第三章 建立实体模型.ppt

第三章建立实体模型本章主要内容如何建立模型对称性
许多结构是对称的，可以只取其中有代表性的部分或截面建立模型。
应用对称模型的主要优点是：
通常更易于建立模型。
可以建立更细致的模型，以便获得比整体模型更好的结果。要利用对称性，下面因素必须是对称的：
几何形状
材料特性
载荷状态轴对称
沿某一中心轴对称，如直管，圆锥体，圆盘等。
对称面是由旋转形成的结构的截面，可以用一个二维“薄片”（旋转360°）代替真实的模型。
在多数情况下假定载荷是
轴对称的。如果载荷不是
轴对称的，并且是线性分
析，可以将荷载分解为两
个分量进行单独求解，然
后进行叠加。旋转对称
结构由绕中心轴的几何重复部分组成，如涡轮转子。
只需对结构的一部分建立模型。
假定载荷也是旋转对称的。某些情况下，仅是一些小的细节破坏了结构的对称性。可以忽略这些细节（认为是对称的），进而利用对称性的优点，建立更小的分析模型。但精度损失有多少可能难以估计。应力异常
真实结构不应该有应力异常，应力异常是由模型简化假定造成的。应力异常是指在有限元模型中某点的应力值极大，例如：
点载荷，如集中力或力矩作用处。
孤立的约束点，其支反力如同点载荷。
尖角（倒角半径为零）处。
在应力异常点处，网格越细，
应力值也随之增加且不收敛。如何处理应力异常?
如果离感兴趣的区域较远，可以在观察结果时不激活受影响区域，忽略应力异常的现象。
如果在感兴趣的区域，需要做如下纠正：
在尖角处增加倒角，重新进行分析。
用等效压力载荷代替集中力载荷。
将位移约束散布到一批节点上。输入一个IGES文件
UtilityMenu>File>Import>IGES…
两种方法：NoDefeaturing和Defeaturing
Merge,Solid和Small选项NoDefeaturing方法—输入并按原样存储在标准的ANSYS数据库中。
较Defeaturing方法更快速可靠。
允许全套的实体模型操作。
Defeaturing工具无效。
该方法是ANSYS缺省并推荐的方法。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。Solid选项
缺省为YES，输入合并之后自动建立一个体。
若用户只想输入面建立壳或二维板单元模型时，可将此项改为NO。Small选项
缺省为YES，自动删除划分网格时可能会引起麻烦的小碎片，仅适用于Defeature方法。
若模型需要有缝隙或小洞，则将此选项改为NO。输入IGES文件虽然很好，但是有两次转换过程：CAD—IGES—ANSYS，在很多情况下不能实现100%转换。ANSYS的接口产品直接读入原始的CAD文件，解决了上面提到的问题
Pro/ENGINEER接口(缩写为“Pro/E”)
Unigraphics接口(缩写为“UG”)
SAT接口
Parasolid接口
CATIA接口
使用接口产品，需要购买相应的授权。Pro/E接口
需要Pro/E软件。
读入由Pro/E生成的.prt文件。
也可读入Pro/E装配文件(.asm)
UtilityMenu>File>Import>Pro/E...UG接口
需要UG软件。
读入由UG生成的.prt文件。
UtilityMenu>File>Import>UG...直接输入模型虽然方便，但某些情况下需要在ANSYS中建立实体模型，例如：
需要建立参数化模型—在优化设计及参数敏感性分析时，需要建立包含变量的模型；
没有ANSYS能够读入的几何模型；
用户计算机平台没有所需的接口产品；
需要对输入的几何模型进行修改或添加。实体建模是建立实体模型的过程。
首先回顾前面的一些定义：
一个实体模型由体、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。
实体的层次由低到高：关键点—线—面—体。如果高一级的实体存在，则依附它的低级实体不能删除。另外，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
用户可以根据模型形状，选择最佳建模途径。由上而下建模：首先定义体（或面），然后对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状。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。
借助工作平面进行定位生成图元。
用图元组合形成最终形状的过程称为布尔运算。图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体。
二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形。三维图元包括块体、圆柱体、棱柱、球体和圆锥体。当建立二维图元时，ANSYS将定义一个面，并包括其下层的线和关键点。
当建立三维图元时，ANSYS将定义一个体，并