ANSYS分析与应用_第四讲

ANSYS 有限元分析 受力分析

第四章: 创建2D有限元模型兰州理工大学机电工程学院 剡昌锋

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4.1 实体建模的概念

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实体模型及有限元模型4.1-1. 区分实体模型与有限元模型现今几乎所有的有限元分析模型都用实体模型建模. 类似于CAD, ANSYS以数学的方式表达结构的几何形状，用于在里面填充节点和单元 ，还可以在几何模型边界上方便地施加载荷. 但是， 几何实体模型并不参 与有限元分析. 所有施加在几何实体边界上的载荷或约束必须最终传递到 有限元模型上(节点或单元上)进行求解. 由几何模型创建有限元模型的过程叫作网格划分(meshing).

Meshing 几何实体模型 有限元模型

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几何实体模型和有限元模型的来源4.1-2. 四种创建模型的方法.总共有四种途径创建ANSYS模型(包括几何实体模型和有限元模型),如下 表所示：Option A 1. Build solid model. 2. Defeature as needed. 3. Export solid model. CAD Package ANSYS 1. Build solid model. 2. Mesh finite element model. 1. 2. 3. C 1. 2. 3. 4. Build solid model Defeature as needed. Mesh finite element model. Export finite element model. Import solid model Complete or modify as needed. Mesh finite element model.

B

Build the nodes and elements directly as needed. Import finite element model

D

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ANSYS中的图元4.1-3. 四类实体模型图元, 以及它们之间的层次关系. (即使想从CAD模型中传输实体模型，也应该知道如何使用ANSYS建模工具 修改传入的模型.) 下图示意四类图元.Areas

Keypoints

Lines

Area

Volume

体 (3D模型) 由面围成，代表三维 实体. 面 (表面) 由线围成. 代表实体表面 、平面形状或壳(可以是三维曲 面). 线 (可以是空间曲线) 以关键点为 端点，代表物体的边. 关键点 (位于3D空间) 代表物体的 角点.5

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ANSYS中图元(续)层次关系从最低阶到最高阶，模型图元的层次关系为： 关键点(Keypoints) 线(Lines) 面(Areas) 体(Volumes) 提示: 如果低阶的图元连在高阶图元上，则低阶图元不能删除.I’ll just change this line

Volumes Areas

OOPs!

Areas

Lines Keypoints

Lines Keypoints

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4.2 工作平面

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工作平面4.2-1. 定义工作平面工作平面 (WP) 是一个可移动的参考平面，类似于”绘图板“ 。

wy y x wx

原点 辅助网格，间距 可调 工作平面8

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工作平面 (续)Utility Menu: WorkPlane >工作平面控制

移动工作平面 的选项

坐标系统的选项

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工作平面 (续)4.2-2. 显示工作平面，辅助网格的开关及密度控制 要显示工作平面: Utility Menu: WorkPlane > Display Working Plane

显示工作平面标记， 表示工作平面的原点.

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工作平面 (续)工作平面辅助网格开关: Utility Menu: WorkPlane > WP Settings ...

选取二者其中任意一个，显 示工作平面辅助网格，然后

选择OK 或 Apply.

输入间距值，然后选择 OK 或Apply.

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捕捉功能4.2-3.捕捉开关及捕捉增量.在徒手创建几何图元时，捕捉功能用离散的、可控的增量代替光 滑移动，更精确地选取坐标或关键点等.

捕捉功能的特点:

捕捉可以打开或关闭. 捕捉增量可调. 捕捉增量可设置与工作平面间距相等(相当于在坐标纸上绘图).

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捕捉功能 (续)打开或关闭捕捉: Utility Menu: WorkPlane > WP Settings ...

选取则打开捕捉，不选取则关闭捕捉，然后选 择OK 或 Apply.

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捕捉功能 (续)要修改捕捉增量:Utility Menu: WorkPlane > WP Settings ...

输入捕捉增量，然后选 择OK 或Apply.

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移动工作平面4.2-4.移动工作平面.工作平面原点的缺省位置与总体坐标原点重合，但可以平 移工作平面，便于创建2D几何模型.

缺省：工作平面原点与总体坐标原点重合.

移动了工作平面以后.15

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移动工作平面(续)注: 从当前的工作平面位置进行平移操作. 设定平移量

将工作平面平移到 一个目标上

定义工作平面的 取向

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移动工作平面(续)要以设置增量方式平移工作平面:Utility Menu: WorkPlane > Offset WP by Increments ...选择方向平移工作平面，然后选择OK 或 Apply.

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工作平面及激活的坐标系统工作平面是2D的绘图板，用于 定位在建模过程中几何项目. Main Menu: Modeling > Create > Keypoints > On Working Plane + 总体及局部坐标系统(例如柱 坐标，用户定义坐标等)用于 设定几何项目在空间的位置. Main Menu: Modeling > Create > Keypoints > In Active CS ...

激活坐标系统可以与工作平面重合，也可以是总体坐标(或局部坐标)系统。这个话题将 在后面的课程中详细描述.18

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4.3 2-D 基本体素4.3-1.定义术语 体素“primitive”. 体素是指预先定义好的、具有共同形状的面或体.

注: 体素类似于 Microsoft Power Point 中的 Auto Shapes.19

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5ryh.html