第8章 实体建模技术v四种创建模型的方法：v总共有四种途径创建ANSYS模型(包括几何实体模型和有限元模型)，如下表所示：第8章 实体建模技术(续)v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vANSYS有一组很方便的几何作图工具8.1 定义v实体建模：建立实体模型的过程v一个实体模型有体、面、线及关键点组成v体由面围成，面由线组成，线由关键点组成体面线及关键点8.1 定义(续)v这个层次的顺序与模型怎样建立无关vANSYS不允许直接删除或修改与高层次相连接的低层次实体关键点线面体我要改这条线线 关键点面体呀！8.2 实体建模的途径v建立实体模型可以通过两个途径:由顶向下由底向上v可以根据模型形状选择最佳建模途径8.2 实体建模的途径(续)v由底向上建模：关键点线面体v由顶向下建模，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。
加8.3 由顶向下建模v由顶向下建模：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布尔运算8.3.1 图元v图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体v二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形，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8.3.1 图元(续)v三维图元包括块体、圆柱体、棱体、球体和圆锥体，当建立三维图元时，ANSYS将定义一个体，并包括其下层的面、线和关键点8.3.1 图元(续)体 (3D模型) 由面围成，代表三维实体面 (表面)由线围成代表实体表面、平面形状或壳(可以是三维曲面)线 (可以是空间曲线)以关键点为端点，代表物体的边关键点 (位于3D空间)代表物体的角点AreasVolumeKeypointsLinesArea四类实体模型图元, 以及它们之间的层次关系：(即使想从CAD模型中传输实体模型，也应该知道如何使用ANSYS建模工具修改传入的模型)下图示意四类图元8.3.1 图元(续)v例如：下图的空心球由1个体, 4个面, 10条线 和8个关键点组成。
在ANSYS中可由下面操作完成vMain Menu: Preprocessor Create Sphere By Dimensions .一个功能即可创建空心球 8.3.1 图元(续)v图元可以通过输入尺寸或在图形窗口拾取来建立例如建立实心圆：在图形窗口拾取中心及半径或在这里输入数值8.3.1 图元(续)生成块体：在图形窗口拾取期望的位置或在这儿输入值8.3.1 图元(续)要绘制体、面、线或关键点:Utility Menu: Plot Keypoints or Lines or Areas or Volumes8.3.1 图元(续)打开面编号的结果v在图形窗口中区分图元：当多个图元同时在图形窗口中显示时，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8.3.1 图元(续)打开编号显示:Utility Menu: PlotCtrls Numbering .选取需要的项目，然后选择OK.控制是否编号和颜色同时显示 (缺省), 只显示编号, 或只显示颜色.8.3.1 图元(续)编号显示在图元的“热点”上 对于面或体，热点为图形中心. 对于线，有三个热点:.为什么这一点非常重要: 需要在图形窗口拾取取图元时，应该点取图形的热点，确保拾取所需要的图元。
这对于有多个图形重叠的情况非常重要.（如上图）8.3.1 图元(续)vANSYS缺省的编号字体比较小，可进行放大：v要放大编号字体:1. Utility Menu: PlotCtrls Font Controls Entity Font .2. 选择需要的字体、尺寸等3. 选择 OK.4. Utility Menu: Plot Replot8.3.1 图元(续)只删除面，保留面上的线及关键点删除面以及面所包含的低阶图元（线，关键点）v当删除图元时，ANSYS提供两种选择：可以只删除指定的图元，保留这个图元所包含的低阶图元也可以连这个图元包含的低阶图元一块删去8.3.1 图元(续)要删除一个或多个图元 :Main Menu: Preprocessor -Modeling- Delete在图形窗口中拾取一个或多个图元(本例中为面)，然后选择OK选择图元(注意前页所述两种方式)8.3.1 图元(续)v使用 Multi-Plots 功能, ANSYS将在图形窗口同时显示显示所有数据(包括体、面、线、关键点，以及节点、单元)v要使用 multi-plot:vUtility Menu: Plot Multi-Plotsv根据编号对话框中的设置，显示编号及颜色8.3.2 工作平面v定义：一个可动的二维参考平面，用来定位确定图元。
缺省状态下，工作平面原点与整体坐标系原点重合，但可以把工作平面移动或旋转到任意位置利用显示格栅，在工作平面上作图就象在方格纸上作图除了格栅的设置外，工作平面是无限的WXWYX2X1Y2Y1WXWYWP (X,Y)widthheight8.3.2 工作平面(续)v工作平面的命令菜单：Utility Menu WorkPlane在绘图窗口上显示工作平面查看工作平面的状态工作平面设置偏移工作平面改变工作平面8.3.2 工作平面(续)v工作平面设置Snap:便于在工作平面上拾取格栅上的点Grid spacing:栅距Grid size:显示的工作平面大小(大小无限制)WP display:只显示三个坐标轴 (缺省)，只显示格栅，或两者均显示8.3.2 工作平面(续)v通过增量移动工作平面或使用动态方式(类似移动-缩放-转动)用按扭实现(通过指针滑动实现)或输入希望的增量值8.3.2 工作平面(续)v保持当前方向，简单地平移工作平面到期望的位置:已经存在的一个或多个结点通过坐标值指定的一个或多个位置总体坐标系原点激活坐标系的原点已经存在的一个或多个关键点若拾取多个关键点，则工作平面移到这些关键点的平均位置处。
8.3.2 工作平面(续)v定位工作平面把工作平面移动到总体坐标系原点(X-Y平面内)拾取三个关键点：一个为原点，一个定义X轴, 一个定义 X-Y平面8.4 由底向上建模v与首先定义体素不同，由底向上建模首先定位关键点，然后用这些关键点、线、面、体最终构成几何模型v应用当不适用体素方法创建几何模型时要应用由底向上技术建模v当然，你可以任意交替使用两种方法（由顶向下和由底向上）进行建模8.4 由底向上建模(续)v由底向上建模时首先建立关键点，从关键点开始建立其它实体v如建立一个L-形时, 可以先下面所示的角点然后通过连接点简单地形成面，或者先形成线，然后用线定义面8.4.1 关键点v定义关键点:Preprocessor -Modeling- Create Keypoints或者用K命令组立的命令:K, KFILL, KNODE, 等生成单个关键点指定某线上生成关键点在节点处生成关键点在两关键点间生成关键点在圆弧的中心生成关键点8.4.1 关键点(续)v生成关键点时只需要关键点的编号及点的坐标值数据关键点编号的缺省值为下一个整数坐标位置可以通过在工作平面上拾取或输入X,Y,Z 坐标值确定坐标值如何确定？它依赖于当前激活坐标系8.4.1.1 在工作平面上建立关键点8.4.1.2 在两个关键点之间建立关键点1. 拾取起始和终止关键点，然后单击拾取菜单中的OK2. 选择中分比例(ratio) (d1-dnew)/(d1-d2)，或者距离(dist)方式3. 指定比例或距离值4. 单击OK8.4.1.3 修改一系列关键点1.拾取将要移动的关键点，然后单击拾取菜单中的OK键2. 指定拾取关键点的终点坐标3. 单击OK8.4.1.4 修改单个关键点u拾取将要移动的关键点，然后单击拾取菜单中的OK键,指定拾取关键点的终点坐标。
u修改关键点将自动清除与之相连的任何单元网格，并且在当前激活坐标系下重新定义与之相连的高级图元u只要已经存在的节点是“自由的”(不与线或网格相连)，就可以通过重新定义新坐标值的方法修改其位置否则，你必须使用“Keypoint modify”功能8.4.1.5 计算已知两关键点之间的距离1. 拾取两个关键点，它们之间的距离就显示出来2. 然后单击拾取菜单中的OK键3. 选择菜单File Close8.4.1.6 复制关键点8.4.2 线v有许多方法定义线，如：v如果定义面或体，ANSYS将自动生成未定义的线，线的曲率由当前激活坐标系确定v在生成线时，关键点必须存在8.4.2.1 生成直线v注：v线的形状由激活坐标系决定v笛卡儿坐标系中将产生一条直线v圆柱坐标系，随关键点的坐标不同可能产生直线、圆弧线或螺旋线8.4.2.2 生成样条曲线8.4.2.3 修改直线切分相加8.4.2.3 修改直线(续)指定被切分的线号指定分成线段的数目选择修改方式或者重新生成方式如果线是“自由的”，你就可以修改它，在某些情况下，即使它与其它图元连在一起，你也可以修改它如：将一条线分成更小的线段（即使有面与之相连也可以）8.4.3 面v用由底向上的方法生成面时，需要的关键点或线必须已经定义。
v如果定义体，ANSYS将自动生成未定义的面、线，线的曲率由当前激活坐标系确定8.4.3.1 通过关键点生成面8.4.3.2 通过边界线生成面8.4.3.3 沿路径“拖拉”线段生成面8.4.3.4 绕轴线旋转线段生成面8.4.3.5 在两个面之间生成过渡面v注：原有面将被保留8.4.3.6 通过蒙皮(skinning)生成曲面8.4.4 体v用由底向上的方法生成体时，需要的关键点或线或面必须已经定义8.4.4.1 通过顶点生成几何体u通过关键点生成几何体时，首先沿体下部依次定义一圈连续的关键点，再沿上部依次定义一圈连续的关键点8.4.4.2 通过表面生成几何体8.4.4.3 沿路径拖拉面生成几何体8.4.4.4 绕轴旋转面生成几何体8.4.4.5 沿面的法向偏移面生成几何体8.4.4.6 指定起始与终止面比例拖拉面生面几何体8.4.4.7 复制已有实体指定复制份数指定坐标偏移量指定复制内容8.4.5 拖拉v利用已经存在的面快速生成体(或由线生成面或由关键点生成线)v如果面已经划分了网格，单元也可以随着面一起拖拉v有四种方法拖拉面:法向拖拉：通过对面的法向偏移形成体VOFFSTXYZ偏移：通过对面的总体XYZ方向偏移形成体VEXT，可以锥形拖拉沿坐标轴：绕坐标轴旋转面形成体(也可通过两个关键点旋转) VROTAT沿直线：沿一条线或一组邻近的线拖拉面形成体 VDRAG8.4.6 缩放v从一种单位系统转到另一种单位系统时特别方便。
1.Main Menu Preprocessor Operate Scale Volumes (在模型上选择相应的实体部分,使用Pick All拾取整个体)2.键入想要的比例系数(对 RX, RY, RZ 的比例系数)，设置 IMOVE 为 “Moved”，取代 “Copied”3.或使用 VLSCALE 命令:vlscale,all,25.4,25.4,25.4,18.4.7 移动v通过增量DX,DY,DZ控制实体的移动或旋转DX,DY,DZ定义在激活坐标系中平移实体时，令激活坐标系为直角坐标系转动实体时，令激活坐标系为柱或球坐标系可以使用下列命令VGEN, AGEN, LGEN, KGEN旋转-308.4.7 移动(续)v另一个选项是把坐标转换到另一个坐标系中转换发生在激活坐标系与指定的坐标系之间此命令在对一个实体的移动和旋转同时进行时很有用可使用下列命令 vVTRAN,ATRAN, 。