LMS Test.Lab中文操作指南_Geometry几何建模

LMS b中文操作指南— Geometry几何建模
比利时LMS国际公司北京代表处
2009年2月
LMS b中文操作指南
— Geometry 几何建模
目录
第一步，软件启动 (3)
第二步，界面及工作表流程 (4)
1. Geometry界面 (4)
2. Geometry工作表 (4)
第三步，创建几何 (5)
1. 创建组件 (6)
2. 创建节点 (7)
3. 创建线 (9)
4. 创建面 (10)
5. 创建从节点 (10)
第四步，几何操作 (11)
1. 平移、缩放及旋转 (11)
2. 右键菜单操作 (11)
3. 其他操作 (13)
第五步，如何在柱坐标或球坐标下建立模态分析几何模型 (14)
1. 坐标系的选择： (14)
2. 关于整体坐标系和局部坐标系的说明 (16)
3. 关于欧拉角的使用说明 (17)
第六步，外部几何模型文件的导入 (18)
第一步，软件启动
¾通过Windows开始菜单
¾通过桌面图标
当安装LMS Test. Lab后，系统会在桌面上创建一个LMS Test. Lab文件夹，通过此文件夹也可启动软件。

通过打开Test lab 9A文件夹，双击Geometry按钮，作为一项独立的任务开始
¾在任意Test lab的模块中，通过add ins…进行添加
第二步，界面及工作表流程
1. Geometry 界面
2. Geometry 工作表
节点工作表 ¾ 从节点 – 创建主/从自由度
Geometry 工作表组成: ¾ 组件工作表 – 创建组件 ¾ – 创建节点¾ 线工作表 – 创建线 ¾ 面工作表 – 创建面
第三步，创建几何
几何坐标的输入有三种方式
¾直角坐标
¾柱坐标
¾球坐标
在部件工作表中可以选取不同的坐标输入方式
下面以直角坐标输入方式为例创建几何
¾ １－－定义组件名称； ¾ ２－－定义对应组件颜色； ¾ ３－－定义组件间的相对位置 ¾ ４－－接受输入状态；
¾ ５－－在单击Accept Table 后文件列表中会显示相应的组件名
如下图中1也可选取显示组件的位置position 应x,y,z); 选取显示组向
(orientatio 另外，单击Table Options 后，弹出组件表设置对话框，在其中可进行组件表显示的设置，所示。

（，对件的方n, 对应xy, xz, yz); 选取显示输入坐标的单位等（units and labels)，如下图中2
所示。

当完成了组件的定义后，即可开始创建几何了，首先从创建节点开始，创建过程如下图所示。

１－－选取要定义节点的组件； ２－－定义节点名；¾ ４－－单击accept table,接受输入的节点坐标，此时在几何显示窗口中显示相¾ ５－－单击右键，在弹出的窗口中选取fit model,使节点的显示适应窗口大小。

¾ ¾ ¾ ３－－输入节点坐标；
应的节点；
另外，通过单击table options可定义输入坐标为局部坐标或全局坐标，也对节点输入表中的显示选项进行选择，如下图中1所示。

在几何显示窗口中单击右键，选取model—nodes下的三个选项，可改变不同的节点显示方式（显示节点名、欧拉角等），如下图中2所示。

通过连接已创建的节点，可创建线，创建过程如下图所示。

¾１－－选取Lines工作表；
¾２－－依次连接六个节点，连接每两个节点后双击完成连线如果对创建的线不满意，则可进行删除，如下图示
¾１－－在列表中或几何中选取要删除的线；
¾２－－单击delete按钮，删除选中的直线
为了更逼真地显示几何模型，还可在节点的基础上创建面。

创建过程如下图示。

通过１或２可确定建立三角形表面或四边形表面，然后依次选取三或四个点构建相应的面。

5. 创建从节点
从节点可设置为１～４个节点自由度的平均，以下面操作为例：
¾１－－在几何中首先选取要作为从节点的节点plate6:4,然后依次选取plate6:
２和plate6:６，单击Accept按钮，则接受此从节点设置。

¾２－－通过Slave Directions设置从节点与主节点耦合的方向。

¾另外也可通过Delete按钮对已设置的从节点进行删除。

第四步，几何操作
1. 平移、缩放及旋转
¾ １—— 将鼠标移向位置１，按下左键可对几何进行平移操作¾ 另外，在几何显示窗口中按下鼠标左键，可对几何进行旋转操作
2. 右键菜单操作 ¾ Add Mode:通过此选项可进行添加线、三角形或四边形等元素。

¾ Views: 对几何模型进行不同方向的显示
¾ ２——将鼠标移向位置１，按下左键可对几何进行缩放操作
单击鼠标右键弹出几何操作快捷菜单
¾ Model:通过此菜单可进行几何上点、线、面等的显示操作¾ Selection:通过此选项可对几何上的点或其他元素进行选择
¾ Fit Model:
单击此选项使几何适应窗口的显示
¾ Visual Extensions:进行不同坐标平面或原点的显示
¾Copy to Clipboard：拷贝几何图形到剪切板，以进行模型的粘贴操作
¾ Options…：单击此选项后打开3D Options对话框，可进行背景、模型节点、线型等的显示操作。

¾Prefix Node-Name with Component：选取此项，即对几何节点的显示名称前加上部件名。

¾Use Component Visualization: 选中此项，则Component Visualision选项变为可选，单击该选项后可打开Component Visualisation对话框，可进行不同部件的设置及是否可视。

3. 其他操作
¾１－－进行完几何的建立后，单击此按钮进行保存
¾２－－通过此选项可进行部件坐标及几何的显示方式（左右显示或上下显示）
¾３－－通过此处的几个选项可从外部文件中输入几何或进行几何的复制、移动
等操作。

通过与前述相同的操作，可创建plate15部件。

此时在左侧文件窗口中显示plate6和plate15.至此即已完成了几何的创建。

第五步、如何在柱坐标或球坐标下建立模态分析几何模型
该部分内容主要介绍如何利用整体坐标系、局部坐标系、欧拉角、球坐标系、柱坐标系来建立复杂结构的模型。

1. 坐标系的选择：
软件中有三种坐标系可供选择，包括Cartesian、Cylindrical、Spherical。

Cartesian用来建立结构都是非圆弧形状的结构，使用相对简单，这里主要介绍Cylindrical和Spherical。

如果在Components界面选择了Cylindrical，在Nodes界面应该根据柱坐标输入每一个点的r, Theta, Z。

下图是一个实例（简单圆柱体）各节点的坐标输入截图：
那么你建立的每个节点会根据有自己的一个独立的欧拉角，Z轴向是柱平面的竖直方向，X是柱平面的法向，Y柱平面的切向。

建立的模型以及欧拉角如下图所示：
所以说在channel setup中设置传感器的方向时，只要保证贴传感器的方向和欧拉角的方向一直就可以了，比如贴在圆柱体的弧形面上，那么你在通道设置里面直接输入坐标系的方向就行了，因为实际的欧拉角方向已经旋转了。

关于Spherical的使用和Cylindrical类似，在Nodes界面中安装球坐标系的规则（包括r, Theta, Phi）把各点的坐标输入，下图是一个安装球坐标系建立的一个最普通的球的模型。

通过显示欧拉角可以看到，每一个点都有一个独立的欧拉角，X是球面的法向，Y和Z就是球面的两个切向。

同样在channel setup中设置传感器的方向时，只要保证贴传感器的方向和欧拉角的方向一直就可以了，比如贴在球体的弧形面上，那么你在通道设置里面直接输入坐标系的方向就行了，因为实际的欧拉角方向已经旋转了。

2. 关于整体坐标系和局部坐标系的说明
当模型是十分复杂的模型时，如果使用一个坐标系建模是很不方便的。

这时就对每个部件可以建立一个相对于整体坐标系的局部坐标系，这样就十分方便了。

比如下面例子的3个部件，Cylinder使用的是整体坐标系，cylindrical就是局部坐标系，且使用柱坐标系，坐标原点是（1，1，0），spherical也是局部坐标系，且使用球坐标系，坐标原点是（2，2，0）。

以上信息在Components界面中输入，输入的信息见下图。

建立好的3个模型如下图所示：
3. 关于欧拉角的使用说明
在粘贴传感器时，有些点不是整体坐标系的XYZ方向，可以在某一个或者几个平面上有一个角度旋转，这时传感器的方向就没有办法设置，通常的一种做法是粘贴一个刚性质量块，使该点的方向恢复到整体坐标系的方向；另一种方法就是直接在Geometry中设置一个欧拉角，不需要粘贴质量块就可以解决问题。

关于旋转角度的说明：XY是指绕Z轴按照右手定则旋转一个角度，XZ是指绕Y轴按照右手定则旋转一个负角度（所以这里通常输入一个负角度），YZ是指绕X轴按照右手定则旋转一个角度。

举例说明：建立4个点，XYZ点是没有任何旋转的，XY点是在XY输入90度，XZ点是在XZ输入90度，YZ点是在YZ输入90度。

建立好的各点的欧拉角如下图所示：（红色Z，绿色X，蓝色Y）
第六步、外部几何模型文件的导入
b可以通过通用的UFF 15和UFF82格式导入外部几何模型。

通用的流行3D建模软件均有该格式的数据导出功能。

两种格式的说明如下：
节点模型UFF 15文件格式说明
Record 1 FORMAT(4I10,3E13.5)
¾区域1 −节点编号
¾区域2 −定义坐标系(>=0)
¾区域3 −位移坐标系(>=0)
¾区域4 −颜色编号
¾区域5−7−各节点的3维坐标
线架模型UFF 82文件格式说明：
Record 1 FORMAT(3I10)
线架模型信息行
¾区域 1 −线架编号
¾区域 2 −参与构成此线架模型的节点个数
¾区域 3 −颜色编号
Record 2 FORMAT(80A1)
定义行，不能为空，无信息设为NONE
Record 3 FORMAT(8I10)
¾区域1−N −参与线架模型的各节点编号
UFF 15及58文件各行格式如后附图所示：。