第3章 建立实体模型.pdf

第3章建立实体模型

实体模型是分析的基础，约束和载荷加载在实体模型才能进行分析
计算。实体模型的建立，可以视为前处理器中阶段性的任务。设计工程
师可以通过CAD软件所提供的构建、旋转、平移、放大、缩小等功能，
达到建立、查看和修改产品实体模型的目的。
ANSYS中实体模型的来源有两种，一种方法可以通过常用的中间
文件格式导入；另外一种方式就是在ANSYS前处理器中直接建模。当来
自CAD软件时，可以通过IGES,SAT,STEP,PARASOLID等中间文件格
式进行转换，而输入ANSYS，或者经由直接转换界面，将CAD模型直接
转换至ANSYS中。使用这种方式时，最好先在CAD软件中对模型进行简
化，再把模型输出，这样可以节省处理模型的时间。
3.1实体建模概述

直接在ANSYS中建立实体模型时，可以分为从上而下
（Top-Down）和从下而上（Bottom-Up）两种建模方法。
从上而下的方法，必须先建立一些基础几何单元，如方块、
圆柱体等。然后，再将这些基础单元以堆积木的方式，通过
布尔运算的技巧组合成最后的实体模型。通过这种方式建立
的实体模型，形状比较规则，所以一般适用于结构形状比较
简单的模型。由下而上的方法，则必须先定义一些物体上的
重要参考点（Keypoint），然后再从点连接成线，由线组
合成面，再由面合并成一个体，最后由体再组合成完整的实
体模型。在上面的组合过程中，往往也需要用到布尔运算的
技巧，才能完成最后的实体模型。虽然实体模型建立的方式
可分为这两种方式，但是在实际应用中大部分的实体模型都
是通过综合运用以上两种方式来生成的。
3.2导入CAD软件创建的实体模型

为了提高工作效率，通常在商业CAD软件中建立复杂的
产品实体模型，然后通过ANSYS和CAD软件的接口将CAD模
型导入到ANSYS系统中。
3.2.1图形交换数据格式

将CAD模型文件导入ANSYS可以通过以下3种方法实现。
中间格式：IGES、SAT、STEP等。
双向接口：即ANSYS与UG、Pro/E、ADAMS、FEMAP、
PATRAN、I-DEAS、COSMOS、ALGOR等软件的有限元模型可
相互转换。
直接几何接口：即ANSYS可直接调入Pro/E、UG、SAT、
Parasolid、SolidWorks、SolidEdge等软件生成的几何模型。
3.2.2IGES格式实体的导入

IGES（InitialGraphicsExchangeSpecification）
是一种被广泛接受的中间标准格式，用来在不同的CAD和
CAE系统之间交换几何模型。使用该文件格式可以输入全部
或者部分模型文件，因而用户可以通过它来输入模型的全部
或者一部分从而减轻建模工作量，然后在ANSYS里对输入
的模型进行修改。对于输入IGES文件，ANSYS提供如下两
种选项：
1．SMOOTH选项
2．FACETED选项
3.2.3SAT格式实体的导入

ACIS（AndyCharlesIan’sSystem）是在三维造型应
用中做为“几何引擎”而设计的一种面向对象的几何造型套装
工具软件，提供了一种开放式体系结构框架，用于从某个通
用的、统一的数据结构中产生线框、表面和立体的模型。由
SpatialTechnology公司开发，已经成为立体造型技术的标
准。*.sat是基于该3D建模引擎的文件格式。
3.2.4Parasolid格式实体的导入

Parasolid是由UnigraphicsSolutionsInc在Cambridge
，England合作开发，用于Unigraphics和SolidEdge产品中
。Parasolid是一个严格的边界表示的实体建模模块，它支持实
体建模，通用的单元建模和集成的自由形状曲面/片体建模。
Parasolid被设计用于机械CAD/CAM/CAE应用，但也用于建筑
工程结构和虚拟现实应用中，目前已经被广泛使用。
3.2.5STEP格式的导入

产品模型数据交换标准STEP是国际标准化组织(ISO)所属技
术委员会TC184(工业自动化系统技术委员会)下的“产品模型数据
外部表示”(ExternalRepresentationofProductModelData)分委
员会SC4所制订的国际统一CAD数据交换标准。
ANSYS没有提供直接导入STEP格式的模型。要把STEP格
式的模型导入ANSYS，首先用其他CAD软件（如Solidworks、
UG、CATIA等）保存为Parasolid、IGES、SAT的格式，然后按
照上面的方法再导入ANSYS。
3.2.6导入SolidWorks中创建的叶片模型

图导入的叶片模型

3.2.7导入UG绘制的轴承模型

图