2.2 创建几何模型
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2.2 创建几何模型
2.2.1 创建关键点
(1) 在给定坐标点创建关键点
命令:K, NPT, X, Y, Z
NPT - 关键点的编号,缺省时(0或空)自动指定为可用的最小编号。
X,Y,Z - 在当前坐标系中的坐标值,当前坐标系可以是CSYS 指定的坐标系。
如果输入的关键点号与既有关键点号相同,则覆盖既有关键点。
即关键点是惟一的,并以最后一次输入的为准。
如果既有关键点与较高级图素相连或已经划分网格,则不能覆盖,并给出错误信息。
例如:/prep7 ! 进入前处理
k,,10 ! 创建缺省编号的关键点,其编号为1
k,15,10,5 ! 创建编号为15 的关键点
k,16,10,5,5 ! 创建编号为16 的关键点
k,,10,3 ! 创建缺省编号的关键点,其编号为2
k,15,10,6 ! 重新定义编号为15 的关键点
(2) 在两关键点之间创建一个关键点
命令:KBETW, KP1, KP2, KPNEW, TYPE, VALUE
KP1,KP2 - 第1 个和第2 个关键点号。
KPNEW - 指定创建的关键点号,缺省时系统自动指定为可用的最小编号。
TYPE - 创建关键点的方式,当TYPE=RATIO 时(缺省),VALUE 为两关键点距离的比值,即:(KP1-KPNEW)/(KP1-KP2)。
当
TYPE = DIST 时,VALUE 为KP1 到KPNEW 之间的距离,且仅限于直角坐标系。
VALUE - 由TYPE 决定的新关键点位置参数,缺省为0.5。
如果TYPE = RATIO,则VALUE 为比率,若小于0 或大于1,则在两个关
键点的外延线上创建一个新关键点。
如果TYPE = DIST,则VALUE 为距离值,若小于0 或大于KP1 与KP2 之间的距离,会
在外延线上创建一个新关键点。
新创建的关键点位置与当前坐标系有关,如为直角坐标系,新点将在KP1 和KP2 之间的直线上;否则将在由当前坐标系确定的线上。
(3) 在两关键点之间创建多个关键点
命令:KFILL, NP1, NP2, NFILL, NSTRT, NINC, SPACE
NP1,NP2 - 两个既有关键点号.
NFILL - 在NP1 和NP2之间将要创建的关键点个数,缺省为|NP2-NP1| - 1。
NSTRT - 指定创建的第一个关键点号,缺省为NP1+NINC。
此号最好指定,以防覆盖。
NINC - 将要创建的关键点编号增量,其值可正可负,缺省为(NP2-NP1) / (NFILL+1)。
SPACE - 间隔比,即创建关键点后,最后一个间隔与第一个间隔之比。
缺省为 1.0,即等间隔。
与KBETW 相同,新创建关键点位置与当前坐标相关。
示例:
/prep7 ! 进入前处理
k,1 ! 创建关键点1,坐标:0,0,0
k,20,10 ! 创建关键点20,坐标:20,0,0
k,3,10,5 ! 创建关键点3,坐标:10,5,0
kfill,1,20,8 ! 采用缺省设置,在1 和20 之间创建8 个关键点
! 其编号依次为3, 5,……,17。
而原来的关键点3 则被覆盖。
k,50,10,5 ! 创建关键点50,坐标:10,5,0
kfill,1,50,20,100,1 ! 在1 和50 之间创建20 个关键点,起始编号100,编号增量为1
k,60,10,10 ! 创建关键点60,坐标:10,10,0
kfill,1,60,15,222,3,2.5 ! 在1 和60 之间创建15 个关键点,起始编号为222,编号增量为3, ! 间隔比为2.5。
创建的关键点间隔越来越大
(4) 复制创建关键点
命令:KGEN, ITIME, NP1, NP2, NINC, DX, DY, DZ, KINC, NOELEM, IMOVE
ITIME - 复制次数,缺省为2。
NP1,NP2,NINC - 按增量NINC 从NP1 到NP2 定义关键点的范围(缺省为NP1),NINC 缺省为1。
NP1 也可为ALL 或组件名,此时NP2 和NINC 将被忽略。
DX,DY,DZ - 在当前坐标系中,关键点坐标的偏移量。
对于柱坐标系为--,Dθ,DZ;对于球坐标系为--, Dθ,--,其中--表示不可操作。
KINC - 要创建的关键点编号增量,缺省时由系统自动指定.
NOELEM - 是否创建单元和节点控制参数。
NOELEM=0(缺省)如果存在单元和节点则生成;NOELEM=1不生成单元和节点。
IMOVE - 关键点是否被移动或重新创建。
IMOVE=0(缺省)原来的关键点不动,重新创建新的关键点;当IMOVE=1 不创建新关键点,原来的关键点移动到新位置,此时编号不变(即ITIME、KINC 和NOELEM均无效)单元和节点一并移动。
例如:
/prep7 ! 进入前处理
k,1 ! 创建关键点1
k,20,10 ! 创建关键点20
kgen,,1,20,19,,5,,,,1 ! 移动关键点1 和20,沿Y 轴偏移量为5
kgen,8,all,,,,,5 ! 沿Z 轴偏移5,复制8 次(含自身)
kgen,3,all,,,,15 ! 沿Y 轴偏移15,复制3 次(实际另外复制2次)
kgen,,all,,,,60,,,,1 !再将所有关键点沿Y 轴移动60
(5) 镜像创建关键点
命令:KSYMM, Ncomp, NP1, NP2, NINC, KINC, NOELEM, IMOVE
Ncomp - 对称控制参数,Ncomp = x,关于X(或R)轴对称(缺省);
Ncomp = y,关于Y(或θ)轴对称;
Ncomp = z,关于Z(或Φ)轴对称。
可通过定义工作平面移动后,利用CSYS,4 设定当前坐标系,则当前坐标系原点位置与工作平面相同,在利用镜像时其几何位置也发生相应变化。
当然也可通过局部坐标系对称。
例如:
/prep7 ! 进入前处理
k,1,1,1 ! 创建关键点1
k,20,10,10 ! 创建关键点20
kfill,1,20,8,30 ! 在1 和20 之间创建8 个关键点,起始编号为30
ksymm,x,all ! 所有关键点关于X 轴对称创建新的关键点
ksymm,y,all ! 所有关键点(包括上条创建的)关于Y 轴对称创建新的关键点
(6) 列表显示关键点信息
命令:KLIST, NP1, NP2, NINC, Lab
其中NP1,NP2,NINC 参数意义同命令KGEN 中。
Lab 为列表信息控制参数,Lab = 0 或空则列出全部信息;Lab=COORD 则仅列出坐标值;Lab=HPT 则仅列出硬点信息。
例如:
klist ! 列出所选择的关键点的所有信息。
klist,,,,coord ! 列出所选择的关键点的坐标。
(7) 在屏幕上显示关键点
命令:KPLOT, NP1, NP2, NINC, Lab
其中Lab 为关键点或硬点控制参数。
Lab=0 或空,则显示所有关键点;Lab=HPT 则只显示硬点。
其余参数意义同KGEN 命令中的说明。
例如:
kplot ! 显示所选择的关键点。
kplot,,,,hpt ! 显示所选择的硬点。
(8) 删除关键点
命令:KDELE, NP1, NP2, NINC
其参数意义同KGEN 中的参数意义。
(9) 选择关键点
命令:KSEL, Type, Item, Comp, VMIN, VMAX, VINC, KABS
Type - 选择类型标识。
其值可取:
S - 从所有关键点中(全集)选择一组新的关键点子集为当前子集。
R - 从当前子集中再选择一组关键点,形成新的当前子集。
A - 从全集中另外选择一组关键点子集, 添加到当前子集中。
U - 从当前子集中去掉一组关键点子集。
ALL - 重新选择当前子集为所有关键点,即全集。
NONE - 不选择任何关键点,当前子集为空集。
INVE - 选择与当前子集相反的部分,形成新的当前子集。
STAT - 显示当前子集状态。
Item - 选择数据标识,仅适用于Type=S,R,A,U。
缺省为KP,可选择的有:
KP - 以关键点号选择,其后参数相应赋值。
EXT - 选择当前线子集中线的最外面关键点,其后无参数赋值。
HPT - 以硬点号选择,其后参数相应赋值。
LOC - 以当前坐标系中的坐标值选择,其Comp 可选择X,Y,Z,且其后参数相应赋值。
MAT - 以跟关键点相关的材料号选择,其后参数相应赋值。
REAL - 以跟关键点相关的实常数号选择,其后参数相应赋值。
TYPE - 以跟关键点相关的单元类型号选择,其后参数相应赋值。
ESYS - 以跟关键点相关的单元坐标选择,其后参数相应赋值。
Comp - 选择数据的组合标识。
如Item = LOC 时的X,Y,Z。
VMIN - 选择项目范围的最小值。
可以是关键点号、坐标、属性以及与选择项目相适应的数据等。
当VMIN 为组件名时,VMAX 和VINC 将被忽略。
VMAX - 选择项目范围的最大值。
缺省时VMAX=VMIN;如果VMAX=VMIN 则选择容差为
±0.005×VMIN;如果VMIN=0.0 则选择容差为±1.0E-6,如果VMIN≠VMAX,则选择容差为
±1.0E-8×(VMAX-VMIN)。
选择容差的大小对于能否达到期望的结果有较大影响,例如当VMIN = 5000 = VMAX时,选择容差为±25,则4975~5025 均被选择。
VINC - 在选择范围内的增量。
仅适用于整数(如关键点编号),必须大于零,缺省为1。
KABS - 绝对值控制标识。
如为0,则在选择期间检查值的符号;如为1,则在选择期间使用绝对值,即忽略值的符号。
在使用KSEL 命令选择时,建议不要采用Item=KP,即编号选择。
因为在使用命令流建模过程中,关键点有时是不知道的,如用编号选择,则需要用GUI 查看关键点编号,这样就降低了建模效率,并且不同的ANSYS 版本其编号顺序会有差别。
因此建议采用坐标或其它选择方法。
示例:
/prep7 ! 进入前处理
k,1 ! 创建关键点1
k,20,10 ! 创建关键点20
kfill,1,20,8,30,1 ! 在1 和20 之间创建8 个关键点,起始编号为30
ksel,s,kp,,32,35,1 ! 在全集中选择编号32~35 的关键点
ksel,r,kp,,32,34,1 ! 在当前子集中重新选择编号32~34 的关键点
ksel,a,kp,,1,20,19 ! 将全集中的1 和20 号添加到当前子集
ksel,u,kp,,1 ! 在当前子集中去掉1 号关键点
ksel,inve ! 反选(当前为1,30,31,35~37)
ksel,stat ! 列表显示选择信息,
! 如选择关键点6 个,共10 个关键点,最大关键点号为37 ksel,none ! 不选择任何关键点(如使用KPLOT 则屏幕不变)
ksel,all ! 选择全集,所有关键点均在当前子集中
ksel,s,loc,x,0,5 !选择X 坐标为0~5 的关键点(当前为1,30~33)
k,100,2.22 ! 在关键点31 近处建立关键点100
ksel,s,loc,x,2.22 !选择X 坐标为2.22 的关键点,将31 点也选择了
! 因X31=2.222222,而此时选择容差为 ±0.005×2.22 = ±0.0111,即坐标在2.2089~2.2311 之间的点都将被选择
ksel,s,loc,x,2.22,2.221 !选择X 坐标为2.22~2.221 之间的关键点(当前为100)。
此选择容差为±1.0E-8×(2.221-2.22) = ±1.0E-11,
! 显然非常严格。
当关键点坐标值较大且较密时要特别注意。
(10) 选择与所选线相关的关键点
命令:KSLL, Type
其中Type 取值可为S,R,A,U。
当使用KSEL 不便选择关键点时,可先选择线子集,然后选择与线子集相关的关键点。
该命令在建模过程中也较常用,类似的命令是KSLN (选择与所选节点相关的关键点)。
(11) 修改关键点坐标
命令:KMODIF, NPT, X, Y, Z
其中NPT 为要修改的关键点号。
X,Y,Z 为替代原有的坐标输入的数值,其值处于当前坐标系下。
要修改的关键点所依附的较高级图素,如线、面或体必须被选择,改变关键点后其较高级图素会重新生成。
与命令K 不同,当所定义的关键点依附较高级图素时是不能覆盖的;而KMODIF 是直接修改关键点坐标且会同时修改所依附的较高级图素。
如果被修改的关键点依附较高级图素,执行时此命令会出现确认提示对话框。
例如:
/prep7 !进入前处理
rectng,,1,,4 !创建一矩形
kmodif,3,2,5 !修改关键点3 的坐标,原坐标为(1,4),新坐标为(2,5)。
则生成一四边形。
(12) 关于硬点的操作
硬点是一种特殊的关键点,可以利用硬点施加荷载或从线和面上的任意点获取数据。
硬点不改变几何模型的几何形状和拓扑关系。
大多数关键点的命令都可用于硬点,在使用更新模型命令时,任何与图素相关的硬点将被删除,因此应在模型创建完毕后再创建硬点。
如果删除与硬点相关的图素,当该硬点与其它图素无关时,则此硬点也被删除,否则此硬点不删除。
定义硬点的方法有两种,即在线上定义硬点和在面上定义硬点,命令均为HPTCREATE,删除硬点命令为HPTDELETE。
2.2.2 创建线
线也是在当前坐标系中定义的,在不同的坐标系中创建的线形状是不同的。
当然不必总是明确创建所有的线,在创建较线高级的图素如面和体时,系统会自动创建线。
在需要定义线单元(如LINK 或BEAM)或由线创建面时才需要创建线。
而在土木工程中,线是经常需要创建的,例如杆系结构。
线的创建方法很多,其创建和管理命令如下表所示。
(1) 通过两关键点创建线
命令:L, P1, P2, NDIV, SPACE, XV1, YV1, ZV1, XV2, YV2, ZV2
P1,P2 - 分别为线始端和末端的关键点号。
NDIV - 线拟划分的单元数,通常不用。
可使用LESIZE命令定义网格属性
SPACE - 划分网格的间隔比率,通常不用。
可使用LESIZE定义网格属性。
XV1,YV1,ZV1 - 在当前坐标系中,与线的P1 端点相关的斜率矢量末点位置
XV2,YV2,ZV2 - 在当前坐标系中,与线的P2 端点相关的斜率矢量末点位置。
此两个矢量点用于确定线的两个端点的曲率,如果不指定矢量,则系统自动计算。
用L 命令创建的线形状与当前坐标系相关,如直角坐标系生成直线,柱和球坐标系可生成曲线(如θ 相同,则也生成直线)。
一旦创建线,则与随后的坐标系改变无关。
曲线限制在180°范围,只有没有依附面时才可修改。
示例:
/prep7 ! 进入前处理
k,1,1,1,1 ! 创建关键点1
k,2,3,5,8 ! 创建关键点2
l,1,2 ! 创建线L1,缺省为总体直角坐标系,因此线1 是直线
csys,1 ! 设定柱坐标系
l,1,2 ! 创建线L2,为柱面曲线
csys,2 ! 设定球坐标系
l,1,2 !创建线L3,为球面曲线
(2) 通过两关键点创建直线
命令:LSTR, P1, P2
在总体直角坐标系中生成线,即直线,与当前坐标系没有关系。
例如:
/prep7 ! 进入前处理
k,1,1,1,1 ! 创建关键点1
k,2,3,5,8 ! 创建关键点2
csys,1 ! 设定柱坐标系
l,1,2 ! 创建线L1,为柱面曲线
lstr,1,2 ! 创建线L2,为直线,与柱坐标系无关
(3) 通过关键点创建圆弧线
命令:LARC, P1, P2, PC, RAD
P1 - 圆弧线始端关键点号。
如P1=P 则采用GUI 方式拾取。
P2 - 圆弧线末端关键点号。
PC - 定义圆弧平面和圆弧曲率中心侧(RAD 为正值)的关键点,该点不能位于连接P1 和P2 的直线上,在曲率中心一侧任意一个关键点。
如果弧线角度大于180°则提示错误信息。
RAD - 弧线的曲率半径,即圆弧半径。
如果RAD 为负,则曲率中心在关键点PC 的相反位置。
如果为空,则由系统通过这三个关键点自动
计算半径。
示例:
/prep7 ! 进入前处理
k,1 ! 创建关键点1
k,2,1,-2 ! 创建关键点2
k,3,2,5 ! 创建关键点3
larc,2,3,1 ! 创建线L1,半径自动计算
larc,2,3,1,2 ! 创建半径为2 的线,提示错误,即在2,3 点间不能创建半径为2 的圆弧
larc,2,3,1,5 ! 创建线L2,半径为5
larc,2,3,1,10 ! 创建线L3,半径为5
csys,1 ! 设定总体柱坐标系
l,2,3 ! 创建以曲线L4
larc,2,3,1,10 ! 与弧线L3 重合,不创建新线L5
(4) 创建圆或圆弧线
命令:CIRCLE, PCENT, RAD, PAXIS, PZERO, ARC, NSEG
PCENT - 圆中心的关键点。
RAD - 圆弧半径。
PAXIS - 定义圆轴线(与PCENT 点共同确定)的关键点。
如果为空,轴线与工作平面正交。
PZERO - 定义与圆面垂直的平面之关键点(PZERO、PCENT 和PAXIS 三点定义面),此点作为圆弧起点位置。
当然这三个点不能共线,
且PZERO 不必在圆面上。
ARC - 圆弧长度(度)。
规定沿PCENT-PAXIS 矢量按右手规则为正,缺省为360°。
NSEG - 沿圆周生成的线段数。
缺省按90°划分圆弧的线数。
如360°则由4 条线段组成。
生成的
关键点对于360°的圆为 4 个,小于360°
的圆弧生成NSEG+1个关键点。
示例:
/prep7 ! 进入前处理
k,1,5,5 ! 创建关键点KP1
circle,1,3 ! 以KP1 为圆心,以3 为半径,采用缺省设置创建圆
circle,1,5,,,210 ! 以KP1 为圆心,以5 为半径,创建250 度的圆弧
circle,1,6,,,260,8 ! 以KP1 为圆心,以6 为半径,创建230 度的圆弧,且分为8 段
k,50,1,5 ! 创建关键点KP50
k,51,0,5,5 ! 创建关键点KP51
circle,1,8,50,51,310,10 ! 以KP1 为圆心,以8 为半径,以KP1 和KP50 为圆轴线,以KP1、KP50 和KP51 组成的平面与圆垂
直,创建长度为310 的圆弧,分段数为10。
! 此圆弧与X 轴垂直。
(5) 对两条相交线倒角,创建圆弧线
命令:LFILLT, NL1, NL2, RAD, PCENT
NL1,NL2 - 相交线的线号,初始状态可不相交。
RAD - 倒角半径,应小于两条线的长度。
如果倒角半径不合适,则会给出提示信息。
PCENT - 在圆弧中心创建的关键点号,缺省为空则不创建关键点。
例如:
/prep7 !进入前处理
k,1,1,1 $ k,2,10 $ k,3,10,5 ! 创建关键点KP1,KP2,KP3
l,1,2 $l,1,3 ! 创建线L1 和L2
lfillt,1,2,1,10 ! 对L1 和L2 交角倒角,倒角半径为1,在圆心创建关键点10 csys,1 ! 设定柱坐标系
l,2,3 ! 创建曲线L4
lfillt,1,4,2 ! 对直线L1 和曲线L4 倒角,倒角半径为2,创建圆弧线L5 l,3,4 ! 创建曲线L6
lfillt,4,6,1 ! 对两曲线L4 和L6 倒角,倒角半径为1,创建弧线L7
(6) 复制创建线
命令:LGEN, ITIME, NL1, NL2, NINC, DX, DY, DZ, KINC, NOELEM, IMOVE
ITIME - 复制次数,缺省为2 (包含自身)。
NL1,NL2,NINC - 按增量NINC 从NL1 到NL2 定义关键点的范围(缺省为NL1),NINC 缺省为1。
NL1 也可为ALL 或组件名,
此时NP2 和NINC 将被忽略。
DX,DY,DZ - 在当前坐标系中,关键点坐标的偏移量。
对于柱坐标系为--,Dθ,DZ;
对于球坐标系为--, Dθ,--,其中-- 表示不可操作。
KINC - 要创建的关键点编号增量,缺省时由系统自动指定(不会覆盖)。
NOELEM - 是否创建单元和节点控制参数。
NOELEM=0(缺省)如果存在单元和节点则生成;NOELEM=1 不生成单元和节点。
IMOVE - 线是否被移动或重新创建。
IMOVE=0(缺省)原来的线不动,重新创建新线;当IMOVE=1 不创建新线,原来的线移动到新位置,
此时编号不变(即ITIME、KINC 和NOELEM 均无效),且单元和节点一并移动。
(7) 合并两条或多条线
命令:LCOMB, NL1, NL2, KEEP
NL1,NL2 - 拟合并的两条线号。
NL1 可为ALL,或组件名。
KEEP - 是否保留输入的线及其公共关键点控制参数。
KEEP=0 则删除NL1 和NL2 及其公共关键点,如果已经划分网格则不能删除,或者依附于其它图素也不能删除
KEEP=1 则保留线及其公共关键点,但公共关键点不依附于新创建的线。
● 该命令可以合并独立线或依附于同面上的线,合并后便于网格划分。
● 可合并的线可为直线或曲线,以及直线与曲线,可共线或不共线。
● 当为多条线时,应为多条首尾相连的线。
● 无论在何种坐标系下执行合并,合并后的线不改变合并前的空间位置。
例如:
/prep7 ! 进入前处理
k,1,1,1$ k,2,10 ! 创建关键点KP1,KP2,
k,3,10,5 $k,4,15,8 ! 创建关键点KP3,KP4
l,1,2 $l,2,3 $l,3,4 ! 创建线L1,L2,L3
lcomb,1,2 ! 合并L1 和L2,且删除L1,L2 及共用关键点KP2
lcomb,all ! 合并所有线,即将L3 与刚刚创建的线合并,此时仅有一条线和两个关键点
! 上述合并过程可一次执行,即lcomb,all 即可。
由于几条线形成折线,因而出现警告信息:
(8) 将一条线分为多条线
命名:LDIV, NL1, RATIO, PDIV, NDIV, KEEP
NL1 - 拟分的线号。
NL1 可为ALL,或组件名。
如为负值,则表示按第二个端点计算RATIO 的值,即反向间隔比。
RATIO - P1-PDIV 的长度与P1-P2 的长度之比,其值在0~1.0 之间,缺省为0.5。
如果创建线的条数大于2(即NDIV>2),则RATIO
无效,即只能创建2 条以上的等间隔线。
PDIV - 在分割处生成的关键点号,缺省时由系统自动编号。
如果NL1=ALL 或NDIV>2 则输入无效,即必须由系统自动编号
如果PDIV 已经存在且位于NL1 线上(例如使用KL 命令在该线上创建关键点),则线在PDIV 点分割(这时RATIO 无效);
如果PDIV 存在,且不位于NL1 线上,则PDIV 通过投影移到NL1 线最近的位置。
PDIV 不能依附于其余线、面或体上。
NDIV - 创建线的条数,缺省为2。
如果NL1 为曲线,则弧长等分计算。
KEEP - 旧线保留或删除参数,如KEEP=0 则删除旧线(缺省);如KEEP=1 则保留旧线。
示例:
/prep7 ! 进入前处理
k,1,1,1 $ k,2,10, $k,3,20 ! 创建关键点KP1,KP2,KP3
l,1,2 $l,2,3 ! 创建线L1,L2
ldiv,-1,0.1 ! 将L1 分为2 段,且从KP2 到分割点的距离与L1 之比为0.1
ldiv,2,,,5 ! 将L2 分为5 个等长线段,线编号由系统指定,且删除旧线。
(9) 延长一条线
命令:LEXTND, NL1, NK1, DIST, KEEP
NL1 - 要延长的线号。
NL1 可为P(进入GUI 拾取)
NK1 - 指定线NL1 上被延长一端的关键点号,即指定延长方向
DIST - 线将要延长的距离。
KEEP - 控制延长线是否保留参数。
如KEEP=0(缺省)则表示不保留,仅创建一条新线;如KEEP=1 则保留旧线,创建一条新线,并有各
自的关键点。
但当依附于较高图素上时,不管KEEP 为何值,则系统保留旧线,并创建新线。
无论在何种坐标系下,也无论要延长的线原来是直线还是曲线,所延长部分总是直线。
示例:
/prep7 ! 进入前处理
k,1,1 $ k,2,10,2 ! 创建关键点KP1,KP2
l,1,2 ! 创建线L1
lextnd,1,2,20 ! 向KP2 点延长L1,且删除旧线。
Lextnd,1,1,10,1 ! 向KP1 点延长L1,且保留旧线。
此时有两条线存在。
csys,1 ! 设定总体柱坐标系
l,1,2 ! 创建曲线L3
lextnd,3,2,15 ! 延长曲线L3
(10) 通过多个关键点按样条创建一条曲线
命令:BSPLIN, P1, P2, P3, P4, P5, P6, XV1, YV1, ZV1, XV6, YV6, ZV6
P1,P2,P3,P4,P5,P6 - 样条曲线拟合的关键点,至少需要两个点。
P1 可以为P(进入GUI 方式拾取关键点,且以拾取的顺序进行拟合)。
当
采用关键点号时,只可使用6 个关键点定义,多于6 个关键点时,可以使用ALL,此时与关键点编号顺序无关,起
始关键点为编号最小的关键点,且按最接近上一个关键点的距离依次确定其它关键点顺序。
当有两个关键点距离上一
个关键点距离相同时,则按曲率方向变化数目较小的路径确定顺序。
XV1,YV1,ZV1 - 在P1 点与创建线相切外矢量的末点坐标,矢量坐标系的原点在关键点P1 上,缺省时其方向与当前坐标系方向相同。
但创
建的曲线与当前坐标系无关,总是按直角坐标系生成。
XV6, YV6, ZV6 - 在P6 点与创建线相切外矢量的末点坐标。
如果关键点数目少于6 个,则指最后一个关键点,而不是P6 点。
矢量坐标系
同上。
如果外矢量的末点坐标省略,则末端采用零曲率拟合,即自然顺滑的曲线。
创建曲线后,所有关键点均保留,但
曲线由首尾两个关键点组成。
示例:
/prep7 ! 进入前处理
pi=acos(-1) ! 利用函数得到π=3.1415926,并赋值给变量pi
*do,I,0,10,1 ! 利用循环,循环变量从0~10,增量为1。
创建11 个关键点
x1=i/5*pi ! 求得x
y1=sin(x1) ! 求y,使用了内部函数
k,2*I+1,x1,y1 ! 创建关键点
k,2*I+50,x1,y1+1
*enddo ! 结束循环
ksel,s,,,1,21 ! 仅选择下面形成正弦曲线上的点形成当前子集
bsplin,all ! 按样条创建曲线
bsplin,all,,,,,,0,5,0,10,-6 ! 利用同样的关键点但给定两端矢量,可看出L1 和L2 的区别。
采用多个关键点时按距离确定顺序的情况
ksel,all ! 选择全部关键点,即关键点全集
bsplin,all ! 按样条创建曲线L3
(11) 关键点绕轴线创建旋转线
命令:LROTAT, NK1, NK2, NK3, NK4, NK5, NK6, PAX1, PAX2, ARC, NSEG
NK1,NK2,NK3,NK4,NK5,NK6 - 将要旋转的关键点编号。
NK1 可为P、ALL 或组件名。
PAX1,PAX2 - 旋转轴的关键点编号。
ARC - 弧长(度),对PAX1-PAX2 旋转轴按右手规则为正,缺省为360°
NSEG - 沿圆周的线段数,最多为8 段。
缺省时按90°划分线,即360°按4 段划分。
例如:
/prep7 ! 进入前处理
k,1 $k,2,4 $k,3,3,2 $k,4,5,5 $k,5,1,-3 $k,6,2,-4 ! 创建6 个关键点
lrotat,3,4,5,6,,,1,2,280,7 ! 以1 和2 为旋转轴旋转3,4,5,6,旋转角为280,分为7 段。
(12) 通过坐标轴镜像创建线
命令:LSYMM, Ncomp, NL1, NL2, NINC, KINC, NOELEM, IMOVE
Ncomp - 对称控制选项,可选X(缺省),Y,Z 值。
其余参数意义可参考LGEN 命令。
该命令要求当前坐标系为直角坐标系,线可以在任
意象限。
与KSYMM 相同,可通过设定当前坐标系为工作平面或局部坐标系而改变镜像位置。
(13) 显示线和删除线
命令:LPLOT, NL1, NL2, NINC
(14) 删除线
命令:LDELE, NL1, NL2, NINC, KSWP
KSWP - 控制是否删除关键点。
当KSWP=0(缺省)则仅删除线当KSWP=1 则删除线及不依附于其它几何图素上的关键点;当线已经划分了单元网格,则不能删除。
(15) 列表输出线信息
命令:LLIST, NL1, NL2, NINC, Lab
其中Lab 控制采用列表方式,可选择:
空:显示所有信息。
Lab=RADIUS:输出线上的关键点和圆弧半径。
直线、非圆弧线和不能确定为圆弧的线均显示半径为0。
Lab=HPT:只输出包含硬点的线。
Lab=ORIENT:输出线的清单,列出确定方位的关键点和与线相关的截面ID号。
用于具有方位点和
截面号的梁单元(如BEAM18X 等)。
其余参数同LGEN 命令中的说明。
(16) 选择一组线
命令:LSEL, Type, Item, Comp, VMIN, VMAX, VINC, KSWP
Type - 同KSEL 命令。
Item - 选择数据标识,仅适用于Type=S,R,A,U。
缺省为LINE,Item 可选择
LINE - 以线号选择,其后参数相应赋值。
EXT - 选择当前线子集中面的最外面线,其后无参数赋值。
LOC - 以当前坐标系中的坐标值选择,其Comp 可选择X,Y,Z,而X,Y,Z 为线的中点坐标,且其后参数相应赋值。
注意采用的是当前坐标
系的坐标值。
TAN1 - 以线始点外切单位矢量选择,其Comp 可选择X,Y,Z
TAN2 - 以线末点外切单位矢量选择,其Comp 可选择X,Y,Z
NDIV - 以指定线的划分数目选择,其后参数相应赋值。
SPACE - 以线的划分间隔率选择,其后参数相应赋值。
MAT, TYPE ,REAL,ESYS, - 跟线相关的材料号、单元类型号、实常数号、单元坐标号。
SEC - 以截面ID 号选择,其后参数相应赋值。
LENGTH - 以线的长度选择,其后参数相应赋值。
RADIUS - 以线的半径选择,其后参数相应赋值。
HPT - 仅选择包含硬点的线,其后无参数。
LCCA - 仅选择连接线(使用LCCAT 命令创建的线)
VMIN, VMAX, VINC - 同KSEL 中。
KSWP - 控制选择方式。
当KSWP=0(缺省)则仅选择线;当KSWP=1则选择与线相关的关键点、节点和单元,但仅在Type=S时有效。
(17) 选择与面相关的线
命令:LSLA, Type
其中Type 仅可为S,R,A,U,其意义同上。
(18) 选择与关键点相关的线
命令:LSLK, Type, LSKEY
其中Type 意义同LSLA 中。
LSKEY 为包含关键点控制,当LSKEY=0(缺省)则只要线的任意一个关键点在选择集中(使用了KSEL 命令),则选择该线。
当LSKEY=1 则要求线的所有关键点均在选择集中才选择该线。
最后三条命令在以后几何建模和网格划分中使用,这里不再给出例子。
2.2.3 创建面
采用自顶向下的方法创建面,则ANSYS 自动创建其线和关键点,线和关键点编号由系统自定义。
自顶向下建模时几何图素均在工作平面内创建,因此图素的方位均与工作平面方位和位置有关。
如果采用自底向上方法创建面,则必须预先创建关键点或线。
ANSYS 创建面的方法很多,其创建命令和管理命令如表所示:
(1) 通过关键点创建面
命令:A, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13,P14, P15, P16, P17, P18
其中P1~P18 为关键点号。
最多18 个关键点,最少为3 个关键点。
关键点必须按顺时针或逆时针顺序输入,同时按右手规则确
定面的正法线方向。
当关键点数≥4 时,应该保证所有关键点位于同一平面或曲面内,即在当前坐标系下有一相同的坐标值,如Z 相同,则该面位于XY 平面内。
★如果相邻两关键点已经存在线(直线或曲线),则创建面时使用该线,该线形状与当前坐标系无关;
★如果存在多条线,则采用其中最短的线(直线)。
★如果相邻关键点没有线,则创建面时边的形状决定当前坐标系,如在直角坐标系下生成直线边,而在柱坐标系下生成曲线边。
但是一旦由这些关键点创建了面,再改变当前坐标系也不能改变面的形状了。
示例:
/prep7 ! 进入前处理
csys,1 ! 设定柱坐标系
k,1,1 $ k,2,1,90 ! 在柱坐标系下创建关键点
l,1,2 ! 在柱坐标系创建线
csys,0 ! 设定直角坐标系
k,3,-1 $k,4,0,-1 $ k,5,0.5,-0.7 ! 在直角坐标系下创建关键点
kpscale,all,,,3,3 ! 用比例创建另外一组关键点
a,1,2,3,4,5 ! 在直角坐标系下创建面
l,6,7 ! 在直角坐标系创建线
csys,1 ! 设定柱坐标系
a,6,7,8,9,10 ! 在柱坐标系下创建面
(2) 通过线创建面
命令:AL, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10
其中L1~L10 为线编号,最少要3 条线,当采用输入线号时最多10 条线。
生成面的正法线方向按右手规则由L1 的方向确定。
当L1 为负值时则表示面的正法线方向相反。
L1 可为ALL、P 或组件名,当L1=ALL 时面的法线由L2 定义面的法线方向,当L2 为空
时则默认为最小编号的线,且此时线数不受限制。
线号可以按任意顺序,但这些线必须是首尾相连可形成封闭的面。
当线数≥4时,线必须在同一平面内或曲面内。
由于采用既有线创建面,线形就决定了面边的形状。
示例:
/prep7 !进入前处理
csys,1 !设定柱坐标系。