第3章 建立实体模型

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1、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

2、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

3、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

4、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（An

5、dyCharlesIan’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

6、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

7、、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绘制的轴承模型图在ANSYS中显示导入的轴承模型3.2.8导入SolidEdge中绘制的联轴器模型图在ANSYS中显示导入的联轴器模型3.3对输入模型的修改CAD模型输入ANSYS后模型并不一定可以直接在ANSYS中可以