Построение твердотельной модели по методу «снизу вверх»
При построении модели обычно начинают с определения низшего субъекта – точки. Точки определяются внутри текущей активной системы координат. Затем определяются линии, поверхности и объемы, связанные с этими точками в активной системе координат.
Построение твердотельной модели «сверху вниз»
ANSYS дает возможность построить модель, используя геометрические «примитивы» высокого уровня – поверхности и объемы и полностью определяет соответствующие точки и линии. Вы можете свободно комбинировать технику создания модели, применяя методы «снизу вверх» и «сверху вниз».
Использование булевских операций
Вы можете «вылепить» твердотельную модель, используя пересечение, вычитание и другие булевские операции. Булевские операторы позволяют вам работать непосредственно с высшей твердотельной моделью для построения сложных поверхностей. (Возможны оба подхода «снизу вверх» и «сверху вниз» в булевских операциях).
Вытягивание и вращение
В раде случаев наиболее эффективно применение технологии вытягивания или вращения.
Перемещение и копирование твердотельной модели
Сложные поверхности или объемы, которые можно представить в виде повторяющихся фрагментов в модели могут перемещаться, поворачиваться и копироваться на новые места в вашей модели.
Разбиение
Конечная цель построения твердотельной модели – разбиение этой модели на узлы и элементы. Создав полную твердотельную модель, набор атрибутов элементов, установив контроль разбиений вы можете запустить ANSYS программу для генерации конечно-элементного разбиения. Позаботившись об определенных требованиях, можно установить режим масштабированного разбиения всех прямоугольников, треугольников или всех «кирпичных» элементов.
Перемещение и копирование узлов и элементов
Автоматическое разбиение более технологично по сравнению с прямой генерацией узлов и элементов, но при этом могут быть большие затраты времени. Если модель состоит из повторяющихся участков, то более эффективно построить и разбить отдельный участок, затем генерировать копии.
Нагрузки твердотельной модели
В ANSYS нагрузки связаны с узлами и элементами. При использовании твердотельного моделирования часто оказывается неудобным прикладывать нагрузки к узлам и элементам. К счастью, вы можете приложить нагрузки непосредственно к твердотельной модели, затем, когда начнет работать программа решения (SOLVE) она автоматически будет переносить эти нагрузки на конечно-элементную модель.
Проверка модели (чистка и уничтожение)
Прежде, чем вы можете проверить модель, вам необходимо осознать иерархию твердотельной модели и сущность конечно-элементной модели. Низший порядок примитивов (точки, линии) не может быть удален, если на них базируются примитивы высших порядков. Например, объем не может быть уничтожен, если он был разбит на элементы, линия не может быть уничтожена, если она связана с поверхностью и т. д. Если некоторые примитивы связаны с нагрузками, то при их уничтожении будут удаляться и нагрузки из базы данных. Иерархия модели приведена ниже.
Высшие примитивы
Элементы (нагрузки элементов).
Узлы (нагрузки узлов).
Объемы (объемные нагрузки)
Поверхности (поверхностные нагрузки).
Линии (нагрузки на линию)
Низшие
Точки (нагрузки в точках).
Если необходимо перестроить модель после ее разбиения, вы должны вначале удалить все узлы и элементы, использую команды:
MAIN
MENU > PREPROCESSOR > CLEAR.
Для модификации модели вы можете использовать один из методов переопределения точек:
MAIN MENU > PREPROCESSOR > MOVE / MODIFY > SET OF KPs.
MAIN MENU > PREPROCESSOR > MOVE/ MODIFY > SINGLE KP.
6. Построение твердотельной модели «снизу вверх»
6.1 Точки.
|
Действие |
Команда |
Интерфейс |
|
Определение индивидуальных точек в активной системе координат |
K |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTS > IN ACT. CS. |
|
Определение индивидуальных точек на рабочем поле |
K |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTS > IN WORKING PLANE |
|
Определение точек на существующей линии |
KL |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTS > ON LINE |
|
Определение точек на существующей линии в соотношении |
KL |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTS > ON LINE> W/RATIO |
|
Генерация точек между двумя существующими точками: |
KBEW |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTS > KP BETWEEN KPs |
|
Генерация точек между двумя существующими точками: |
KFILL |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTS > FILL BETWEEN KPs |
|
Для генерации точки в центре окружности, заданной тремя точками |
KCENTER |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTS > KP AT CENTER |
|
Генерация масштабированного распределения точек, относительно данного распределения точек |
KSCALE |
Не имеет аналогов в интерфейсе. |
|
Для генерации симметричного набора точек |
KSYMM |
MAIN MENU > PREPROCESSOR >REFLECT > KEYPOINTS |
|
Для переноса набора точек в другую систему координат |
KTRAN |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > MOVE / MODIFY>TRANSFER COORD > KEYPOINTS |
|
Для генерации недостаточного места для не доопределенных узлов или точек |
SOURSE, |
Не имеет аналогов в интерфейсе. |
|
Для расчета и переноса точек в пересечениях используется команда |
KMOVE |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > MOVE / MODIFY> TO INTERSECT |
|
Для определения точек, совпадающих с узлами: |
KNODE |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTS > ON NODE |
|
Печать точек: |
KLIST |
UTILITY MENU > LIST > KEYPOINTs > COORDINATES+ ATTRIBUTES |
|
Печать точек: |
|
UTILITY MENU > LIST > KEYPOINTs > COORDINATES ONLY |
|
Печать точек: |
|
UTILITY MENU > LIST > PICKED ENTITIES > KEYPOINTs> COORDINATES ONLY |
|
Печать точек: |
|
UTILITY MENU > LIST > PICKED ENTITIES > KEYPOINTs> COORDINATES+ ATTRIBUTES |
|
Рисование точек |
KPLOT |
UTILITY MENU > PLOT > KEYPOINTs |
|
Выбор точек |
KSEL |
UTILITY MENU > SELECT > ENTITIES |
|
Уничтожение точек |
KDELE |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > DELETE > KEYPOINTs |
|
Нумерация точек |
|
UTILITY MENU > PLOT CTRL > NUMBERING |
|
Для расчета расстояния между двумя точками |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > MODELING > CHECK GEOM > KP DISTANSE |
|
Для модификации координат определенных точек (что бывает необходимо при переносе их в новое место) используются методы, приведенные ниже. В этом случае происходит автоматическая очистка некоторых регионов, связанных этими точками. |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > MOVE / MODIFY> SET OF KPs MAIN MENU > PREPROCESSOR > MOVE/ MODIFY > SINGLE KP. |
6.1.1 «Тяжелые» (Hard) точки
Тяжелые точки являются специальным типом точек. Вы можете использовать тяжелые точки для приложения нагрузок или получения данных от произвольных точек на линии или поверхности модели. Тяжелые точки не модифицируют геометрию или топологию модели. Большинство команд для точек может быть применено и для тяжелых точек. Следует отметить, что набор команд полностью имеется в интерфейсе.
Если применяются команды уничтожения некоторых примитивов, связанных с тяжелыми точками то необходимо либо уничтожить их вместе с примитивом, либо отделить их от удаляемого объекта.
Замечание: нельзя применять команды копирования, переноса, модификации к тяжелым точкам.
6.1.2 Определение тяжелых точек
Вы можете определить тяжелые точки на существующей линии или поверхности. В обоих случаях вы можете определить размещение тяжелых точек следующими методами:
Выделением мышью (невозможно для моделей, импортированных из IGES файлов)
Введением отношений (только для линий);
Введением глобальных координат X, Y, Z.
Для определения тяжелых точек на существующей линии:
|
Действие |
Команда |
Интерфейс |
|
Определение тяжелых точек на существующей линии |
. MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTs > HARD PT ON LINE |
|
|
Определение тяжелых точек в соотношении |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTs >HARD PT ON RATIO |
|
|
Определение тяжелых точек координатами |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTs > HARD PT BY COORD |
|
|
Определение тяжелых точек на существующей линии указанием мыши |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTs > HARD PT ON LINE > HARD PT BY PICK |
|
|
Для определения индивидуальных тяжелых точек на поверхности: |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTs > HARD PT ON AREA > HARD PT ON RATIO |
|
|
Для определения индивидуальных тяжелых точек на поверхности: |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTs > HARD PT ON AREA> HARD PT BY COORD |
|
|
Для определения индивидуальных тяжелых точек на поверхности: |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > KEYPOINTs > HARD PT ON AREA > HARD PT BY PICK |
|
|
Выбор тяжелых точек или геометрические примитивов, связанных с тяжелыми точками |
UTILITY MENU > SELECT > ENTITIES |
|
|
Печать |
UTILITY MENU > LIST > KEYPOINTs > HARD POINTS |
|
|
Для распечатки линий, связанных с тяжелыми точками вводится команда в командной строке: |
LLIST |
|
|
Рисование тяжелых точек |
|
UTILITY MENU > PLOT > KEYPOINTs > HARD POINTS |
|
Уничтожение тяжелых точек |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > DELETE > KEYPOINTs > HARD POINTS |
6.2 Линии
Линии обычно применяются для представления граней объекта. Как и точки, линии определяются в активной текущей системе координат. Определять линии придется не всегда, потому что программа будет генерировать линии во многих случаях, когда определены примитивы в виде поверхности или объема. Линии необходимы, если вы хотите генерировать линейные элементы (такие, как балка), или вы хотите создать поверхность через линии.
Для создания линий необходимо применить следующие методы:
|
Действие |
Команда |
Интерфейс |
|
Для генерации прямой или кубической линии между двумя точками: |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE > IN ACT. CS. |
|
|
Для построения окружности через три точки (или между двумя точками, если ввести радиус) |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > ARCS > BY END KPs & RADIUS |
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > ARCS > THROGHT 3 KPs |
||
|
Для генерации кубического сплайна через несколько точек |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > SPLINE > SPLINE THROUGH KPs |
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > SPLINE > SPLINE THROUGH LOCs |
||
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > SPLINE >WITH OPTIONS > SPLINE THROUGH KPs |
||
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > SPLINE >WITH OPTIONS > SPLINE THROUGH LOCs |
||
|
Для генерации окружностей |
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > ARCS >BY CENTER & RADIUS |
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > ARCS >FULL CIRCLE |
||
|
Для генерации сегментированного сплайна через серию точек |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > SPLINE > SEGMENTED SPLINE |
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > SPLINE >WITH OPTIONS > SEGMENTED SPLINE |
|
|
Генерация прямой линии под углом к существующей линии |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE > AT ANGLE TO LINE |
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE > NORMAL TO LINE |
|
|
Генерация прямой линии под углом к двум линиям |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE > AT ANGLE TO 2 LINE |
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE > NORMAL TO 2 LINE |
|
|
Генерация линии в конце существующей линии в тангенциальном направлении |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE > TANGENT TO LINE |
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE > TANGENT TO 2 LINE |
|
|
Для генерации наикратчайшей линии между двумя точками поверхности |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE > OVERLAID ON AREA |
|
Для генерации линии вытягиванием точки вдоль линии |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > OPERATE > EXTRUDE / SWEEP > ALONG LINES |
|
Для генерации окружности вращением точки относительно оси |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > OPERATE > EXTRUDE / SWEEP > ABOUT AXIS |
|
Для генерации филетной линии между двумя пересекающимися линиями |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE / FILLET |
|
Для команд, что создают прямую линию, реальная форма будет зависеть от активной системы координат. Так, например «прямая линия» в системе координат Картезиана dx/dL, dy/dL, dz/dL, будет постоянной вдоль линии L. Для прямой линии в цилиндрической системе координат будет спираль. Для генерации строго прямой линии независимо от активной системы координат необходимо применить метод: |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > CREATE > LINE > STRAIGHT LINE |
|
Для генерации линий от существующих линий |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > COPY > LINE > STRAIGHT LINE |
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > MOVE / MODIFY > LINE |
|
|
Для генерации симметричных линий |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > REFLECT > LINE |
|
Для переноса линий в другую координатную систему |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > MOVE / MODIFY > TRANSFER COOR > LINE |
|
Для деления линий |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > OPERATE > DIVIDE > LINE INTO 2 LNs |
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > OPERATE > DIVIDE > LINE INTO N LNs |
|
|
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > OPERATE > DIVIDE > LINE WITH OPTIONS |
|
|
Для комбинации линий со второй линией |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > OPERATE > ADD> LINES |
|
Для продолжения линии в конце существующей |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > OPERATE > EXTEND> LINES |
|
Печать линий |
|
UTILITY MENU > LIST > LINES |
|
Выделение линий |
|
UTILITY MENU > LIST > PICKED ENTITIES>LINES |
|
Рисование линий |
|
UTILITY MENU > PLOT > LINES |
|
Рисование выделенных линий |
|
UTILITY MENU > PLOT > SPECIFIED ENTITIES>LINES |
|
Выделение линий |
|
UTILITY MENU > SELECT > ENTITIES |
|
Удаление линий и точек |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > DELETE > LINES AND BELOW |
|
Удаление только линий |
|
MAIN MENU > PREPROCESSOR > DELETE > LINES ONLY |
|
Нумерация линий |
|
UTILITY MENU > PLOTCTRL > NUMBERING |
