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1、ANSYS WORKBENCH 11.0ANSYS WORKBENCH 11.0培训教程培训教程培训教程培训教程第七章参 数 化 建 模参数化建模参数化建模 目录目录尺寸引用提升参数提升尺寸引用提升特征尺寸参数管理从动/从属参数辅助变量参数函数 Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型参数化建模参数化建模 尺寸引用尺寸引用创建草图和特征时,它们的特性由所谓的 “尺寸引用”控制.尺寸引用尺寸引用尺寸引用可以被“提升”为设计参数:允许参数化数据交换.使DM模型更加灵活.是进行优化(仿真)技术的一个关键要素.参数化建模参数化建模提升参数提升参数在详细列表框中点击将一个尺寸引用提升为设计参数 “D
2、”.使用默认名称或自已定义一个有意义的名称 (不可以有空格, 可以有下划线). 注意, 尺寸的值在详细列表窗口将不再可以编辑.注意注意: 对于链接到对于链接到CAD中的参数不可以取消提升中的参数不可以取消提升. 尺寸参数:默认的草图尺寸名称标明了关联平面以及特定的尺寸.命名语法是 “平面_参考.尺寸_类型和编号”.例如:以下图为例, 参数的缺省名称为 “XYPlane.D4”.XYPlane: 标明尺寸所处的平面.D4: 标明指定的尺寸是直径.名称很容易更改.参数化建模参数化建模提升尺寸引用提升尺寸引用参数化建模参数化建模提升特征尺寸提升特征尺寸特征尺寸:默认的特征尺寸名称标明操作以及尺寸引用
3、号 (“FD” 含义为“Feature Dimension).命名语法是 “操作_类型.特征_尺寸_编号”.以下的例子,参数的缺省名称为 “Extrude1.FD1”.名称包含两层信息:Extrude1 表明参数引用为创建的第一个拉伸.FD1 表明它是拉伸操作的参数1 (如上; FD0= 旋转角度, FD1= 深度, FD2 = 绕Z轴旋转)参数化建模参数化建模参数管理器参数管理器指定参数后DM用参数管理器进行管理.在用户图形界面中点击 “Parameter” 打开参数管理器工具.参数化建模参数化建模参数管理器参数管理器参数管理器窗口有3个标签用来指定参数化工具:Design Paramete
4、rs标签: 每个设计参数都列在上面. 在此浏览和更改参数的值.“#” 后可以加入对参数定义的注释.Parameter/Dimension Assignment 标签: 列出一系列 “左边 = 右边” 的赋值(方程),通过给定设计参数用于驱动模型尺寸的.等式左边是指向平面/草图或特征尺寸之一的引用，或者是辅助变量的引用. 右边是任意表达式,可以带有 +, -, *, 和 /, 不仅包括圆括号,引用设计参数 (这里其句法结构用前缀“ ”) 和特征尺寸, 而且包括数值常量和对辅助变量的引用. 也可以用 表示指数运算,% 表示求模( x/y的余数)也可以使用函数 (后文讨论).参数化建模参数化建模参数
5、管理器参数管理器参数化建模参数化建模参数管理器参数管理器DesignModeler 会计算出每一个表达式右边的值并用结果驱动左边的尺寸引用.设计参数名称前面冠以.#后可加入注释.例如 (承前页):XYPlane.R3 = Hole_Size表明用一个位于XY平面的半径尺寸引用一个名为 “Hole_Size” 的设计参数.在参数等式后加入了一个样例注释.参数化建模参数化建模从动从动/从属从属 参数参数从动参数是其取值由“驱动”设计参数决定的参数.目标: 如图所示给定一个矩形截面, 尺寸 S1 为高, S2 为宽, 按表达式S2 = 2*S1驱动宽度值.S2S1在 DesignModeler 中我
6、们进行如下操作:标注草图的高和宽.创建一个名为 S1的设计参数.S1 将成为 “主动” 参数. 待续 . . . 参数化建模参数化建模从动从动/从属从属 参数参数观察草图(前页)细节后发现宽度尺寸被称为H1.记住!: H1中的“H”表示水平尺寸,同样的V2中的 “V”表示竖直尺寸.从参数/尺寸等式中注意到给出的S1 为: 已知 “内部” 参数名即驱动参数是 “XYPlane.H1” 可以在Parameter/Dimension Assignment 标签中键入下面的表达式:参数化建模参数化建模从动从动/从属从属 参数参数这样我们仅仅改变S1的值就可以检验表达式, 更新生成模型可确认宽度始终等于
7、2*S1.等一下! 如果由于表达式的错误导致模型再生失败,视图进行取消操作也会遇到同样的问题.幸运的是 DesignModeler 有一个更好的方法验证参数化的表达式 :移到 “Check” 标签, 可以计算出参数化等式并显示出结果. 让我们对Check特性进行仔细观察. . . 参数化建模参数化建模从动从动/从属从属 参数参数check 窗口分成两个输出区:Parameter/Dimension Assignments参数/尺寸等式Design Parameter Assignments设计参数等式两个部分都作为“输出”，因为每个部分都按其定义及其输出值显示.从上例可以看出，参数S1被赋值3
8、5.000 (设计参数部分).同样的,从动参数 “XYPlane.H1” 计算出值 70.000.由于我们希望用2*S1的值驱动“XYPlane.H1”因而确认 70.000 这个值是有意义的. 参数化建模参数化建模辅助变量辅助变量辅助变量指那些不直接定义草图或特征尺寸的参数.主要用于常数值或系数.例如:这里定义2个设计参数 (Height和 Length).现在我们创建一个名为 “factor” 的变量在公式中使用.最后我们设定半径尺寸 “R5” 等于变量.注意, 这个例子只是用来举例的. 我们可以更简单地用定义变量的公式直接定义R5.参数化建模参数化建模带带参数的函数参数的函数可以用函数表
9、达设计意图以及参数间的关系. 函数是返回单一值的一系列操作ABS(X)EXP(X)LN(X)SQRT(X)SIN(X) (用角度)COS(X)TAN(X)对于1 和 +1之间的值X. ASIN(X) & ATAN(X) (返回值为 -90 到 90 度之间) ACOS(X) (返回值为0到180 之间)例如A=acos(-1) # 值为 90B=abs(X) # 值为X的绝对值Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型目标:通过草图和拉伸创建一个3D模型.添加一个旋转特征代表滑轮的槽.通过基于构造草图建立一个螺拴孔阵列. 参数化建模使得滑轮尺寸自动更新阵列螺栓孔. 可以对整个
10、系列尺寸的滑轮进行仿真!起始页:选择创建新几何体或 FileNew设定长度单位为 millimeter在XY面上创建一个草图:在树形目录中点击激活XYPlane工具栏: “Look At”1.Sketching Draw Circle注意: 选择平面后选择草图标签，切换到草图模式后如果不存在草图，系统会自动创建一个新草图1Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型在XY面上创建一个草图(续):选择原点作为圆的中心2.将光标放在原点附近,可以看见 一个“P” 出现在光标附近, 这表示自动添加了一个约束. 用鼠标左键点击一下. 选择一个任意点定义圆的直径3.在屏幕上点击定义圆的半
11、径. 实际值并无关系,我们将在下一步定义尺寸.Sketching Dimensions General4.用鼠标右键选择直径标注, 然后点击圆. 再次在屏幕上点击以确定尺寸的位置.Details View: Dimensions D15.点击文本框中 “D1”旁边的值,这将使文本区高亮. 键入 “60” 作为 D1的值, 这使直径重新定义为60 millimeters.2345Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型拉伸圆创建一个圆柱体图形浏览: 选择轴测视图圆球形图标6.在三维坐标中选择淡蓝色的球形,这样就切换到等轴测视图.工具栏: 拉伸7.在3D特征工具栏中选择拉伸图标
12、.详细列表窗口浏览: FD1, Depth (0)8.在详细列表窗口选择旁边的文本框 “FD1, Depth (0)” ,键入拉伸值 “10” ,这样将草图沿Z轴正方向拉伸 10 毫米.工具栏: Generate9.在工具栏中选择Generate 图标生成圆柱体.9876Workshop 7-1,带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型工具栏: “Look At” icon 图 (已激活XY面)工具栏: “New Sketch” (在XY面上创建草图Sketch2)Sketching Draw Polygon n=510.将光标放在原点附近,可以看见 一个“P” 出现在光标附近, 这表示自动施加了一个
13、重合点约束. 用鼠标左键点击一下定义多边形的中心. 11.将光标放在Y轴正方向附近,可以看见在光标附近出现一个“ C” ,表示这一点和Y轴重合. 点击一下鼠标左键定义顶端顶点的位置.1110Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型为五边形标注Sketching Dimensions Vertical12.如右图所示标注多边形. 13.选择 “V2”旁的文本框，键入值20 mm.1312Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型创建用于阵列螺栓的孔:注意: XY面仍然是激活的工具栏: “New Sketch” 图标(在XY面上创建草图 Sketch3)工具栏
14、: “Look At” 图标Sketching Draw Circle14.将光标放在顶部最高点附近直到出现 “P”,这表示施加了一个自动约束. 点击定义圆的中心然后拖动光标定义圆的半径.15.在多边形的每一个顶点处重复上一步骤.!重要:点击定义半径之前观察是否有 “R” 出现在光标旁边. 它表明新圆的半径被约束为和前面的圆一样.14!15注意: 如果不小心没有运用自约束, 可以撤消选择再试一次,或使用Constraints 标签手动施加.Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型标注顶圆:Sketching Dimensions Diameter16.点击第14步骤创建的顶
15、圆.17.在尺寸详细列表窗口指定直径为diameter.注意: 变换尺寸几次看是否所有的圆都更新为新值. 也可以使用 DimensionsAnimate! 进行下一步之前记得将最后的尺寸设置为 5mm.17168 mmWorkshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型拉伸草图 Sketch 3 创建螺栓孔工具栏: 拉伸详细列表窗口:18.操作Operation: “Cut Material”19.类型Type: “Through All”20.“Generate”191820Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型创建一个草图,沿滑轮旋转从而定义滑轮槽21.在树形
16、目录中点击激活 ZXPlane22.工具栏: “New Sketch”工具栏: “Look At” icon草图: Draw Rectangle画一个和下图差不多的矩形2221Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型标注草图23.Sketching Dimensions 用标注工具箱加入图中所示的尺寸Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型24.工具栏: Revolve 25.在图形窗口中点击 Z 轴26.点击Apply27.将 Operation 改为 “Cut Material”28.将 “FD1, Angle” 改为 36029.生成特征30.点击
17、蓝色的三维坐标到想要的位置.旋转草图创建滑轮槽 ModelingZXPlane Sketch4242928272526Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型如这里展示的滑轮模型完成后，我们现在要对滑轮的直径创建一个参数并定义几个表达式控制滑轮的特征.Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型Modeling Tree XYPlane Sketch130.在Sketch1详细列表菜单中选中D1前的框这样做后立即会出现一个包括默认尺寸名称的对话框.31.在对话框中键入 “Pulley_Dia” 作为参数的名称,点击OK.3031Workshop 7-1, 带
18、参数的滑轮模型带参数的滑轮模型注意: 我们已经使滑轮的直径成为一个参数化的值.我们的目标是驱动其它尺寸自动反映直径的变换,为此我们现在要创建几个表达式. 具体的说,需要控制2个尺寸,孔的阵列尺寸和滑轮槽的半径 (见下).回顾原始尺寸:滑轮直径Pulley_Dia = 60孔阵列Hole pattern = 20槽半径Groove radius = 28想要的表达式是:a)孔阵列位置Dimension = (Pulley_Dia) / 3b)滑轮槽直径. Dimension = (Pulley_Dia)/2 - 2Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型工具栏: Parame
19、ters32.点击 “Parameter/Dimension Assignments” 标签输入方程.注意: 你的默认的参数名称可能有所不同,这取决于尺寸所放的顺序和类型. 在树形目录中点击不同的草图,详细列表窗口显示它们的默认名称方程对于在XY面上的螺栓阵列的全部尺寸.方程对于槽的草图半径尺寸线. 这个草图在ZX 面上.通过工具栏图标激活参数管理器32Hole Pattern Size is Dia/3槽被放在 “Dia/2 - 2mm” 处. “- 2” 确保总是切掉一个深度为2mm的槽注意: 你的默认参数名可能有所不同Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型返回到 “Design Parameter” 标签用新值对 “Pulley_Dia”作实验 ,每次变换后点击 “Check” 标签. 注意观察从动尺寸并估计它们更新后的值.Pulley_Dia = 150 mmPulley_Dia = 40 mm注意: 你的默认参数名可能有所不同Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型再次用新值试验values for “Pulley_Dia”, 这一次每次改变后 “生成” 模型. 注意到所有的模型尺寸同时更新. 这可以描述槽的所有范围内的尺寸,或者用于优化的一系列设计变量.Workshop 7-1, 带参数的滑轮模型带参数的滑轮模型
