ANSYS课件3创建实体模型
ANSYS基础教程—实体建模
ANSYS基础教程—实体建模
关键字：ANSYS ANSYS教程实体建模
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ANSYS 有一组很方便的几何作图工具。本文将讨论这些作图工具，主要容包括：实体建模定义、如何自上而下建模、以及如何让自下而上建模。
实体建模概述
·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.
A. 定义
·实体建模可以定义为建立实体模型的过程.
·首先回顾前面的一些定义：:
–一个实体模型有体、面、线及关键点组成。.
–体由面围成，面由线组成,线由关键点组成.
–实体的层次从底到高: 关键点→线→面→体. 如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除.
·另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体.
·建立实体模型可以通过两个途径:
–由上而下
–由下而上
·由上而下建模；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.
·由下而上建模；首先建立关键点，由这些点建立线.
·可以根据模型形状选择最佳建模途径.
·下面详细讨论建模途径。
B. 由上而下建模
·由上而下建模；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.
ANSYS课件3创建实体模型
X、Y、Z
R、θ、Z
R、θ、ϕ
3.3 局部坐标系
同全局坐标系一样，局部坐标系也可分为三类，且可设置多个
局部坐标系。 通过建立局部坐标系有利于建模。 建立局部坐标系的方法。有四种方法： Utility Menu: WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local Cs 定义局部坐标系时，局部坐 标系号一定大于10，一旦定 义了局部坐标系，它便成为
了活动坐标系，随后所有的
操作都在该坐标系中进行。
3.3.1 按总体笛卡儿坐标系定义局部坐标系
自动生成所有必要的低级图元，包括关键点。
体素是指预先定义好的、具有共同形状的面或体.
ANSYS造型常用词一览
Arc Arbitrary Rectangle Dimension Circle 弧线 任意的 矩形 尺寸 圆形 Polygon Triangle Square Pentagon Block 多边形 三角形 正方形 五边形 立方体 Prism Sphere Hollow Cone Extrude 棱柱 球体 空心的 圆锥体 延展出
• 也可以连这个图元包含的低阶图元一块删去.
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）
删除图元的操作
Main Menu: Preprocessor > -Modeling- Delete
ANSYS实体建模教程PPT学习教案
定义途径： •Command:/R •[Main Menu]：Preprocessor| Real Constants| Add/Edit/Delete
2.7
绝 大 多 数 单 元类型 都需要 材料属 性。根 据应用 的不同 ，材料 属性可 以有如 下几种 ： •线 性 或 者 非 线性； •弹 性 （ 各 向 同性、 正交异 性）或 非弹性 ； •不 随 温 度 变 化或者 随温度 变化； 像 单 元 类 型 和单元 实常数 一样， 每一组 材料属 性也有 一个材 料属性 参考号 。与材 料属性 组对应 的材料 属性参 考号表 称为材 料属性 表。在 一个分 析中， 可能有 多个材 料属性 组（对 应模型 中的多 种材料 ）。
定义途径：必须在通用处理器PREP7（预处理器）中定义单元类型 。
•Command方式：ET
•GUI方式：[Main Menu]Preprocessor|Element Type|Add/Edit/Delete
定义了单元类型后，ANSYS会自动生成一个与此单元类型对应的 单元类型参考号，如果模型中定第4义页/了共9多5页种单元类型，则与这些单元类
定义材料属性
第8页/共95页
在创建单元时可以使用相关命令通过材料属性参考号来为单元分配其 采用的材料属性组。 定义材料属性： •Command：MP •GUI:[Main Menu]Preprocessor|Material Props|Material Models
ANSYS教程-第3章-几何实体模型生成网格模型
4. 分配体的单元属性
当对体划分网格前，要指定体的单元属性。 命令：VATT, MAT, REAL, TYPE, ESYS GUI:MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>All Volumes GUI:MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Picked Volumes
在计算单元矩阵时，有一些数据可能无法从节点坐标和材料特 性得到，这时就需要定义单元实常数。实常数是某一单元的补称几 何特征,因此，单元实常数是依赖单元类型的单元特性，并不是所有 的单元类型都需要实常数，同一类型的不同单元可以有不同的实常 数值。例如二维梁单元BEAM3的实常数：面积(AREA)、惯性矩 (IZZ)、高度(HEIGHT)、剪切变形常数(SHERZ)、初始应变 （ISTRAN）和单位长度质量(ADDMAS)等。
ANSYS会计算所定义的截面的几何特性（如截面面积、惯性矩、 翘曲常数、扭转常数等，并输出到ANSYS的输出窗口。单击 Preview，在图形窗口中显示所定义的截面。单击Meshview，在图 形窗口中显示该截面的同时，显示截面上的网格。 3.1.4.2 用户自定义截面类型 略
3.1.4.3 截面类型的删除、列表显示、图形显示与截面网格细化
■默认单元属性 通常的工作中，如果各个属性表（单元类型表、材料属性表 以及实常数表）只包含一个条目，即只定义了一项材料属性、一 个单元类型等，则在划分网格时可以不再为各个图元分配单元属 性，ANSYS将唯一的表项生成默认单元属性，在生成网格时自动 将默认单元属性分配给实体模型和单元。
ANSYS实体建模
应用坐标系创建几何模型
几何模型的定位和创建可基于三种坐标系 CS(Coordinate system) ■ 工作平面坐标系( Working Plane CS ) ■ 全局坐标系( Global CS ) ■ 局部坐标系( Local CS )
工作平面坐标系( Working Plane CS ) ■ 工作平面坐标系即一个 2-D 作图平面 ■ 主要用于实体模型体素的定位和定向
Workshop Supplement
布尔运算 Boolesns
相同维数的 图元进行运
算
布尔操作界面
加运算 粘接运算 搭接运算 互 分运 算
交运算 减运算 切分运算
设置
Operate Setting—设置
No——表示保留原图元； Yes——表示运算之后删除原始图元
Add—加运算
Add——相加，结果是多个相同维数的几何元素被合并成 一个新的几何元素
全局坐标系（续） ■ 缺省时，全局直角坐标系是激活坐标系 ■ 激活坐标系也可为柱（或球、其它坐标系）
局部坐标系（Local CS ）
节点坐标系—用于载荷和自由度定向（续）
■ 有时，需要旋转模型中某些节点的节点坐标系，用于 有坡度的滑动支撑或施加径向位移：
节点坐标系—举例
■ 观看节点坐标系： Utility Menu: PlotCtrls > Symbols >
ANSYS课件
(3)选择【File】丨【Change Title】菜单命令，弹出如图1.14所示的 【Change Title】对话框。 (4)在【Enter new title】文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”， 并单击【OK】。
2. 定义单位
在ANSYS主界面的输入窗口输入“UNIT,SI”，回车即可
ANSYS 常用图形界面
(1) 应用菜单（Utility Menu)
文件控制(File) 对象选择(Select) 资料列表(List) 图形显示(Plot) 图形控制(PlotCtrls） 工作界面设定(WorkPlane) 参数化设计(Parameters)
(2) 工具条( Toolbar)
打开[Customization]可以不设置 (设置整个工作空间和数值库所占空间大小）
打开[Preference]选择程序语言，默认【en-us】 (3)单击【Run】
ANSYS11.0 版本： 【开始】>【程序】> 【ANSYS11.0】> 【ANSYS】
1.5 ANSYS 常用图形界面
4.定义单元实常数
（1）Main menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete-----[Real Constants]对话框 (2)在[Real Constants],单击【Add】--------[Choose element type],选择
ANSYS基础教程—实体建模
ANSYS基础教程—实体建模
ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以用于解决
各种工程问题。在使用ANSYS进行有限元分析之前，我们需要先进行实体
建模，即将实际工程问题转化为计算机可解析的几何模型。本文将介绍ANSYS基础教程中的实体建模部分。
首先，我们需要打开ANSYS软件。在主界面上选择“几何建模”选项。接着，我们可以选择不同的几何建模方法，如二维绘图法、三维绘图法或
者实体建模法。在这里，我们选择实体建模法。
在实体建模法中，我们可以利用ANSYS提供的几何绘图工具对几何模
型进行创建。这些绘图工具包括直线、弧线、曲线、曲面等。我们可以根
据实际情况选择不同的绘图工具来创建几何模型。
在创建几何模型之前，我们需要先选择坐标系。ANSYS提供了多种坐
标系选择，如直角坐标系、极坐标系、柱坐标系等。我们可以根据实际情
况选择适合的坐标系。
接下来，我们可以开始创建几何模型。首先，我们可以选择直线工具
来创建直线段。在鼠标左键作用下，我们可以绘制直线段的起始点和结束点。当我们绘制好直线段之后，可以按下鼠标右键进行确认。
除了直线段，我们还可以创建曲线和弧线。曲线可以通过选择多个点
来创建，而弧线可以通过选择起点、中点和终点来创建。这样，我们就可
以在实体建模中创建出复杂的几何曲线。
在完成几何曲线创建后，我们可以再利用这些几何曲线来创建曲面。
在ANSYS中，我们可以选择多边形工具来创建曲面。我们只需要选择几何
曲线边界上的点，然后根据需要选择特定的曲面面积来创建曲面。
2019-2020年人教统编ANSYS实体建模教程幻灯片
•Command方式：ET
•GUI方式：[Main Menu]Preprocessor|Element Type|Add/Edit/Delete
定义了单元类型后，ANSYS会自动生成一个与此单元类型对应的 单元类型参考号，如果模型中定义了多种单元类型，则与这些单元类
2.5 定义单元类型
ANSYS单元库中提供了超过150种的不同单元类型，每种单元类 型有一个特定的编号和一个标示单元类型的前缀，如BEAM4（4号梁 单元），PLANE82（82号板单元），SOLID95（95号实体单元）。
单元类型决定了单元的：
（1）wenku.baidu.com点数和自由度；
（2）单元位于二维空间还是三维空间。
需要注意的是：设置作业名仅在Begin level才有效（开始级，此时 ANSYS不处于任何一个处理器中），且新的作业名只适用于更名 后打开的文件。在更名前打开的文件，如记录文件、错误信息文件 等仍然是原来的作业名。如果想新指定的作业名重新建立这些文件，
可以将change jobname对话框中New log and error files复选框 选中。 2. 定义分析标题 •Command方式：/TITLE •GUI方式：[Utility Menu]File|Change Title ANSYS将在所有的图形显示、所有求解输出中包含该标题。
ansys中实体建模
第五章实体建模
5.1实体建模操作概述
用直接生成的方法构造复杂的有限元模型费时费力，使用实体建模的方法就 是要减轻这部分工作量。我们先简要地讨论一下使用实体建模和网格划分操作的 功能是怎样加速有限元分析的建模过程。
自下向上地模造有限元模型：定义有限元模型顶点的关键点是实体模型中最 低级的图元。在构造实体模型时，首先定义关键点，再利用这些关键点定义较高 级的实体图元（即线、面和体）。这就是所谓的自下向上的建模方法。一定要牢 记的是自下向上构造的有限元模型是在当前激活的坐标系内定义的。
图5-1自下向上构造模型
自上向下构造有限元模型：ANSY 程序允许通过汇集线、面、体等几何体素 的方法构造模型。当生成一种体素时，ANSYS?序会自动生成所有从属于该体素 的较低级图元。这种一开始就从较高级的实体图元构造模型的方法就是所谓的自 上向下的建模方法。用户可以根据需要自由地组合自下向上和自上向下的建模技 术。注意几何体素是在工作平面内创建的， 而自下向上的建模技术是在激活的坐 标系上定义的。如果用户混合使用这两种技术，那么应该考虑使用 CSYS WP 或 CSYS 4命令强迫坐标系跟随工作平面变化。
Areas
“ P
图5-2自上向下构造模型（几何体素）
注意：建议不要在环坐标系中进行实体建模操作，因为会生成用户不想要的面或体。
运用布尔运算：可以使用求交、相减或其它的布尔运算雕塑实体模型。通过 布尔运算用户可直接用较高级的图元生成复杂的形体。布尔运算对于通过自下向 上或自上向下方法生成的图元均有效。
拖拉或旋转：布尔运算尽管很方便，但一般需耗费较多的计算时间。故在构 造模型时，如果用拖拉或旋转的方法建模，往往可以节省计算时间，提高效率。
3 ANSYS建模
• •
•
球坐标形式： X轴、Y轴、Z轴分别代表分别代表R、 和
三 局部坐标系
• 在许多情况下由于特定的用途需要建立 各种各样的局部坐标系。其原点可能与 总体坐标系有一定的偏移，其坐标轴也 可能与总体坐标系有一定的转角。它也 有笛卡儿坐标、柱坐标和球坐标3种形式 。总体坐标系和局部坐标系也是构建其 它坐标系（结点坐标系、单元坐标系等 ）的基础。
二 总体坐标系
• 总体坐标系和局部坐标系是用来定位几何体。默认情况下，建模 操作时使用的坐标系是总体笛卡儿坐标系。但是很多情况下，采 用其它坐标表达形式往往会更加方便，比如旋转模型时需要用到 柱坐标表达形式。总体坐标系是一个绝对的参考系。ANSYS提 供了3种坐标表达形式：笛卡儿坐标、柱坐标和球坐标。所有这3 种坐标系都是右手法则，且有相同的原点，它们由其参考号识别 ：0－笛卡儿坐标；1－柱坐标；3－球坐标。 笛卡儿坐标形式：X轴、Y轴、Z轴分别代表其原始意义； 柱坐标形式： X轴、Y轴、Z轴分别代表径向R、周向和轴向Z；
3.1.6 关键点与硬点
• 关键点：CAD模型中级别最低的模型元素。一 般不独立存在。
• 硬点：特殊的关键点，附属于某线和面上，便 于施加集中载荷和结果提取。
• 定义关键点: – Preprocessor > -ModelingCreate > Keypoints – 或用 K族命令: K, KFILL, KNODE, etc.
ANSYS基础3-建立实体模型
细节 • 分析模型中不应该包括对分析结果无足轻重的细节，从CAD系统读取模 分析模型中不应该包括对分析结果无足轻重的细节， 系统读取模 型到ANSYS之前，可以先去掉这些细节。 之前， 型到 之前 可以先去掉这些细节。 • 一些细节可能很重要，如导角或孔洞，可能出现最大应力，是否保留这 一些细节可能很重要，如导角或孔洞，可能出现最大应力， 些细节取决于分析的目的。 些细节取决于分析的目的。
Training Manual
第6章-建立实体模型
概述
•
本章的目的是：回顾建模要预先考虑的事宜，讨论如何输入几何模型 本章的目的是：回顾建模要预先考虑的事宜，讨论如何输入几何模型, 最后讨论如何用ANSYS 命令建立几何模型。 命令建立几何模型。 最后讨论如何用
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ansysworkbench实体建模及计算(详解)
实例分析（基础）
快捷键：滚动鼠标滚轮缩放，按住鼠标滚轮不放移动鼠标旋转，ctrl+鼠标中键（滚轮）移动。Shift+鼠标中键上下移动改变视图大小。Ctrl+鼠标左键点选可选择不连续多个对象（可在绘图窗口直接选择或在设计树中选）。绘图时（草图模式sketching下）选中某个对象按delete 可删除该对象。
打开ansys workbench（点击“开始”----->“程序”----->“ansys12.1”----->“workbench”）出现这个窗口。
左半边儿有很多按钮，可以双击这些按钮打开相应的程序。
这是局部放大后的图片，双击这里面的按钮，加入建模程序。这时原来空白的地方出现了一个图标。
程序启动后点击选择单位
点击OK之后就可以建模了。
建立模型
这个窗口就是建模程序的主窗口。左半边儿白色小窗口里有三个坐标供选择。分别是“XYPlane”“ZXPlane”“YZPlane”。绘图前必须选择相应的坐标，在坐标上建立草图。
比如现在要选择“XYPlan”，在这个平面建立草图“sketch1”，在这个草图上进行平面图绘制。
可以看到下图上边儿偏右处有个新建草图按钮，点击这个按钮可以建立一个新的草图。
新建草图后，XYPlan下出现sketch1，如下图。
点击选中这个草图（或者点击选中“XYPlan”），点击正视于（look at）按钮。这个按钮位于下面的工具栏右边。
也可以点击选中sketch1（或“XYPlan”）右键点击调出快捷键菜单，选中“look at”。
这时绘图区的坐标会自动摆正。
最新ANSYS 课件 第三章 建立实体模型讲学课件
Grid size — 显示工作平面的大小(大 小无限制)。
ANSYS 命令—工作平面
➢ 用Offset 和 Align菜单可
以把工作平面移到期望
的任意位置。 通过增量移动工作平面
用按扭实现 (通过 指针滑动改变增量)。
或输入希望的增量 值。
输入几何模型—IGES 输入
➢ Merge 选项
缺省为YES ，合并重叠 部分，以使相应的面只 有一条公用线，相邻的 线只有一个相交的关键 点。
只有在使用 Defeaturing
方法，且运行超出内存
时此项改为NO。
合并
ioptn,merge,yes/no
输入几何模型—IGES 输入
➢ Solid 选项
或使用动态方式 (类似 平面移动- 缩 放- 转动)。
ANSYS 命令—工作平面
➢ Offset WP to >保持当前方位， 简单将工作平面移动到期望的 位置：
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 移到这些关键点的中心。
存在的一个或多个节点。 通过坐标值指定关键点的中心位
Utility Menu > File > Import > UG...
激活Defeaturing 选项 缺省为No Defeaturing
ANSYS基础教程-实体建模
ANSYS基础教程—实体建模
关键字：ANSYS ANSYS教程实体建模
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ANSYS 有一组很方便的几何作图工具。本文将讨论这些作图工具，主要内容包括：实体建模定义、如何自上而下建模、以及如何让自下而上建模。
实体建模概述
·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.
A. 定义
·实体建模可以定义为建立实体模型的过程.
·首先回顾前面的一些定义：:
–一个实体模型有体、面、线及关键点组成。.
–体由面围成，面由线组成,线由关键点组成.
–实体的层次从底到高: 关键点→线→面→体. 如果高一级的实体存在，则低一级的与之依附的实体不能删除.
·另外，一个只由面及面以下层次组成的实体，如壳或二维平面模型，在ANSYS中仍称为实体.
·建立实体模型可以通过两个途径:
–由上而下
–由下而上
·由上而下建模；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.
·由下而上建模；首先建立关键点，由这些点建立线.
·可以根据模型形状选择最佳建模途径.
·下面详细讨论建模途径。
B. 由上而下建模
·由上而下建模；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.
ANSYS建模两种方法和给材料添加材料属性
ansys 实体建模详细介绍3--体
用于描述三维实体，仅当需要体单元的时候才需要定义体。生成体时自动生成低级别的对象，如点、线、面等。
Main menu / preprocessor / modeling / create / volumes
展开体对象创建菜单
1.1 Arbitrary ：定义任意形状
a) Through kps ：通过关键点定义体
b) By areas ：通过边界面生成体
1.2 Block ：定义长方体
a) By 2 corners & Z ：通过一角点和长、宽、高来确定长方体。
b) By center，corner,Z：用外接圆在工作平面定义长方体的底，用Z方向的坐标定义长方体的厚度。
c) By dimensions ：通过指定长方体对角线两端点的坐标来定义长方体。
1.3 Cylinder ：定义圆柱体
a）solid cylinder ：圆柱体，通过圆柱底面的圆心和半径，以及圆柱的长度定义圆柱
b）hollow cylinder（空心圆柱体）：通过空心圆柱体底面圆心和内外半径，以及长度定义空心圆柱
c）partial cylinder（部分圆柱）：通过空心圆柱底面圆心和内外半径，以及圆柱开始和结束角度，长度来定义任意弧长空心圆柱。
d）by end pts&Z ：通过圆柱体底面直径两端的坐标和圆柱长度来定义圆柱
e）By dimensions：通过圆柱内外半径、圆柱两底面Z坐标、起始和结束角度来定义圆柱。
1.4 Prism ：棱柱体
a) Triangular：通过定义正三棱柱底面外接圆圆心与棱柱高度来定义正三棱柱
ANSYS-3D实体模型实例
ANSYS-3D实体模型实例
实验二三维实体结构的分析
前面的实训练习中，是采用先生成节点，然后连接节点生成元素的方法来建立有限元模型的，它适用于结构比较简单的零件。但是对于一些复杂结构，如果还是采用上面的方法建立有限元模型，不但非常繁琐，而且容易出错，甚至在有些情况下几乎是不可能的。因此，本实训中将介绍三维实体结构的有限元分析。
一、问题描述
图25所示为一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为，
l,1.0m,a,0.16m,b,0.2m,c,0.02m,d,0.03m。试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。其他已知参数如下:
图25 工字钢结构示意图
u,0.3弹性模量(也称杨式模量) E= 206GPa;泊松比;
32,,7800kg/mg,9.8m/s材料密度;重力加速度;
作用力Fy作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000N 二、实训目的
本实训的目的是使学生学会掌握ANSYS在三维实体建模方面的一些技术，并深刻体会ANSYS软件在网格划分方面的强大功能。
三、结果演示
图26单元类型库对话框
使用ASSYS 8。0软件对该工字钢梁进行结构静力分析，显示其节点位移云图。
四、实训步骤
(一)ASSYS8.0的启动与设置
与实训1第一步骤完全相同，请参考。
(二)单元类型、几何特性及材料特性定义
图27 单元类型对话框
1定义单元类型。点击主菜单中的“Preprocessor>Element Type
>Add/Edit/Delete”，弹
出对话框，点击对话框中的