ANSYS Workbench11.0 概念建模

选定线
分数 = 0.5
分数 = 0.25
概念建模
横截面
• 横截面:
– 横截面作为一种属性赋给线体,这样就可以在有限元仿真中定 义梁的属性
– DM中, 在草图中描绘横截面并通过一组尺寸控制横截面的形 状
• 注意: DesignModeler对横截面使用一套不同于ANSYS环境 (后 文介绍) 的坐标系
平坦面
扭曲面
详细列表窗口
• 翻转表面法线 • 输入传递到有限元模型中的厚度
概念建模
从线建立面…
• 从线建立面注意:
– 无横截面属性的线体能用于将表面模型连在一起. 在这种情况 下线体仅仅起到确保表面边界有连续网格的作用.
2 个面体
线体 (无横截面属性)
最终得到表面接合处连续的有限 元网格
概念建模
• CGy =质心的y坐标.
• SHx = 剪切中心的x坐标.
• SHy = 剪切中心的y坐标.
概念建模
横截面对齐
• 如下图所示在DM中横截面位于XY平面: • 通过下面方式定义横截面对齐:
– 局部坐标系或横截面的+Y方向
• 默认的对齐是全局坐标系的+Y 方向,除非这样做会导致非法的对齐。 如果是这样的话，这时将会使用+Z 方向
重复前面的步骤再创建两个 表面体 “>Generate”
Workshop 6-1, 线和面体
10. [Main Menu] > Concept
> Surfaces From Lines
10
按住 control 键选择右图所示 的4条线.
(或者按住鼠标左键扫过这些 直线进行组选取)
11. >Apply
11
Workshop 6-1, Line and Surface Bodies
12. “>Generate”表面体. 注意: 一个冻结表面体就 生成了,它是以选定的直 12 线为边界
– 注意: 在 ANSYS 经典环境中, 横截面位于YZ平面中，用X方向 作为切线方向. 这种定位上的差异对分析没有影响.
Y
横截面
相切边
概念建模
横截面对齐…
• 用有色编码显示线体横截面的状态:
– 紫色: 线体未赋值截面属性 – 黑色: 线体赋予了截面属性且对齐合法 – 红色: 线体赋予了截面属性但对齐非法
加入2条竖直线并像图中所示 标注尺寸
[Sketch] > Draw > Line 2. 将光标放在最上面的线附
近直到出现 “C” 重合约 束. 移动光标到底线直到 出现 “C” 和表示 竖直约 束的“V”. 3. 对第二条线重复刚才的步 骤.
如图所示施加水平尺寸. [Sketch] > Dimension >
从树形目录中选择想要 的草图然后单击 “Apply”
在图形窗口中选择草图中的想要的 部分然后点击 “Apply”
概念建模
边接合
• 边接合就是将放在一起的表面体和概念模型中梁 和表面相粘合. 每当生成一个接合,从边界生成线或 从线特征生成表面时,DM就隐含地创建了边接合
概念设计
边接合…
• 在视图菜单中打开Edge Joints 选项就可以浏览边连接:
• 可以用以下两种方式之一开始进行概念建模:
– 用绘图工具箱中的特征创建线或表面体,用来设计2D草图和/或 生成3D模型
– 用导入外部几何体文件特征
• 用概念建模工具可以创建线体:
– 用点生成线 – 从草图生成线 – 从边生成线
• 用概念建模工具可以创建表面体:
– 从线生成表面 – 从草图生成表面
概念建模
ANSYS WORKBENCH 11.0 培训教程
第六章 概念建模
概念建模
目录
• 概念建模 • 创建线体 • 修改线体 • 横截面 • 横截面对齐 • 横截面偏移 • 由线建立面 • 边的连接 • Workshop 6-1, 线体素和面体素
概念建模
概念建模
• Concept菜单中的特征用于创建和修改线体和/或表面 体,这些体将变成有限元梁和板壳模型.
选择方式
矢量方式
概念建模
横截面对齐…
• 用矢量方式修改横截面方向:
切换到 “Vector” 对齐模 式
键入想要的坐标值
键入想要的旋转角度
确认是否希望方向倒置
概念建模
横截面对齐…
• 用选择方式修改横截面方向 (以下为几个例子):
1. 在图形窗口中选择要对齐的线体
3. 选取所要对齐的几何体 2. 在激活状态下，点选对齐域
• 在模型上选择表面. 表面边界将变成线体 (另一种办法是直接选3D边界). • 在详细列表窗口按“Apply”作为为基本对象 •注意:在这种情况下由于边的连通性质有2个线体被创建.
概念建模
修改线体
• 分割线体:
– 分割线体边成两段 – 用比例特性控制分割位置 (例如 0.5 = 在一半处分割). – 范例:
创建线体
• 从点生成线:
– 点可以是任何2D 草图点, 3D 模型顶点或 点特征 (PF) 点.
– 一个点分段通常是一条连接两个选定点的直线. – 该特征可以产生多个线体,这一点取决于所选点分段
的连接性质. – 操作域允许在线体中选择添加或添加冻结选择.
概念建模
创建线体…
用矩形草图中的2D点通过“从点生成线”创建线体的例子. 选定2个点定义一条对角线体. 绿线提示要生成的线段. 点“Apply”确认选择然后按“Generate”生成. 线体被显示成蓝色.
概念建模
横截面对齐…
用直线和轴线对齐.
选定用于对齐的直线 Y
选定用于对齐的轴线
Y Edge Tangent
概念建模
横截面对齐…
用面的法线对齐.
Y
Y
对齐面
概念建模
横截面对齐…
用草图点对齐. 注意: 点的选取顺序决定横截面对齐方式.
1 2
选定的线体
2D 点
Y 切线边
概念建模
横截面偏移
• 横截面偏移:
线体 点1
点2
概念建模
创建线体…
• 从草图生成线:
– 基于草图和从表面得到的面创建线体 – 取决于基本对象边的连接性质可以创建多个线体 – 在特征树形目录中选择草图或面然后在详细列表窗口中点击
“Apply” – 多个草图,面以及草图与面组合可以作为基本对象创建线体
概念建模
创建线体…
范例 “从草图生成线”. 创建的草图作为创建线体的输入. “从草图生成面” 需选择:
概念建模
横截面…
• 从概念菜单中可以选择横截面 • 在树形目录中插入横截面分支,在那里列出每个被选中
的横截面
概念菜单
树形目录
横截面菜单
概念建模
横截面…
• 在树形目录中点亮横截面即可在详细窗口中修改 它的尺寸
概念建模
横截面…
• 尺寸编辑
– 点击鼠标右键,在弹出的菜单中选择移动尺寸,这样就可以对横 截面尺寸的位置重新定位
• >File>New, 或起始页:
– 选择创建新几何体 – 设定长度单位为 millimeter
Workshop 6-1, 线和面体
创建一个矩形 [Sketch] > Rectangle 1. 将光标放在原点附近直到
“P” 出现, 点击后拖动鼠 标定义矩形
点击 “>Look At” 然后 “>Zoom to Fit”工具按钮, 拖动三维坐标到想要的视 角
1
Workshop 6-1, 线和面体
如图所示标注矩形为 600X300 mm
[Sketch] > Dimension > General
水平 = 600 mm 竖直 = 300 mm 将草图缩放充满窗口并移动
尺寸到合适的位置 [Sketch] > Dimension >
Move
Workshop 6-1, 线和面体
概念建模
横截面…
• 将横截面赋给线体:
– 在树形目录中点亮线体 – 横截面的属性出现在详细列表窗口 – 在此处的下拉列表中点击选择想要的横截面
概念建模
横截面…
• DM中可以自定义横截面 • 不用画出横截面, 而只需在详细列表窗口填写截面的属
性
• A = 截面面积. • Ixx = x轴的转动惯量. • Ixy = 惯性积. • Iyy = y轴的转动惯量. • Iw =翘曲常量. • J = 扭转常量. • CGx = 质心的x坐标.
• 树形目录中的高亮草图 • 在详细列表菜单中点击Apply作为基本对象
概念建模
创建线体…
• 从边生成线:
– 基于已有的2D和3D模型边界创建线体 – 取决于所选边和面的关联性质可以创建多个线体 – 在树形目录中选择边和/或面然后在详细列表窗口中点击
“Apply”
概念建模
创建线体…
“从边生成线”范例. 创建的 3D 实体作为线体创建而输入. “从边生成线” 需要选择:
5 4
Workshop 6-1, 线和面体
选择 rectangular tube 类 型横截面: [Main Menu] > Concept > Cross Section > Rectangular Tube 选定后, 横截面连同尺寸 一起呈现出来. 这里我们使用默认的尺寸. 如果需要可以通过详细列 表窗口修改横截面.
– 将横截面赋给一个线体后, 详细列表窗口中的属性允 许用户对横截面进行偏移:
• 质心: 横截面中心和线体质心相重合 (默认) • 剪力中心:横截面剪力中心和线体中心相重合
– 注意质心和剪力中心的图形显示看起来是一样的,但分析时使 用的是剪力中心
• 原点: 横截面不偏移，就照着它在草图中的样子放置
• 例子见下页
Horizontal 调整细节使所有尺寸如图所
示.
2
3
Workshop 6-1, 线和面体
从草图1创建一个线体
[Main Menu] > Concept > Lines From Sketches
4. 从树形目录中选择 “Sketch1” ( 必要时在 XYPlane附近点击 “+”扩 展分支 ) 并点击 “>Details>Apply” ,使其 作为基本对象, 点击 >Generate
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8
Workshop 6-1, 线和面体
将横截面赋给线体后系统默 认显示带有横截面的线体 (见右). 也可以将带有横 截面的梁作为一个实体显 示.
[Main Menu] > View > Show Cross Sections Solids
Workshop 6-1, 线和面体
接下来将要创建梁之间的表 面. 这些表面将作为壳单 元在有限元仿真中划分网 格.
概念建模
横截面偏移…
原点偏移 (不偏移)
显示横截面的线体
线体
质心/剪力中心偏 移
概念建模
从线建立面
• 从线建立面:
– 用线体边作为边界创建表面体 – 线体边必须没有交叉的闭合回路 – 每个闭合回路都创建一个冻结表面体 – 回路应该形成一个可以插入模型的简单表面形状:
• 平面, 圆柱面, 圆环面, 圆锥面, 球面和 简单扭曲面
• 树形目录中的线体图标有同样的可视化帮助:
– 绿色: 有合法对齐的赋值横截面 – 黄色: 没有赋值横截面或使用默认对齐 – 红色: 非法的横截面对齐
概念建模
横截面对齐…
• 用视图菜单进行图形化的截面对齐检查:
– 选择 “Show Cross Section Alignments”
• 绿色箭头 = +Y, 蓝色箭头 = 横截面的切线边
– 或选择 “Cross Section Solids”
+Y
Edge Tangent
概念建模
横截面ห้องสมุดไป่ตู้齐…
• 选择默认的对齐总是要修改横截面方向,有2种方式可 以进行横截面对齐,选择或矢量法:
– 选择使用现有几何体(边, 点等)作为对齐参照方式 – 矢量方式法输入相应的X, Y, Z 坐标方向
• 上述任何一种方式都可以输入旋转角度和/或是否反向
从草图创建面
• 从草图到面:
– 由草图作为边界创建面体 (单个或多个草图都是可以的) – 基本草图必须是不自相交叉的闭合剖面 – 可以选择 “添加” 或 “加入冻结体” 操作 – 是否和法线方向相反, “No” 为和平面法线方向一致 – 键入厚度用于创建有限元模型
概念建模
从草图生成面 . . .
2 种方法确定草图 点击 “Base Objects”域
• 边接合显示成蓝色或红色.
– 蓝色: 边接合包含在已正确定义 的多体素零件中
– 红色: 边接合没有分组进同一个 零件中
Workshop 6-1, 线和面体
• 目标:
– 创建一个草图代表用于加固面板的梁. – 从草图创建一个线体. – 选择一个梁截面并将它赋给线体. – 创建一个表面模型代表面板.
Workshop 6-1, 线和面体
选择好横截面后就要将它和线 体相关联了.
6. 在树形目录中使线体高亮, 详细列表窗口显示还没有横 截面与之相关联.
[tree] > 1 Part, 1 Body >
Line Body (在树的顶端)
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7. 在 “Cross Section” 区域
点击
8. 从下拉式列表中选择 “RecTube1”