第2章幾何建模

本章導(dǎo)讀

有限元分析是針對特定的模型而進(jìn)行的，因此，用戶必須建立一個有物理原型的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型。通過幾何建模，可以描述模型的幾何邊界，為之后的網(wǎng)格劃分和施加載荷建立模型基礎(chǔ)，因此它是整個有限元分析的基礎(chǔ)。

2.1幾何建模概論有限元分析的最終目的是還原一個實際工程系統(tǒng)的數(shù)學(xué)行為特征，換句話說，分析必須是針對一個物理原型的準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。由節(jié)點和單元構(gòu)成的有限元模型與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的幾何外形是基本一致的，廣義上講，模型包括所有的節(jié)點、單元、材料屬性、實常數(shù)、邊界條件，以及用來表現(xiàn)這個物理系統(tǒng)的特征，所有這些特征都反映在有限元網(wǎng)格及其設(shè)定上面。在ANSYS中，有限元模型的建立分為直接法和間接法，直接法是直接根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何外形建立節(jié)點和單元而得到有限元模型，它一般只適用于簡單的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。間接法是利用點、線、面和體等基本圖元，先建立幾何外形，再對該模型進(jìn)行實體網(wǎng)格劃分，以完成有限元模型的建立，因此它適用于節(jié)點及單元數(shù)目較多的復(fù)雜幾何外形的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。下面對間接法建立幾何模型作簡單的介紹。2.1.1自底向上創(chuàng)建幾何模型

所謂的自底向上，顧名思義就是由建立模型的最低單元的點到最高單元的體來構(gòu)造實體模型。即首先定義關(guān)鍵點（keypoints），然后利用這些關(guān)鍵點定義較高級的實體圖元，如線（lines）、面（areas）和體（volume），這就是所謂的自底向上的建模方法，如圖2-1所示。一定要牢記自底向上構(gòu)造的有限元模型是在當(dāng)前激活的坐標(biāo)系內(nèi)定義的。

圖2-1自底向上構(gòu)造模型2.1.2自頂向下創(chuàng)建幾何模型

ANSYS軟件允許通過匯集線、面、體等幾何體素的方法構(gòu)造模型。當(dāng)生成一種體素時，ANSYS程序會自動生成所有從屬于該體素的較低級圖元，這種一開始就從較高級的實體圖元構(gòu)造模型的方法就是所謂的自頂向下的建模方法，如圖2-2所示。可以根據(jù)需要自由地組合自底向上和自頂向下的建模技術(shù)。注意幾何體素是在工作平面內(nèi)建立的，而自底向上的建模技術(shù)是在激活的坐標(biāo)系上定義的。如果混合使用這兩種技術(shù)，那么應(yīng)該考慮使用“CSYS，WP”或“CSYS，4”命令強(qiáng)迫坐標(biāo)系跟隨工作平面變化。另外，建議不要在環(huán)坐標(biāo)系中進(jìn)行實體建模操作，因為會生成其他不想要的面或體。

圖2-2自頂向下構(gòu)造模型（幾何體素）2.1.3布爾運算操作可以使用求交、相減或其他布爾操作來雕刻實體模型。通過布爾操作，可以直接用較高級的圖元生成復(fù)雜的形體，如圖2-3所示。布爾運算對于通過自底向上或自頂向下方法生成的圖元均有效。

圖2-3使用布爾運算生成的復(fù)雜形體

創(chuàng)建模型時要用到布爾操作，ANSYS具有以下布爾操作功能：加：把相同的幾個體素（點、線、面、體）合在一起形成一個體素。減：從相同的幾個體素（點、線、面、體）中去掉相同的另外幾個體素。粘接：將兩個圖元連接到一起，并保留各

自邊界，如圖2-4所示。疊分：操作與粘接功能基本相同，不同的是疊分操作輸入的圖元具有重疊的區(qū)域。分解：將一個圖元分解為兩個圖元，但兩者之間保持連接。相交：是把相重疊的圖元形成一個新的圖元。

圖2-4粘接操作

2.1.4拖拉和旋轉(zhuǎn)

布爾運算盡管很方便，但一般需耗費較多的計算時間，所以在構(gòu)造模型時，可以采用拖拉或者旋轉(zhuǎn)的方法建模，如圖2-5所示。它往往可以節(jié)省很多計算時間，提高效率。

2.1.5移動和復(fù)制

一個復(fù)雜的面或體在模型中重復(fù)出現(xiàn)時僅需構(gòu)造一次。之后可以移動、旋轉(zhuǎn)或者復(fù)制到所需的地方，如圖2-6所示。會發(fā)現(xiàn)在方便之處生成幾何體素再將其移動到所需之處，往往比直接改變工作平面生成所需體素更方便。圖中黑色區(qū)域表示原始圖元，其余都是復(fù)制生成。

圖2-5拖拉一個面生成一個體

圖2-6復(fù)制一個面2.1.6修改模型（清除和刪除）在修改模型時，需要知道實體模型和有限元模型中圖元的層次關(guān)系，不能刪除依附于較高級圖元上的低級圖元。例如：不能刪除已劃分網(wǎng)格的體，也不能刪除依附于面上的線等。若一個實體已經(jīng)加了載荷，那么刪除或修改該實體時附加在該實體上的載荷也將從數(shù)據(jù)庫中刪除。圖元中的層次關(guān)系如下：高級圖元：單元（包括單元載荷）節(jié)點（包括節(jié)點載荷）實體（包括實體載荷）面（包括面載荷）線（包括線載荷）關(guān)鍵點（包括點載荷）低級圖元在修改已劃分網(wǎng)格的實體模型時，首先必須清楚該實體模型上所有的節(jié)點和單元，然后可以自頂而下地刪除或者重新定義圖元，以達(dá)到修改模型的目的，如圖2-7所示。

2.1.7從IGES文件幾何模型導(dǎo)入到ANSYS可以在ANSYS里直接建立模型，也可以先在CAD系統(tǒng)里建立實體模型，然后把模型存為IGES文件格式，再把這個模型輸入到ANSYS系統(tǒng)中，一旦模型成功地輸入，就可以像在ANSYS中創(chuàng)建的模型那樣對這個模型進(jìn)行修改和劃分網(wǎng)格。

待修改網(wǎng)格

清除網(wǎng)格

正幾何模型

重新劃分網(wǎng)格圖2-7修改已劃分網(wǎng)格的模型2.2自頂向下創(chuàng)建幾何模型（體素）2.2.1創(chuàng)建面體素

創(chuàng)建面體素的命令及GUI菜單路徑如表2-1所示。

幾何體素是用單個ANSYS命令創(chuàng)建常用實體模型（如球，正棱柱等）。因為體素是高級圖元，不用先定義任何關(guān)鍵點而形成，所以稱利用體素進(jìn)行建模的方法為自頂向下建模。當(dāng)生成一個體素時，ANSYS程序會自動生成所有屬于該體素的必要的低級圖元。用法命令GUI菜單路徑在工作平面上創(chuàng)建矩形面RECTNGMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByDimensions通過角點生成矩形面BLC4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By2Corners通過中心和角點生成矩形面BLC5MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByCentr&Cornr在工作平面上生成以其原點為圓心的環(huán)形面PCIRCMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Circle>ByDimensions在工作平面上生成環(huán)形面CYL4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Circle>Annulusor>PartialAnnulusor>SolidCircle通過端點生成環(huán)形面CYL5MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Circle>ByEndPoints以工作平面原點為中心創(chuàng)建正多邊形RPOLYMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Polygon>ByCircumscrRador>ByInscribedRador>BySideLength在工作平面的任意位置創(chuàng)建正多邊形RPR4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Polygon>Hexagonor>Octagonor>Pentagonor>Septagonor>Squareor>Triangle基于工作平面坐標(biāo)對生成任意多邊形POLY該命令沒有相應(yīng)GUI路徑表2-1創(chuàng)建面體素2.2.2創(chuàng)建實體體素

創(chuàng)建實體體素的命令及GUI菜單路徑如表2-2所示。用法命令GUI菜單路徑在工作平面上創(chuàng)建長方體BLOCKMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>ByDimensions通過角點生成長方體BLC4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>By2Corners&Z通過中心和角點生成長方體BLC5MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>ByCentr,Cornr,Z以工作平面原點為圓心生成圓柱體CYLINDMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>ByDimensions在工作平面的任意位置創(chuàng)建圓柱體CYL4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>HollowCylinderor>PartialCylinderor>SolidCylinder通過端點創(chuàng)建圓柱體CYL5MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>ByEndPts&Z以工作平面的原點為中心創(chuàng)建正棱柱體RPRISMMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Prism>ByCircumscrRador>ByInscribedRador>BySideLength在工作平面的任意位置創(chuàng)建正棱柱體RPR4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Prism>Hexagonalor>Octagonalor>Pentagonalor>Septagonalor>Squareor>Triangular基于工作平面坐標(biāo)對創(chuàng)建任意多棱柱體PRISM該命令沒有相應(yīng)GUI路徑以工作平面原點為中心創(chuàng)建球體SPHEREMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Sphere>ByDimensions在工作平面的任意位置創(chuàng)建球體SPH4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Sphere>HollowSphereor>SolidSphere通過直徑的端點生成球體SPH5MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Sphere>ByEndPoints以工作平面原點為中心生成圓錐體CONEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cone>ByDimensions在工作平面的任意位置創(chuàng)建圓錐體CON4MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cone>ByPicking生成環(huán)體TORUSMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Torus表2-2創(chuàng)建實體體素

環(huán)形體素環(huán)形扇區(qū)體素

圖2-8環(huán)形體素和環(huán)形扇區(qū)體素

空心圓球體素圓臺體素

圖2-9空心圓球體素和圓臺體素2.3自底向上創(chuàng)建幾何模型

無論是使用自底向上還是自頂向下的方法構(gòu)造實體模型，均由關(guān)鍵點（keypoints）、線（lines）、面（areas）和體（volumes）組成，如圖2-10所示。頂點為關(guān)鍵點，邊為線，表面為面，而整個物體內(nèi)部為體。這些圖元底層次關(guān)系是：最高級的體圖元以次高級的面圖元為邊界，面圖元又以線圖元為邊界，線圖元則以關(guān)鍵點圖元為端點。

圖2-10基本實體模型圖元2.3.1關(guān)鍵點

用自底向上的方法構(gòu)造模型時，首先定義最低級的圖元：關(guān)鍵點。關(guān)鍵點是在當(dāng)前激活的坐標(biāo)系內(nèi)定義的。不必總是按從低級到高級的辦法定義所有的圖元來生成高級圖元，可以直接在它們的頂點由關(guān)鍵點來直接定義面和體。中間的圖元需要時可自動生成。例如，定義一個長方體可用8個角的關(guān)鍵點來定義，ANSYS程序會自動地生成該長方形中所有地面和線。可以直接定義關(guān)鍵點，也可以從已有的關(guān)鍵點生成新的關(guān)鍵點，定義好關(guān)鍵點后，可以對它進(jìn)行查看、選擇和刪除等操作。1．定義關(guān)鍵點定義關(guān)鍵點的命令及GUI菜單路徑如表2-3所示。

位置命令GUI路徑在當(dāng)前坐標(biāo)系下KMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>InActiveCSMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>OnWorkingPlane在線上的指定位置KLMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>OnLineMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>OnLinew/Ratio

表2-3定義關(guān)鍵點表2-4從已有的關(guān)鍵點生成關(guān)鍵點2．從已有的關(guān)鍵點生成關(guān)鍵點從已有的關(guān)鍵點生成關(guān)鍵點的的命令及GUI菜單路徑如表2-4所示。3．查看、選擇和刪除關(guān)鍵點查看、選擇和刪除關(guān)鍵點的命令及GUI菜單路徑如表2-5所示。位置命令GUI菜單路徑在兩個關(guān)鍵點之間創(chuàng)建一個新的關(guān)鍵點KEBTWMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>KPbetweenKPs在兩個關(guān)鍵點之間填充多個關(guān)鍵點KFILLMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>FillbetweenKPs在三點定義的圓弧中心定義關(guān)鍵點KCENTERMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>KPatCenter由一種模式的關(guān)鍵點生成另外的關(guān)鍵點KGENMainMenu>Preprocessor>Modeling>Copy>Keypoints從已給定模型的關(guān)鍵點生成一定比例的關(guān)鍵點KSCALE該命令沒有菜單模式通過映像產(chǎn)生關(guān)鍵點KSYMMMainMenu>Preprocessor>Modeling>Reflect>Keypoints將一種模式的關(guān)鍵點轉(zhuǎn)到另外一個坐標(biāo)系中KTRANMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>TransferCoord>Keypoints給未定義的關(guān)鍵點定義一個默認(rèn)位置SOURCE該命令沒有菜單模式計算并移動一個關(guān)鍵點到一個交點上KMOVEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Keypoint>ToIntersect在已有節(jié)點出定義一個關(guān)鍵點KNODEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>OnNode計算兩關(guān)鍵點之間的距離KDISTMainMenu>Preprocessor>Modeling>CheckGeom>KPdistances修改關(guān)鍵點的坐標(biāo)系KMODIFMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Keypoints>SetofKPsMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Keypoints>Single

KP將一種模式的關(guān)鍵點轉(zhuǎn)到另外一個坐標(biāo)系中KTRANMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>TransferCoord>Keypoints2.3.2硬點硬點實際上是一種特殊的關(guān)鍵點，它表示網(wǎng)格必須通過的點。硬點不會改變模型的幾何形狀和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，大多數(shù)關(guān)鍵點命令如FK、KLIST和KSEL等都適用于硬點，而且它還有自己的命令集和GUI路徑。

如果發(fā)出更新圖元幾何形狀的命令，例如布爾操作或者簡化命令，任何與圖元相連的硬點都將自動刪除；不能用復(fù)制、移動或修改關(guān)鍵點的命令操作硬點；當(dāng)使用硬點時，不支持映射網(wǎng)格劃分。1．定義硬點定義硬點的命令及GUI菜單路徑如表2-6所示。

表2-5查看、選擇和刪除關(guān)鍵點

用途命令GUI菜單路徑列表顯示關(guān)鍵點KLISTUtilityMenu>List>Keypoint>Coordinates+AttributesUtilityMenu>List>Keypoint>CoordinatesonlyUtilityMenu>List>Keypoint>HardPoints選擇關(guān)鍵點KSELUtilityMenu>Select>Entities屏幕顯示關(guān)鍵點KPLOTUtilityMenu>Plot>Keypoints>KeypointsUtilityMenu>Plot>SpecifiedEntities>Keypoints刪除關(guān)鍵點KDELEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Delete>Keypoints

表2-6定義硬點位置命令GUI菜單路徑在線上定義硬點HPTCREATELINEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>HardPTonline>HardPTbyratioMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>HardPTonline>HardPTbycoordinatesMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>HardPTonline>HardPTbypicking在面上定義硬點HPTCREATEAREAMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>HardPTonarea>HardPTbycoordinatesMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoints>HardPTonarea>HardPTbypicking2．選擇硬點選擇硬點的命令及GUI菜單路徑如表2-7所示。3．查看和刪除硬點查看和刪除硬點的命令及GUI菜單路徑如表2-8所示位置命令GUI菜單路徑硬點KSELUtilityMenu>Select>Entities附在線上的硬點LSELUtilityMenu>Select>Entities附在面上的硬點ASELUtilityMenu>Select>Entities用途命令GUI菜單路徑列表顯示硬點KLISTUtilityMenu>List>Keypoint>HardPoints列表顯示線及附屬的硬點LLIST該命令沒有相應(yīng)GUI路徑列表顯示面及附屬的硬點ALIST該命令沒有相應(yīng)GUI路徑屏幕顯示硬點KPLOTUtilityMenu>Plot>Keypoints>HardPoints刪除硬點HPTDELETEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Delete>HardPoints表2-7選擇硬點

表2-8查看和刪除硬點2.3.3線線主要用于表示實體的邊。像關(guān)鍵點一樣，線是在當(dāng)前激活的坐標(biāo)系內(nèi)定義的。并不總是需要明確地定義所有的線，因為ANSYS程序在定義面和體時，會自動生成相關(guān)的線。只有在生成線單元（例如梁）或想通過線來定義面時，才需要專門定義線。1．定義線定義線的命令及GUI菜單路徑如表2-9所示。2．從已有線生成新線從已有的線生成線的命令及GUI菜單路徑如表2-10所示。3．修改線修改線的命令及GUI菜單路徑如表2-11所示。4．查看和刪除線查看和刪除線的命令及GUI菜單路徑如表2-12所示。

表2-9定義線用法命令GUI菜單路徑在指定的關(guān)鍵點之間創(chuàng)建直線（與坐標(biāo)系有關(guān)）LMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>InActiveCoord通過3個關(guān)鍵點創(chuàng)建弧線（或者時通過兩個關(guān)鍵點和指定半徑創(chuàng)建弧線）LARCMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Arcs>ByEndKPs&RadMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Arcs>Through3KPs創(chuàng)建多義線BSPLINMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Splines>SplinethruKPsMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Splines>SplinethruLocsMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Splines>WithOptions>SplinethruKPsMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Splines>WithOptions>SplinethruLocs創(chuàng)建圓弧線CIRCLEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Arcs>ByCent&RadiusMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Arcs>FullCircle創(chuàng)建分段式多義線SPLINEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Splines>SegmentedSplineMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Splines>WithOptions>SegmentedSpline創(chuàng)建與另一條直線成一定角度的直線LANGMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>AtAngletoLineMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>NormaltoLine創(chuàng)建與另外兩條直線成一定角度的直線L2ANGMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Angleto2LinesMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Normto2Lines創(chuàng)建一條與已有線共終點且相切的線LTANMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Tanto2Lines生成一條與兩條線相切的線L2TANMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Tanto2Lines生成一個面上兩關(guān)鍵點之間最短的線LAREAMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>OverlaidonArea通過一個關(guān)鍵點按一定路徑延伸成線LDRAGMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>Lines>AlongLines使一個關(guān)鍵點按一條軸旋轉(zhuǎn)生成線LROTATMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>Lines>AboutAxis在兩相交線之間生成倒角線LFILLTMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>LineFillet生成與激活坐標(biāo)系無關(guān)的直線LSTRMainMenu>Preprocessor>Create>Lines>Lines>StraightLine

表2-10生成新的線用法命令GUI菜單路徑通過已有線生成新線LGENMainMenu>Preprocessor>Modeling>Copy>LinesMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Lines從已有線對稱映像生成新線LSYMMMainMenu>Preprocessor>Modeling>Reflect>Lines將已有線轉(zhuǎn)到另一個坐標(biāo)系LTRANMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>TransferCoord>Lines用法命令GUI菜單路徑將一條線分成更小的線段LDIVMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>Lineinto2Ln'sMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>LineintoNLn'sMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>Linesw/Options將一條線與另一條線合并LCOMBMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Lines將線的一端延長LEXTNDMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>ExtendLine用法命令GUI菜單路徑列表顯示線LLISTUtilityMenu>List>LinesUtilityMenu>List>PickedEntities>Lines屏幕顯示線LPLOTUtilityMenu>Plot>LinesUtilityMenu>Plot>SpecifiedEntities>Lines選擇線LSELUtilityMenu>Select>Entities刪除線LDELEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Delete>LineandBelowMainMenu>Preprocessor>Modeling>Delete>LinesOnly表2-11修改線表2-12查看和刪除線2.3.4面平面可以表示二維實體（例如平板和軸對稱稱實體）。曲面和平面都可以表示三維的面，例如殼，三維實體的面等。跟線類似，只有用到面單元或者由面生成體時，才需要專門定義面。生成面的命令將自動生成依附于該面的線和關(guān)鍵點，同樣，面也可以在定義體時自動生成。1．定義面定義面的命令及GUI菜單路徑如表2-13所示。

表2-13定義面用法命令GUI菜單路徑通過頂點定義一個面（即通過關(guān)鍵點）AMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs通過其邊界線定義一個面ALMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByLines沿一條路徑拖動一條線生成面ADRAGMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>AlongLines沿一軸線旋轉(zhuǎn)一條線生成面AROTATMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>AboutAxis在兩面之間生成倒角面AFILLTMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>AreaFillet通過引導(dǎo)線生成光滑曲面ASKINMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>BySkinning通過偏移一個面生成新的面AOFFSTMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ByOffset2．通過已有面生成新的面通過已有面生成新的面的命令及GUI菜單路徑如表2-14所示。3．查看、選擇和刪除面查看、選擇和刪除面的命令及GUI菜單路徑如表2-15所示。

表2-14生成新的面用法命令GUI菜單路徑通過已有面生成另外的面AGENMainMenu>Preprocessor>Modeling>Copy>AreasMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Areas>Areas通過對稱映像生成面ARSYMMainMenu>Preprocessor>Modeling>Reflect>Areas將面轉(zhuǎn)到另外的坐標(biāo)系下ATRANMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>TransferCoord>Areas復(fù)制一個面的部分ASUBMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>OverlaidonArea用法命令GUI菜單路徑列表顯示面ALISTUtilityMenu>List>AreasUtilityMenu>List>PickedEntities>Areas屏幕顯示面APLOTUtilityMenu>Plot>AreasUtilityMenu>Plot>SpecifiedEntities>Areas選擇面ASELUtilityMenu>Select>Entities刪除面ADELEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Delete>AreaandBelowMainMenu>Preprocessor>Modeling>Delete>AreasOnly表2-15查看、選擇和刪除面

表2-16定義體2.3.5體體用于描述三維實體，僅當(dāng)需要用體單元時才必須建立體，生成體的命令將自動生成低級的圖元。1．定義體定義體的命令及GUI菜單路徑如表2-16所示。2．通過已有的體生成新的體通過已有的體生成新的體的命令及GUI菜單路徑如表2-17所示。3．查看、選擇和刪除體查看、選擇和刪除體的命令及GUI菜單路徑如表2-18所示。用法命令GUI菜單路徑通過頂點定義體（即通過關(guān)鍵點）VMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Arbitrary>ThroughKPs通過邊界定義體（即用一系列的面來定義）VAMainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Arbitrary>ByAreas將面沿某個路徑拖拉生成體VDRAGMainMenu>Preprocessor>Operate>Extrude>AlongLines將面沿某根軸旋轉(zhuǎn)生成體VROTATMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>AboutAxis將面沿其法向偏移生成體VOFFSTMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>Areas>AlongNormal在當(dāng)前坐標(biāo)系下對面進(jìn)行拖拉和縮放生成體VEXTMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>Areas>ByXYZOffset

VOFFSTVEXT

圖2-11VOFFST和VEXT操作示意圖用法命令GUI菜單路徑由一種模式的體生成另外的體VGENMainMenu>Preprocessor>Modeling>Copy>VolumesMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Volumes通過對稱映像生成體VSYMMMainMenu>Preprocessor>Modeling>Reflect>Volumes將體轉(zhuǎn)到另外的坐標(biāo)系VTRANMainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>TransferCoord>Volumes用法命令GUI菜單路徑列表顯示體VLISTUtilityMenu>List>PickedEntities>VolumesUtilityMenu>List>Volumes屏幕顯示體VPLOTUtilityMenu>Plot>SpecifiedEntities>VolumesUtilityMenu>Plot>Volumes選擇體VSELUtilityMenu>Select>Entities刪除體VDELEMainMenu>Preprocessor>Modeling>Delete>VolumeandBelowMainMenu>Preprocessor>Modeling>Delete>VolumesOnly

表2-17生成新的體表2-18查看、選擇和刪除體

2.4工作平面的使用

盡管光標(biāo)在屏幕上只表現(xiàn)為一個點，但它實際上代表的是空間中垂直于屏幕的一條線。為了能用光標(biāo)拾取一個點，首先必須定義一個假想的平面，當(dāng)該平面與光標(biāo)所代表的垂線相交時，能唯一地確定空間中的一個點，這個假想的平面就是工作平面。從另一種角度想象光標(biāo)與工作平面的關(guān)系，可以描述為光標(biāo)就像一個點在工作平面上來回游蕩，工作平面因此就如同在上面寫字的平板一樣，工作平面可以不平行于顯示屏，如圖2-12所示。

圖2-12顯示屏、光標(biāo)、工作平面及拾取點之間的關(guān)系2.4.1定義一個新的工作平面

可以用下列方法定義一個新的工作平面：（1）由三點定義一個工作平面：命令：WPLANE。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>XYZLocations。（2）由三個節(jié)點定義一個工作平面：命令：NWPLAN。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>Nodes。（3）由三個關(guān)鍵點定義一個工作平面：命令：KWPLAN。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>Keypoints。（4）通過一指定線上的點的垂直于該直線的平面定義為工作平面：命令：LWPLAN。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>PlaneNormaltoLine。（5）通過現(xiàn)有坐標(biāo)系的X-Y（或R-θ）平面定義工作平面：命令：WPCSYS。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>ActiveCoordSys。UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>GlobalCartesian。UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>SpecifiedCoordSys。2.4.2控制工作平面的顯示和樣式

為獲得工作平面的狀態(tài)（即位置、方向、增量）可用下面的方法：命令：WPSTYL,STAT。GUI：UtilityMenu>List>Status>WorkingPlane。將工作平面重置為默認(rèn)狀態(tài)下的位置和樣式，利用命令WPSTYL，DEFA。2.4.3移動工作平面

可以將工作平面移動到與原位置平行的新的位置，方法如下：（1）將工作平面的原點移動到關(guān)鍵點：命令：KWPAVE。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPto>Keypoints。（2）將工作平面的原點移動到節(jié)點：命令：NWPAVE。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPto>Nodes。（3）將工作平面的原點移動到指定點：命令：WPAVE。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPto>GlobalOrigin。UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPto>OriginofActiveCS。UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPto>XYZLocations。（4）偏移工作平面命令：WPOFFS。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPbyIncrements。2.4.4旋轉(zhuǎn)工作平面可以將工作平面旋轉(zhuǎn)到一個新的方向，可以在工作平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)X-Y軸，也可以使整個工作平面都旋轉(zhuǎn)到一個新的位置。如果不清楚旋轉(zhuǎn)角度，利用前面的方法可以很容易地在正確的方向上創(chuàng)建一個新的工作平面。旋轉(zhuǎn)工作平面的方法如下：命令：WPROTA。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPbyIncrements。

2.4.5還原一個已定義的工作平面

盡管實際上不能存儲一個工作平面，但可以在工作平面的原點創(chuàng)建一個局部坐標(biāo)系，然后利用這個局部坐標(biāo)系還原一個已定義的工作平面。在工作平面的原點創(chuàng)建局部坐標(biāo)系的方法如下：命令：CSWPLA。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>LocalCoordinateSystems>CreateLocalCS>AtWPOrigin。利用局部坐標(biāo)系還原一個已定義的工作平面的方法如下：命令：WPCSYS。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>ActiveCoordSys。UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>GlobalCartesian。UtilityMenu>WorkPlane>AlignWPwith>SpecifiedCoordSys。

2.5坐標(biāo)系簡介

ANSYS有多種坐標(biāo)系供選擇：（1）總體和局部坐標(biāo)系：用來定位幾何形狀參數(shù)（節(jié)點、關(guān)鍵點等）和空間位置。（2）顯示坐標(biāo)系：用于幾何形狀參數(shù)的列表和顯示。（3）節(jié)點坐標(biāo)系：定義每個節(jié)點的自由度和節(jié)點結(jié)果數(shù)據(jù)的方向。（4）單元坐標(biāo)系：確定材料特性主軸和單元結(jié)果數(shù)據(jù)的方向。（5）結(jié)果坐標(biāo)系：用來列表、顯示或在通用后處理操作中將節(jié)點和單元結(jié)果轉(zhuǎn)換到一個特定的坐標(biāo)系中。

2.5.1總體和局部坐標(biāo)系

圖2-13總體坐標(biāo)系

總體坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系用來定位幾何體。默認(rèn)地，當(dāng)定義一個節(jié)點或關(guān)鍵點時，其坐標(biāo)系為總體笛卡爾坐標(biāo)系。可是對有些模型，定義為不是總體笛卡爾坐標(biāo)系的另外坐標(biāo)系可能更方便。ANSYS程序允許用任意預(yù)定義的3種（總體）坐標(biāo)系的任意一種來輸入幾何數(shù)據(jù)，或者在任何其他定義的（局部）坐標(biāo)系中進(jìn)行此項工作。1．總體坐標(biāo)系圖2-13a表示笛卡爾坐標(biāo)系；圖2-13b表示一類圓柱坐標(biāo)系（其Z軸同笛卡爾坐標(biāo)系的Z軸一致），坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)號是1；圖2-13c表示球坐標(biāo)系，坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)號是2；圖2-13d表示兩類圓柱坐標(biāo)系（Z軸與笛卡爾坐標(biāo)系的Y軸一致），坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)號是3。2．局部坐標(biāo)系在許多情況下，必須要建立自己的坐標(biāo)系。其原點與總體坐標(biāo)系的原點偏移一定距離，或其方位不同于先前定義的總體坐標(biāo)系，圖2-16表示一個局部坐標(biāo)系的示例，它是通過用于局部、節(jié)點或工作平面坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的歐拉旋轉(zhuǎn)角來定義的。可以按以下方式定義局部坐標(biāo)系：（1）按總體笛卡爾坐標(biāo)定義局部坐標(biāo)系：命令：LOCAL。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>LocalCoordinateSystems>CreateLocalCS>AtSpecifiedLoc+。（2）通過已有節(jié)點定義局部坐標(biāo)系：命令：CSGUI：UtilityMenu>WorkPlane>LocalCoordinateSystems>CreateLocalCS>By3Nodes+。（3）通過已有關(guān)鍵點定義局部坐標(biāo)系：命令：CSKP。

GUI：UtilityMenu>WorkPlane>LocalCoordinateSystems>CreateLocalCS>By3Keypoints+。（4）在當(dāng)前定義的工作平面的原點為中心定義局部坐標(biāo)系：命令：CSWPLA。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>LocalCoordinateSystems>CreateLocalCS>AtWPOrigin。圖2-15中X，Y，Z表示總體坐標(biāo)系，然后通過旋轉(zhuǎn)該總體坐標(biāo)系來建立局部坐標(biāo)系。圖2-14a表示將總體坐標(biāo)系繞Z軸旋轉(zhuǎn)一個角度得到X1，Y1，Z（Z1）；圖2-14b表示將X1，Y1，Z（Z1）繞X1軸旋轉(zhuǎn)一個角度得到X1（X2），Y2，Z2。

圖2-14局部坐標(biāo)系當(dāng)定義了一個局部坐標(biāo)系后，它就會被激活。當(dāng)創(chuàng)建了局部坐標(biāo)系后，分配給它一個坐標(biāo)系號（必須是11或更大），可以在ANSYS程序中的任何階段建立或刪除局部坐標(biāo)系。若要刪除一個局部坐標(biāo)系，可以利用下面方法：命令：CSDELE。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>LocalCoordinateSystems>DeleteLocalCS。若要查看所有的總體和局部坐標(biāo)系，可以使用下面的方法：命令：CSLIST。GUI：UtilityMenu>List>Other>LocalCoordSys。與3個預(yù)定義的總體坐標(biāo)系類似，局部坐標(biāo)系可以是笛卡爾坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系或球坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系可以是圓的，也可以是橢圓的，另外，還可以建立環(huán)形局部坐標(biāo)系，如圖2-15所示。

圖2-15局部坐標(biāo)系類型圖2-15a表示局部笛卡爾坐標(biāo)系；圖2-15b表示局部圓柱坐標(biāo)系；圖2-15c表示局部球坐標(biāo)系；圖2-15d表示局部環(huán)坐標(biāo)系。3．坐標(biāo)系的激活可以定義多個坐標(biāo)系，但某一時刻只能有一個坐標(biāo)系被激活。激活坐標(biāo)系的方法如下：首先自動激活總體笛卡爾坐標(biāo)系，當(dāng)定義一個新的局部坐標(biāo)系，這個新的坐標(biāo)系就會自動被激活，如果要激活一個與總體坐標(biāo)系或以前定義的坐標(biāo)系，可用下列方法：命令：CSYS。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalCartesian。UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalCylindrical。UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalSpherical。UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>SpecifiedCoordSys。UtilityMenu>WorkPlane>ChangeActiveCSto>WorkingPlane。2.5.2顯示坐標(biāo)系在默認(rèn)情況下，即使是在坐標(biāo)系中定義的節(jié)點和關(guān)鍵點，其列表都顯示它們在總體笛卡爾坐標(biāo)，可以用下列方法改變顯示坐標(biāo)系：命令：DSYS。GUI：UtilityMenu>WorkPlane>ChangeDisplayCSto>GlobalCartesian。UtilityMenu>WorkPlane>ChangeDisplayCSto>GlobalCylindrical。UtilityMenu>WorkPlane>ChangeDisplayCSto>GlobalSpherical。UtilityMenu>WorkPlane>ChangeDisplayCSto>SpecifiedCoordSys。

改變顯示坐標(biāo)系也會影響圖形顯示。除非有特殊的需要，一般在用諸如“NPLOT，EPLOT”命令顯示圖形時，應(yīng)將顯示坐標(biāo)系重置為總體笛卡爾坐標(biāo)系。DSYS命令對LPLOT，APLOT和VPLOT命令無影響。2.5.3節(jié)點坐標(biāo)系總體和局部坐標(biāo)系用于幾何體的定位，而節(jié)點坐標(biāo)系則用于定義節(jié)點自由度的方向。每個節(jié)點都有自己的節(jié)點坐標(biāo)系，默認(rèn)情況下，它總是平行于總體笛卡爾坐標(biāo)系（與定義節(jié)點的激活坐標(biāo)系無關(guān)）?？捎孟铝蟹椒▽⑷我夤?jié)點坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到所需方向，如圖2-16所示。（1）將節(jié)點坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到激活坐標(biāo)系的方向。即節(jié)點坐標(biāo)系的X軸轉(zhuǎn)成平行于激活坐標(biāo)系的X軸或R軸，節(jié)點坐標(biāo)系的Y軸旋轉(zhuǎn)到平行于激活坐標(biāo)系的Y或θ軸，節(jié)點坐標(biāo)系的Z軸轉(zhuǎn)成平行于激活坐標(biāo)系的Z或φ軸。命令：NROTAT。GUI：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>RotateNodeCS>ToActiveCS。MainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>RotateNodeCS>ToActiveCS。

原始節(jié)點坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)到圓柱坐標(biāo)系

圖2-16節(jié)點坐標(biāo)系（2）按給定的旋轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)節(jié)點坐標(biāo)系（因為通常不易得到旋轉(zhuǎn)角，因此NROTAT命令可能更有用），在生成節(jié)點時可以定義旋轉(zhuǎn)角，或?qū)σ延泄?jié)點制定旋轉(zhuǎn)角（NMODIF命令）。命令：N。GUI：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>InActiveCS。命令：NMODIF。GUI：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>RotateNodeCS>ByAngles。MainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>RotateNodeCS>ByAngles。可以用下列方法列出節(jié)點坐標(biāo)系相對于總體笛卡爾坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)的角度：命令：NANG。GUI：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>RotateNodeCS>ByVectors。MainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>RotateNodeCS>ByVectors。命令：NLIST。GUI：UtilityMenu>List>Nodes。UtilityMenu>List>PickedEntities>Nodes。

2.5.4單元坐標(biāo)系

每個單元都有自己的坐標(biāo)系，單元坐標(biāo)系用于規(guī)定正交材料特性的方向，施加壓力和顯示結(jié)果（如應(yīng)力應(yīng)變）的輸出方向。所有的單元坐標(biāo)系都是正交右手系。大多數(shù)單元坐標(biāo)系的默認(rèn)方向遵循以下規(guī)則：（1）線單元的X軸通常從該單元的I節(jié)點指向J節(jié)點。（2）殼單元的X軸通常也取I節(jié)點到J節(jié)點的方向，Z軸過I點且與殼面垂直，其正方向由單元的I、J和K節(jié)點按右手法則確定，Y軸垂直于X軸和Z軸。（3）對二維和三維實體單元的單元坐標(biāo)系總是平行于總體笛卡爾坐標(biāo)系。

對面單元和體單元而言，可用下列命令將單元坐標(biāo)的方向調(diào)整到已定義的局部坐標(biāo)系上：命令：ESYS。GUI：MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshAttributes>DefaultAttribs。MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>ElemAttributes。2.5.5結(jié)果坐標(biāo)系在求解過程中，計算的結(jié)果數(shù)據(jù)有位移（UX，UY，ROTS等），梯度（TGX，TGY等），應(yīng)力（SX，SY，SZ等），應(yīng)變（EPPLX，EPPLXY等）等，這些數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件中，要么是在節(jié)點坐標(biāo)系（初始或節(jié)點數(shù)據(jù)），要么是單元坐標(biāo)系（導(dǎo)出或單元數(shù)據(jù)）。但是，結(jié)果數(shù)據(jù)通常是旋轉(zhuǎn)到激活的坐標(biāo)系（默認(rèn)為總體坐標(biāo)系）中來進(jìn)行云圖顯示、列表顯示和單元數(shù)據(jù)存儲（ETABLE命令）等操作?？梢詫⒒顒拥慕Y(jié)果坐標(biāo)系轉(zhuǎn)到另一個坐標(biāo)系（如總體坐標(biāo)系或一個局部坐標(biāo)系），或轉(zhuǎn)到在求解時所用的坐標(biāo)系下（例如，節(jié)點和單元坐標(biāo)系）。如果列表、顯示或操作這些結(jié)果數(shù)據(jù)，則它們將首先被旋轉(zhuǎn)到結(jié)果坐標(biāo)系下。利用下列方法可改變結(jié)果坐標(biāo)系：命令：RSYS。GUI：MainMenu>GeneralPostproc>OptionsforOutput。UtilityMenu>List>Results>Options。2.6使用布爾操作來修正幾何模型在布爾運算中，對一組數(shù)據(jù)可用諸如交、并、減等邏輯運算處理，ANSYS程序也允許對實體模型進(jìn)行同樣的操作，這樣修改實體模型就更加容易。無論是自頂向下還是自底向上構(gòu)造的實體模型，都可以對它進(jìn)行布爾運算操作。需注意的是，凡是通過連接生成的圖元對布爾運算無效，對退化的圖元也不能進(jìn)行某些布爾運算。通常，完成布爾運算之后，緊接著就是實體模型的加載和單元屬性的定義，如果用布爾運算修改了已有的模型，需注意重新進(jìn)行單元屬性和加載的定義。2.6.1布爾運算的設(shè)置對兩個或多個圖元進(jìn)行布爾運算時，可以通過以下的方式確定是否保留原始圖元，如圖2-17所示。命令：BOPTN。GUI：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Settings。

2.6.2布爾運算之后的圖元編號ANSYS的編號程序會對布爾運算輸出的圖元依據(jù)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和幾何形狀進(jìn)行編號。例如：面的拓?fù)湫畔ǘx的邊數(shù)，組成面的線數(shù)（即三邊形面或四邊形面），面中的任何原始線（在布爾操作之前存在的線）的線號，任意原始關(guān)鍵點的關(guān)鍵點號等。面的幾何信息包括形心的坐標(biāo)、端點和其他相對于一些任意的參考坐標(biāo)系的控制點。控制點是由NURBS定義的描述模型的參數(shù)。編號程序首先給輸出圖元分配按其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)唯一識別的編號（以下一個有效數(shù)字開始），任何剩余圖元按幾何編號。但需注意的是，按幾何編號的圖元順序可能會與優(yōu)化設(shè)計的順序不一致，特別是在多重循環(huán)中幾何位置發(fā)生改變的情況下。

圖2-17布爾運算的保留操作示例

表2-19交運算

2.6.3交運算布爾交運算的命令及GUI菜單路徑如表2-19所示。圖2-18～圖2-22所示為一些圖元相交的實例。用法命令GUI菜單路徑線相交LINLMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Intersect>Common>Lines面相交AINAMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Intersect>Common>Areas體相交VINVMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Intersect>Common>Volumes線和面相交LINAMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Intersect>LinewithArea面和體相交AINVMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Intersect>AreawithVolume線和體相交LINVMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Intersect>LinewithVolume圖2-18線與線相交圖2-19線與面相交

圖2-20面與面相交

圖2-21面與體相交

圖2-22線與體相交

圖2-24面的兩兩相交

2.6.4兩兩相交

兩兩相交時由圖元集疊加而形成的一個新的圖元集。就是說，兩兩相交表示至少任意兩個原圖元的相交區(qū)域。比如，線集的兩兩相交可能是一個關(guān)鍵點（或關(guān)鍵點的集合），或是一條線（或線的集合）。布爾兩兩相交運算的命令及GUI菜單路徑如表2-20所示。圖2-23、圖2-24所示為一些兩兩相交的實例。

圖2-23線的兩兩相交用法命令GUI菜單路徑線兩兩相交LINPMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Intersect>Pairwise>Lines面兩兩相交AINPMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Intersect>Pairwise>Areas體兩兩相交VINPMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Intersect>Pairwise>Volumes

表2-20兩兩相交

2.6.5相加加運算的結(jié)果是得到一個包含各個原始圖元所有部分的新圖元，這樣形成的新圖元是一個單一的整體，沒有接縫。在ANSYS程序中，只能對三維實體或二維共面的面進(jìn)行加操作，面相加可以包含有面內(nèi)的孔即內(nèi)環(huán)。加運算形成的圖元在網(wǎng)格劃分時通常不如搭接形成的圖元。布爾相加運算的命令及GUI菜單路徑如表2-21所示。

如果從某個圖元（E1）減去另一個圖元（E2），其結(jié)果可能有兩種情況：一種情況是生成一個新圖元E3（E1-E2=E3），E3和E1有同樣的維數(shù)，且與E2無搭接部分；另一種情況是E1與E2的搭接部分是個低維的實體，其結(jié)果是將E1分成兩個或多個新的實體（E1-E2=E3,E4）。布爾相減運算的命令及GUI菜單路徑如表2-22所示。表2-21相加運算用法命令GUI菜單路徑面相加AADDMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Areas體相加VADDMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes2.6.6相減

表2-22相減運算用法命令GUI菜單路徑線減去線LSBLMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>LinesMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>WithOptions>LinesMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>LinebyLineMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>WithOptions>LinebyLine面減去面ASBAMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>AreasMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>WithOptions>AreasMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>AreabyAreaMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>WithOptions>AreabyArea體減去體VSBVMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>VolumesMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>WithOptions>Volumes線減去面LSBAMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>LinebyAreaMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>WithOptions>LinebyArea線減去體LSBVMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>LinebyVolumeMainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide>WithOptions>LinebyVolume體減去面