显示在作圆平面中高亮的直线（仅在草图模式下）的详细信息。
可以通过详细列表面 板重命名草图实体。
高亮直线的详细 列表。
3-23
Sketch Mode
Training Manual
(见文档中的完全列表)
在直线起始点上的约束点 直线的竖直和水平约束
在直线起始点上的重合约束
3-17
Sketch Mode
…草图工具–小技巧
DesignModeler简明教程
– 单击生成按钮完成特征创建
Training Manual
存在自由线的草图
1-19
Introduction
扫略
Training Manual
扫略: – 实体，表面，薄壁特征都可以通过沿一条路径扫掠一个剖面创建 – 比例和圈数特征可用来创建螺旋扫掠 • 比例：沿扫掠路径逐渐扩张或收缩 • 圈数：沿扫掠路径转动剖面 • 负圈数要求剖面沿与路径相反的方向旋转，正圈数：逆时针旋转 • 其它要求见文档部分 – 对齐: • 路径相切：沿路径扫掠时自动调整剖面以保证剖面垂直路径 • 全局：沿路径扫掠时不管路径的形状如何，剖面的方向保持不变
– 范例
1-20
Introduction
扫略…
扫略范例 1:
Sketch1 =扫掠剖面
1-21
Training Manual
路径切向对齐：剖面保持和 路径相切
Sketch2 = 扫略路径 全部沿轴向对齐：剖面方向
保持不变
Introduction
扫略…
• 扫略范例 2:
扫略细节: 比例= 0.5 圈数 = - 4
• 范例 . . .
1-23
Introduction
蒙皮/放样…
• 蒙皮/放样范例1: – 在三个偏移平面上创建三个5边形剖面 – 选取好每个剖面后（按住CTRL 键），显示指引多边形 – 鼠标右键弹出菜单用于指引多边形选项 – 继续通过所有的剖面
Training Manual
1-24
Introduction
模型开始于包括两个几何体的导入几何体加入一个拉伸特征插入冻结基于导入几何体执行第二次拉伸两个现存的实第二次拉伸结果是一独立实体如果没有冻结的话这个几何体将和导入的几何体合并如果从cad软件包中导入一个装配体dm将默认装配体是没有冻结的分离零部件在体附近创建周围区域以方便模拟场区域可采用boxspherecylinder或者用户自定义的形状可以选择给所有体或者选中的目标使用围场确保原始部件和场域在网格划分时节点匹配电路板模型用块体创建的包围在cfd应用中创建流动区域很有用两种填充方?通过孔洞?通过覆盖模拟图示给油阀组内部流动区域选中37个所需的内部表面点击generate插入填充示例
Training Manual
存在自由线的草图
1-19
Introduction
扫略
Training Manual
扫略: – 实体，表面，薄壁特征都可以通过沿一条路径扫掠一个剖面创建 – 比例和圈数特征可用来创建螺旋扫掠 • 比例：沿扫掠路径逐渐扩张或收缩 • 圈数：沿扫掠路径转动剖面 • 负圈数要求剖面沿与路径相反的方向旋转，正圈数：逆时针旋转 • 其它要求见文档部分 – 对齐: • 路径相切：沿路径扫掠时自动调整剖面以保证剖面垂直路径 • 全局：沿路径扫掠时不管路径的形状如何，剖面的方向保持不变
– 范例
1-20
Introduction
扫略…
扫略范例 1:
Sketch1 =扫掠剖面
1-21
Training Manual
路径切向对齐：剖面保持和 路径相切
Sketch2 = 扫略路径 全部沿轴向对齐：剖面方向
保持不变
Introduction
扫略…
• 扫略范例 2:
扫略细节: 比例= 0.5 圈数 = - 4
• 范例 . . .
1-23
Introduction
蒙皮/放样…
• 蒙皮/放样范例1: – 在三个偏移平面上创建三个5边形剖面 – 选取好每个剖面后（按住CTRL 键），显示指引多边形 – 鼠标右键弹出菜单用于指引多边形选项 – 继续通过所有的剖面
Training Manual
1-24
Introduction
模型开始于包括两个几何体的导入几何体加入一个拉伸特征插入冻结基于导入几何体执行第二次拉伸两个现存的实第二次拉伸结果是一独立实体如果没有冻结的话这个几何体将和导入的几何体合并如果从cad软件包中导入一个装配体dm将默认装配体是没有冻结的分离零部件在体附近创建周围区域以方便模拟场区域可采用boxspherecylinder或者用户自定义的形状可以选择给所有体或者选中的目标使用围场确保原始部件和场域在网格划分时节点匹配电路板模型用块体创建的包围在cfd应用中创建流动区域很有用两种填充方?通过孔洞?通过覆盖模拟图示给油阀组内部流动区域选中37个所需的内部表面点击generate插入填充示例
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• J =扭转常量.
• CGx =质心的x坐标. • CGy =质心的y坐标. • SHx =剪切中心的x坐标. • SHy =剪切中心的y坐标
…横截面
• DM中可定义用户已定义的横截面
• 不用画出横截面， 而只需基于用户定义的闭合草图来创建截面的属性
创建用户定义的横截面的步骤：
• 从概念菜单中选 Cross Section > User Defined • 在树形目录中会多一个空的横截面草图 • 点击画图标签绘制所要的草图（必须是闭合的草图） • 点击生成，DM会计算出横截面的属性并在细节窗口中列出，这些属性 不能更改。
… 横截面
• 将横截面赋给线体: – 在树形目录中点亮线体 – 横截面的属性出现在详细列表窗口 – 在此处的下拉列表中点击选择想要的横截面
…横截面
• DM中可以定义用户集成的横截面
• 不用画出横截面， 而只需在详细列表窗口填写截面的属性
•A = 截面面积.
• Ixx =x轴的转动惯量.
• Ixy =惯性积. • Iyy =y轴的转动惯量. • Iw =翘曲常量.
… 横截面
• 从概念菜单中可以选择横截面 • 在树形目录中插入横截面分支，在那里列出每个被选中的横截面
概念菜单
树形目录
横截面菜单
… 横截面
• 在树形目录中标亮横截面即可在详细窗口中修改它的尺寸
… 横截面
• 尺寸编辑 – 点击鼠标右键，在弹出菜单中选择移动尺寸，这样就可以对横截面尺寸的位置重新 定位
– 分割线体边成为两段 – 用比例特性控制分割位置（例如 0.5 = 在一半处分割） • 其它选项: – 按Delta分割: 沿着边上给定的Delta确定每个分割点间的距离 – 按N分割: 边的段数
选定边
分数 = 0.5
分数 = 0.25
D. 横截面
• 横截面:
– 横截面作为一种属性赋给线体，这样就可以在有限元仿真中定义梁的属性 – DM中，在草图中描绘横截面并通过一组尺寸控制横截面的形状 • 注意：DesignModeler对横截面使用一套不同于ANSYS环境（后文介绍） 的坐 标系
…创建线体
“从边生成线”示例。创建的 3D 实体作为线体创建而输入。 选择“从边生成线”: •在模型上选择表面，表面边界将变成线体 （另一种办法是直接选3D边界） • 在详细列表窗口按“Apply”作为为基本对象 •注意：在这种情况下由于边的连通性质有1个线体被创建。
C. 修改线体：分割边
• 分割线体:
…横截面对齐
• 用视图菜单进行图形化的截面对齐检查
– 选择 “Show Cross Section Alignments” • 绿色箭头 = +Y，蓝色箭头 = 横截面的切线边
– 或选择 “Cross Section Solids”
+Y
Edge Tangent
…横截面对齐
• 选择默认的对齐，总是需要修改横截面方向，有2种方式可以进行横截面对齐，选择或矢量法 – 选择使用现有几何体（边，点等）作为对齐参照方式 – 矢量方式法输入相应的X，Y，Z 坐标方向
点“Apply”确认选择然后按“Generate”生成，线体被显示成蓝色。
线体 点1
点节段
点2
…创建线体
• 从草图生成线:
– – – – 基于草图和从表面得到的平面创建线体 取决于基准对象边的连接性质可以创建多个线体 在特征树形目录中选择草图或平面然后在详细列表窗口中点击“Apply” 多个草图、面以及草图与平面组合可以作为基准对象来创建线体
• 上述任何一种方式都可以输入旋转角度和/或是否反向
多对齐模式的细节
• 点鼠标右键选 “Select All”
…创建线体
“从草图生成线”示例。 创建的草图作为创建线体的输入。
选择“从草图生成线”：
•树形目录中的高亮草图 •在详细列表菜单中点击Apply作为基准对象
…创建线体
• 从边生成线:
– 基于已有的2D和3D模型边界创建线体 – 取决于所选边和面的关联性质可以创建多个线体 – 在树形目录中选择边和/或面然后在详细列表窗口中点击 “Apply”
Y
横截面
相切边
…横截面对齐
• 用有色编码显示线体横截面的状态:
– 紫色：线体未赋值截面属性 – 黑色：线体赋予了截面属性且对齐合法 – 红色：线体赋予了截面属性但对齐非法
• 树形目录中的线体图标有同样的可视化帮助:
– 绿色：有合法对齐的赋值横截面 – 黄色：没有赋值横截面或使用默认对齐 – 红色：非法的横截面对齐
B.创建线体
• 从点生成线:
– – – – 点可以是任何2D 草图点，3D 模型顶点或 点特征 （PF） 点。 一个点分段通常是一条连接两个选定点的直线。 该特征可以产生多个线体，这一点取决于所选点分段的连接性质。 操作域允许在线体中选择添加或添加冻结选择。
…创建线体
用矩形草图中的2D点通过“从点生成线”创建线体的例子。 选定2个点定义一条对角线体。 绿线表示要生成的线段。
第八章 概念建模
DesignModeler
目录
• • • • • • • • • • 概念建模 创建线体 修改线体 横截面 横截面对齐 横截面偏移 由线建立面 由草图建立面 面修补 边的连接
A. 概念建模
• Concept菜单中的特征用于创建和修改线体和体将变成有限元梁和板壳模型。 /或表面 体，这些 • 可以用以下两种方式之一开始进行概念建模: – 用绘图工具箱中的特征创建线或表面体，用来设计2D草图和/或生成3D模型 – 用导入外部几何体文件特征 • 用概念建模工具可以创建线体: – 用点生成线 – 从草图生成线 – 从边生成线 • 用概念建模工具可以创建表面体: – 从线生成表面 – 从草图生成表面 – 从3D边生成表面
横截面节点
E. 横截面对齐
• 如下图所示，在DM中横截面位于XY平面： • 通过下面方式定义横截面对齐: – 局部坐标系或横截面的+Y方向 • 默认的对齐是全局坐标系的+Y 方向，除非这样做会导致非法的对 齐。如果是这样的话，这时将会使用+Z 方向。 – 注意： 在 ANSYS 经典环境中，横截面位于YZ平面中，用X方向作为 切线方向，这种定位上的差异对分析没有影响。