ANSYS WORKBENCHDesignModeler建模模块草图模式

• 草图标志 • 草图显示 • 尺寸编辑 • 修改草图 • 草图援引 • 草图投影 • 几何接口 • 关联CAD模型 • CAD文件导入 • 导入体定位 • 导入体单位 • 导出模型
A. DesignModeler几何体
• Design Modeler几何体主要关注以下四个基本方面： -草图模式： • 包括创建二维几何体工具，这些二维几何体为3D几何体创建和概念建模作准备。 -3D几何体： • 将草图进行拉伸，旋转，表面建模等操作得到的几何体。 -几何体输入： • 直接导入商业化CAD模型进入DM并对其进行修补，使之适应有限元网格划分。 -概念建模： • 用于创建和修补直线和表面实体,使之能应用于创建梁和壳体的有限元模型。
Copy: 右键选项
… 修改草图
• 粘贴: – 鼠标右键弹出菜单: • 旋转+/- r 度 • 水平/垂直翻转 • 放大f 或1/f 倍 • 在平面原点粘贴 • 修改粘贴点 • 结束
– 将所需粘贴的对象复制或剪切至剪贴板中后再把其 放到当前（或新）草图中即可实现Paste 操作，甚 至可以放到不同的平面中。
• 注意：下拉列表仅显示以当前激活平面为参照的草图（示例如下）。
激活XY平面
下拉列表中仅显示XY平面内的草图
G. “From Face”快速建立平面/草图
• “从表面”和用已有几何体创建草图的快捷方式： – 选中创建新平面所用的表面； – 切换到草图标签开始绘制草图； – 新工作平面和草图自动创建！
(见文档中的完全列表)
直线的竖直和水平约束
在直线起始点上的约束点
在直线起始点上的重合约束
…草图工具–小技巧 • 当创建或改变平面和草图时， 运用“Look At”工 具可以立即改变视图方向，使该平面、草图或选定 的实体与您的视线垂直。 • 用鼠标右键从图形屏幕上点击弹出菜单有时是必须 的或者是更有效的。
• 例如： • 开始草图中的线是深青色的，这表明没有约束。注意，即使 在标注后这些线也是欠约束的，因为它们没有在空间内固定
• 再另加入2个尺寸，这就解决了草图的约束状态出现的问题， 所有的线都是蓝色的了
Teal Blue
… 草图约束 • 如果加入过多的尺寸或约束将使草图成为过约束，草图模式下 过约束线为红色
I. 面和草图细节
设置好平面细节后， 点击 “Generate”按钮创建新的平面( 也可以用鼠标右键点击弹出 “Generate” )。 注意：这并非是创建草图的必要 步骤。
开/关坐标基准和标尺
平面和草图的 “详细列表” 控制着基本操作。
工作平面原点可以打开/关闭
Ruler
Triad
J. 草图模式 GUI • 在草图模式中，“工具箱”包括一系列面板，位于GUI的左侧。 平面和草图的创建和管 理 绘图面板
注意： 按一次 “Generate” 键是必须的，以便看到 “Value” 以及 “Name”
Q. 草图显示
• 通过鼠标右键控制草图显示: – 总是显示草图 – 隐藏草图
• 在默认情况下，仅在树状窗中高亮时草图才显示。
R. 修改草图 • Modify工具箱有许多编辑草图的工具。 • 一些功能的是顾名思义的（e.g.圆角，倒角）。本节将主要阐述一些不能从名称上看出的功能。 • 记住!–GUI底端的状态条可以实时显示每一个功能的提示。
状态条 – 示例
… 修改草图
• 分割: – 鼠标右键选项（选择边界之前选择）： • 分割所选边（缺省）：在选定位置将一条边线分割成两段（指定边线不能是整个圆或椭圆）。要对整 个圆或椭圆做分割操作， 必须指定起点和终点的位置。 • 用点分割边线：选定一个点后，所有过此点的边线都将被分割成两段。 • 用边上的所有点分割：选择一条边线，它被所有它通过的点分割，这样就同时产生了一个重合约束。 • 将线n等分：先在编辑框中设定n值，然后选择待分割的线。 – 注意: n最大为100。 – “Split”对Skin/Loft草图是非常有用的。 – “Split”线操作对下面将要进行的划分网格和/或加入边界条件操作也比较有用。
E. 新平面按钮
• >New Plane
创建新平面:
– 树形目录中显示新平面对象
– 构建平面的六种类型（详细列表）：
• From Plane – 基于另一个已有平面创建平面
• From Face – 从表面创建平面
• From Point and Edge – 用一点和一条直线的边界定义平面
• From Point and Normal– 用一点和一条边界方向的法线定义平面
• 体（立体）
• 复合体
(未标出)
D. 草图模式
• DM 草图在平面上创建。 一个新的DM交互对话中在全局直角坐标系原点有三个默认的正交平面（XY， ZX，YZ）。
• 用户可以根据需要定义原点和方位或通过使用现有几何体作参照平面创建和放置新的工作平面。 • 草绘过程分为两步：
1. 定义绘制草图的平面； 2. 在所希望的平面上绘制或识别草图。 • 用户可以根据需要创建任意多的工作平面。 • 一个平面可以和多个草图关联。 • 下文中我们将浏览创建平面和草图实体以及绘制草图的辅助工具。
ANSYS
WORKBENCHDesignModeler 建模模块草图模式
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
• 如图中所示将两条边“固定”后两条线变成黑色
Red Blue Red
Teal Black
… 草图约束 • 下图是一个矛盾约束的示例(灰色线)。这里定义圆弧的半径为5，然而已给出的竖直尺寸为15。 显然无法在 维持现有尺寸的情况下将2条水平线和圆弧连接起来。
Gray
O. 草图标注 • Design Modeler包括一个完整的标注工具箱。 • 除了可以逐个标注尺寸之外，还可以进行半自动标注。 – 半自动标注循环链给出待标注的尺寸的选项直到模型完全约束或 用户选择退出自动模式； – 单击鼠标右键按钮跳出或结束此项功能。 • 用鼠标右键单击General标注工具可以迅速弹出所有主要的标注工具。
点击鼠标右键
… 草图标注
• Move功能可以修改尺寸放置的位置。 • Animate用来浏览对所选定尺寸的动态变化。 • 可以通过尺寸的具体数值或尺寸名称来显示尺寸。
… 草图标注 • 使待修改的尺寸高亮，然后在详细列表窗口键入新值即可完成修改。
高亮尺寸
输入新值
P. 尺寸编辑 • 高亮后，用鼠标右键菜单弹出选项可以快速进行尺寸编辑, >Edit Name/Value。
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。
…草图工具–栅格 • 标尺工具可以快捷的看到图形的尺寸范围。
…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：
• From Three Point – 用三点定义平面
• From Coordinates – 通过键入距离原点的坐标和法线定义平面
– 将草图放到平面中
• 草图用来创建3D几何体
F. 新草图按钮
• New Sketch
:在激活平面上新建草图。
• 新草图放在树形目录中，且在相关平面的下方。
• 通过树形目录或下拉列表操作草图（激活）。
– 例如：必须用鼠标右键选择所需的选项才能结束“spline”操 作。
M. 草图细节 • 可以浏览到每个草图（直线，圆，多边形等）中实体的引用数据。 • 这对后文将讨论的参数化建模是非常有用的。
可以通过详细列表窗口重命名 草图。
… 草图细节 • 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。
B. 长度单位
• 开始一个新的设计模型之前，会出现一个长度单位对话框，以选择需要的长度单位（其设置为缺省值） – 建模过程中单位不能更改
C. DesignModeler几何实体
•点
– 二维草图点
– 3D顶点
– 特征点： • 点焊 • 载荷点 • 构造点
• 边（直线, 曲线）
– 3D和二维草图
• 面（区域, 表面）
H. 平面变换 • 可进行多种面的变换。 用鼠标右键点击详细列表窗口中的“Transform”可以迅速完成选定面的变换。
… 平面变换 • 一旦选择了变换，将出现附加属性选项，允许您键入偏移距离，旋转角度，旋转轴等。 本次变换需要偏移和旋转角度。
PLANE4 一旦添加变换附加变换的选项便自动显现。
…草图工具–小技巧… • GUI状态条包括进行每一步操作的提示。 • 例如：使用作圆操作 ...
1. 选择 “Circle”
2.按照状态条的提示操作： 选择圆心位置 3.按照状态条的提示操： 拖放鼠标以获得圆的半径
L.草图–基本造型
• 选定好平面和草图后就可以从“Draw”工具箱创建新的几何体。 • 切记! 有一些操作要求用鼠标右键点击完成!
… 修改草图 • 拖曳Drag: – 用光标可以Drag一个点或一条边。 – 模型如何变化取决于所选定的内容， 所加约束和尺寸。 – 可以在使用Drag功能前预先选择多个实体。
选择矩形的角点拖放。
Drag – 示例
… 修改草图 • 剪切/复制: – 在鼠标右键弹出菜单中选择粘贴操作，接着选定粘贴对象，需要用RMB选择一个粘贴操作点。 – 粘贴点是移动一段作图对象到待粘贴位置时，您的光标与之联系的点。 – 鼠标右键粘贴操作点选项: • 清空选项 • 使用平面原点作为粘贴点位置，粘贴点在面的 ，0.0) 位置处 – 这些操作是将一组对象复制到一个内部的剪贴板上然后将原图保留在草图上。 – 如果在退出前剪切或复制没有选择粘贴操作点，系统使用默认值。
… 修改草图
• Replicate: – Replicate 等效于 Copy + Paste命令。 – 选取其中一个End选项后，再次单击Replicate鼠标右键就变成了粘贴功能右键。
• 关于 Copy/Cut/Paste的注意事项: – 完成Copy后，可以进行多次paste 操作。 – 可以从一个草图copy后paste到另一个草图。 – 在进行Paste操作时可以改变 paste 操作点。
… 修改草图 – Copy/Paste示例 . . . • 欲复制一个矩形，设定缩放因子为且相对初始位置旋转45。
1. 复制
3. 鼠标右键 2. 选定边
… 修改草图
4. 选择 Paste 并设 定选项
5. 鼠标右键 旋转
6.鼠标右键放大
7. 鼠标右键 粘贴 8. 鼠标右键 结束
… 修改草图 –Cut/Copy/Paste的快捷操作 • 在草图模式下可以用鼠标右键执行Cut， Copy，与Paste 命令。
1) 选择原始边 2) 鼠标右键>Copy 3) 选择粘贴点 4) 粘贴边
工具条 面板
开始新的草图对 话时，XY 平面位 于原点处。
K.草图工具–栅格
• “Settings” 面板用于定义和显示草图栅格 （默认为关）。 – 捕捉特征用来设置主要栅格和次要栅格。
主要间距 (实线)
次要间距 (虚线)
…草图工具–栅格 • 每次要栅格中的Grid Snaps是指次要网格线之间捕捉的点数。
鼠标右键点击 “RMB”
…草图工具–小技巧…
• 只有在草图模式下才可以使用Undo/Redo按钮。 – 撤销上一次完成的草图操作； – 允许多次撤销； – 要点：每个平面存有自己的撤销 “堆栈”。
• “Back”操作（可以通过鼠标右键点出）在作草图时类似一个小型的 undo操作。
• 记住：任何时候只能激活一个草图!
高亮直线的详细列表 。
N. 草图约束Leabharlann • 草图详细列表窗口也可以显示草图约束的详细情况。 • 约束可以通过自动约束产生也可以由用户定义。 • 选中定义的约束后点击鼠标右键选删除（或用delete
键删除约束）。
显示约束
约束定义
… 草图约束
• 草图实体还用颜色显示当前的约束状态： • 深青色： 未约束，欠约束 • 蓝色： 完整定义的 • 黑色： 固定 • 红色： 过约束 • 灰色： 矛盾或未知