1、概念建模第六章ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-2概念建模内容概念建模创建线体修改线体截面截面对齐截面偏移由线生成面边的连接例题6-1ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignM
2、odelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-3概念建模概念建模应用Concept 菜单项里的特征用来创建和修改作为有限元梁模型的线体要开始概念建模, 用户可以选择以下一种方式:应用Draw 工具盒中的创建点和线特征来创建2D 草图和/或生成3D模型，然后用于创建线体利用外部导入的几何模型文件的特征. 可以采用以下的概念建模工具，创建线体: Lines from points Lines from sketches Lines from edgesANSYS Workbench -De
3、signModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-4概念建模创建线体由点生成线(Lines From Points):可以是任意的2D 草图的点, 3D 模型的顶点，或者是点特征生成的点(PF points). 点线段是连接两个选定点之间的直线. 这个特征能够根据选定的点线段的连接生成多个线体. 当选择了点线段, 屏幕上会出现绿线，表示已经形成了线段.删除点
4、线段时，只需简单地重新选择定义了该线段的两个点, 线段将消失.为了锁定所选的点线段, 点击Apply . 当所有高亮显示的绿色点线段转变为蓝色后就表示它们已经被锁定.在操作区允许对线体添加或添加冻结.ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-5概念建模创建线体实例：取矩形草图的2D 点作为“Line From P
5、oints”的例子.选取2 个点定义一条斜线体. 绿色的线表示预期的线段. 点击Apply，然后Generate. 线体显示为蓝色.Point 1Point 2线体ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-6概念建模创建线体由草图生成线(Lines From Sketches):允许在DM中基于基本物体来创建线体
6、，如草图和面中的平面. 该特征根据选定的基本物体的所有草图外边界来创建线体. 可根据基本物体中的多个边的连接特性创建多个线体.可以通过特征树从面中选择草图和平面，并通过Base Objects Apply/Cancel 属性来锁定这一选择.多个草图、平面、以及草图和平面的组合都能够用作创建线体的基本物体.ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006In
7、ventory #0020192-7概念建模创建线体实例：“Lines From Sketches”.所创建的草图作为线体创建的输入.“Lines From Sketches”被选中:使特征树中的草图高亮显示将其作为基本体，点击细节面板的ApplyANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-8概念建模创建线体由边生
8、成线(Lines From Edges):允许在DM中基于已有的模型边界创建线体. 根据所选定的边与面的连接特性可生成多个线体. 用户可通过两中Apply/Cancel properties来选择2D 草图的边, 3D模型的边, 以及面（faces）:选择边.选择面ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-9概念
9、建模创建线体实例：“Lines From Edges”. 先创建3D实体，在此基础上再生成线体.选择“Lines From Edges” :选中模型中的面. 面的边界将成为线体(也可直接选择3d 边).在细节面板点击Apply 将其作为基本物体.注意: 在本例，根据边的连接特性创建了2个线体.ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventor
10、y #0020192-10概念建模修改线体切割线体(Split Line Body):允许将线体分割成两部分. 分割的位置由分割(fraction)属性(如0.5 = 中间分割)确定. 用来切割的边必须来自激活的实体.可能仅对某些线体边界起作用，如不是用作线操作生成的面的边界的线体.实例:选中的lineFraction = 0.5Fraction = 0.25ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerT
11、raining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-11概念建模截面截面(Cross Sections):截面是赋给线体的属性以定义有限元模拟中梁的特性. 在DM中, 截面由草图表示，由一组尺寸控制. 在DesignModeler中支持的11种截面类型直接对应于ANSYS 经典环境中所采用的特别的梁截面类型.注意: 相对于ANSYS 经典环境(p 6-16)中所采用的坐标系统，DesignModeler对截面采用了不同的坐标系统.ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench AN
12、SYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-12概念建模截面首先从Concept 菜单中选取Cross sections 使之可用.在树形图中插入cross section 的分枝，其中列出了所定义的每个截面Concept 菜单树形图的显示ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignMode
13、lerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-13概念建模截面高亮显示树中的截面，并在细节面板中修改尺寸.ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-14概念建模截面尺寸编辑观察截面时, 可以通过RMB点击并选择Move Dimensio
14、ns来移动尺寸. ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-15概念建模截面将截面赋给线体:选择树形图中的线体. 在细节面板中出现Cross Section property.点击该区域将进入截面选择模式.从树中（点击）选择截面. 点击Apply进行赋值. 1.点击截面区域2.点击想要的截面3.点击截面区域的Ap
15、plyANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-16概念建模截面在DM中允许一个用户由数据定义截面.不同于通常的截面, 是在细节中给定截面的特性. A = 截面面积. Ixx = x轴截面惯性矩. Ixy = 惯性积. Iyy =y轴惯性惯性矩. Iw = 抗扭常数. J = 扭转常数. CGx = 质心的X 坐
16、标. CGy =质心的X 坐标. SHx = 剪切中心的X 坐标. SHy =剪切中心的Y 坐标.ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-17概念建模截面对齐如下所示，在DesignModeler中横截面位于XY 平面:截面的对齐由下述方法确定:局部或横截面+Y 方向(默认为全局坐标的+Y).边的切向方向(默认
17、为全局坐标+ Z 方向).注意: 在ANSYS 经典环境中, 横截面位于YZ plane并采用X 方向作为边的切向方向. 在方向上的这一差异对分析没有影响.YEdge TangentCross SectionANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-18概念建模截面对齐利用View 菜单可以从图上检查对齐.选择“
18、Display Line Bodies plus Cross-Section Alignment”.绿色箭头代表+Y, 蓝色箭头表示梁截面的边的切向.或选择“Display Line Bodies with Cross Sections as Solids”.Edge Tangent+YANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #
19、0020192-19概念建模截面对齐调整横截面方向:给定的截面的方向使+Y 方向沿着全局坐标+Z 轴。截面方向通常都需要进行调整.首先选择线体(在图形区域)对截面方向进行调整.点击细节面板的“Cross Section Alignment.”当“Apply/Cancel”键出现后选择guide entity(s) for alignment (如points, lines, surfaces等).Select Line BodyANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -Desig
20、nModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-20概念建模截面对齐截面的对齐能够相对于已有的几何模型进行:线、点和轴线.面和平面的法向.下面利用下述“C型截面”，来讨论一些截面的对齐技巧.YEdge TangentCross SectionANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTrain
21、ing ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-21概念建模截面对齐利用线或轴线对齐. 选中用于对齐的线选中用于对齐的轴线EdgeTangentYEdge TangentYANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-22概念建模截面对齐利用面的法向对齐. 用于对齐的面Y边的切线Ed
22、geTangentYANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-23概念建模截面对齐利用草图的点来对齐. 注意：点的选取顺序决定截面的对齐方式.选中的线体2D 点Y12边的切向ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Wo
23、rkbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-24概念建模截面对齐当“View”被设定为“Display Line Bodies plus Cross Section Alignment,”时，红线表示截面对齐有问题.实例: 试图确定在此所示的对齐时将失败. 这里边的切向(进而是截面) 将与线体垂直.YEdge TangentCross SectionEdge TangentLine BodyYANSYS Workbench -DesignModeler
24、ANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-25概念建模截面对齐对齐提示与指导:由于默认对齐为截面Y 轴= 全局坐标Z轴, 调整对齐通常都是必须的.确保在开始模拟前校核对齐!利用一个构筑好的包含了几何图形的草图可以使对齐过程简化.为了明确地控制Y 方向和边的切向:以方向顺序选取两个点进行对齐(见page 6-22).利用具有明确方向的平面进行对齐.采用multiple li
25、ne body选项，应用一个选择向导进行组对齐.ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-26概念建模截面偏移截面偏移(Cross Section Offset):在把截面赋给线体后, Detail property允许用户设置该截面的偏移类型: Centroid: 截面以边的质心为中心(默认类型). Shear
26、 Center: 截面以边的剪切中心为中心. 注意：对此设置, DesignModeler同样以Centroid方式画体的边. 但分析时采用shear center. Origin: 截面不进行偏移，而是准确地按照它在自己的草图中的位置放置.实例. . . ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-27概念建模截
27、面偏移质心/剪切中心偏移Origin 偏移(没有偏移)显示截面的线体线体ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-28概念建模由线生成面由线生成面(Surfaces From Lines )(有限元梁和壳):允许在DM中创建表面体，将线体的边作为边界. 选中的线体的边应为一个不相交的封闭环. 每一个封闭环将产生一
28、包含单独的面的冻结的表面体. 封闭环应该形成如下的形状，这些简单的表面能够嵌入到模型: 平面、圆柱、圆环、锥形、球形也能够创建简单的扭曲表面.平的表面扭曲的表面ANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-29概念建模由线生成面线生成面的注意事项:应用梁和壳(筋、加劲肋等)能够有效地模拟众多实际应用. surface
29、 from lines 的功能使这一能力得到增强.无截面的线体可以用于联结多个面模型. 此时，线体的作用仅仅是保证在表面的边界生成连续的网格.线体(无截面)在面的交界处上得到的连续有限元网格2 Surface BodiesANSYS Workbench -DesignModelerANSYS Workbench ANSYS Workbench ANSYS Workbench -DesignModelerDesignModelerDesignModelerTraining ManualJuly 3, 2006Inventory #0020192-30边的连接(Edge Joints)作用，是将已被关联的面体粘结起来，或者连接概念建模生成的梁和表面. 每创建一次连接，边生成线或线生成面的特征，将在DM中创建边的连接。概念建模边的连接
