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ANSYS 入门教程 (9) - 创建面  

2010-07-31 11:45:41|  分类: ANSYS 入门基础 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2.2.3   创建面
       采用自顶向下的方法创建面,则 ANSYS 自动创建其线和关键点,线和关键点编号由系统自定义。
       自顶向下建模时几何图素均在工作平面内创建,因此图素的方位均与工作平面方位和位置有关。
       如果采用自底向上方法创建面,则必须预先创建关键点或线。
       ANSYS 创建面的方法很多,其创建命令和管理命令如表所示:

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(1)   通过关键点创建面
    命令:A, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13,P14, P15, P16, P17, P18
    其中 P1~P18 为关键点号。最多 18 个关键点,最少为 3 个关键点。关键点必须按顺时针或逆时针顺序输入,同时按右手规则确定面的正法线方向。
    当关键点数 ≥4 时,应该保证所有关键点位于同一平面或曲面内,即在当前坐标系下有一相同的坐标值,如 Z 相同,则该面位于 XY 平面内。
      ★  如果相邻两关键点已经存在线(直线或曲线),则创建面时使用该线,该线形状与当前坐标系无关;
      ★  如果存在多条线,则采用其中最短的线(直线)。
      ★  如果相邻关键点没有线,则创建面时边的形状决定当前坐标系,如在直角坐标系下生成直线边,而在柱坐标系下生成曲线边。但是一旦由这些关键点创建了面,再改变当前坐标系也不能改变面的形状了。
    示例:
        /prep7                                 ! 进入前处理
        csys,1                                 ! 设定柱坐标系
        k,1,1  $ k,2,1,90                 ! 在柱坐标系下创建关键点
        l,1,2                                    ! 在柱坐标系创建线
        csys,0                                 ! 设定直角坐标系
        k,3,-1  $k,4,0,-1  $ k,5,0.5,-0.7         ! 在直角坐标系下创建关键点
        kpscale,all,,,3,3                  ! 用比例创建另外一组关键点
        a,1,2,3,4,5                          ! 在直角坐标系下创建面
        l,6,7                                    ! 在直角坐标系创建线
        csys,1                                 ! 设定柱坐标系
        a,6,7,8,9,10                        ! 在柱坐标系下创建面
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(2)   通过线创建面
    命令:AL, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10
    其中 L1~L10 为线编号,最少要 3 条线,当采用输入线号时最多 10 条线。生成面的正法线方向按右手规则由 L1 的方向确定。
    当 L1 为负值时则表示面的正法线方向相反。L1 可为 ALL、P 或组件名,当 L1=ALL 时面的法线由 L2 定义面的法线方向,当 L2 为空时则默认为最小编号的线,且此时线数不受限制。
    线号可以按任意顺序,但这些线必须是首尾相连可形成封闭的面。当线数≥4时,线必须在同一平面内或曲面内。由于采用既有线创建面,线形就决定了面边的形状。

    示例:
        /prep7                 !进入前处理
        csys,1                 !设定柱坐标系
        *do,I,1,12            !用循环创建关键点
          k,I,5,30*(I-1)
        *enddo
        *do,I,1,11           !用循环创建直线
          lstr,I,I+1
        *enddo
        L,1,12               !在当前坐标系下创建线(曲线)
        AL,ALL             !由上述线创建面
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(3)   沿路径拖拉创建面
    命令:ADRAG, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NLP1, NLP2, NLP3, NLP4, NLP5, NLP6
        NL1~NL6---将要拖拉的线号,也可为ALL或元件名,线必须是连续的。
        NLP1~NLP6---路径线的编号,也必须是连续的。也可为元件名。
          ★ 用 ADRAG 创建的面,其线和关键点号由系统自动定义
          ★ 相邻面共用线、相邻线共用关键点。
          ★  拖拉线与拖拉路径不一定相交,拖拉线仅仅将路径作为方向和参考长度,该命令在创建复杂曲面时较为方便。
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    示例:
          /PREP7                     ! 进入前处理
          PI=ACOS(-1)             ! 利用函数得到 π=3.1415926,并赋值给变量 PI
          *DO,I,0,10,1              ! 利用循环创建 11 个关键点
            K,2*I+1,I/5*PI,SIN(I/5*PI)
          *ENDDO                    ! 结束循环
          SPLIN,ALL                 ! 按样条创建曲线
          CM,PATH1,LINE        ! 定义组件 PATH1
          K,50,,,2                     ! 创建关键点 50
          K,51,,1,4    $L,1,50    $L,50,51       ! 创建关键点 51 及两条线
          ADRAG,11,12,,,,,path1           !沿路径PATH1拖拉线L11和L12创建面
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(4)   线绕轴旋转生成弧面
    命令:AROTAT, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, PAX1, PAX2, ARC, NSEG
        NL1, NL2,NL3,NL4,NL5,NL6 - 将要旋转的线号,必须位于旋转轴的一侧,且与旋转轴共面,即旋转轴与线不能相交,但轴可通过线的端
点。NL1 也可为 ALL、P 或组件名。
        PAX1,PAX2 - 旋转轴的关键点编号。
        ARC - 弧长(度),对 PAX1-PAX2 旋转轴按右手规则为正,缺省为 360°
        NSEG - 沿圆周的线段数,最多为 8 段。缺省时按 90° 划分线,即 360° 按 4 段划分。
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示例:
        /PREP7                                    ! 进入前处理
        PI=ACOS(-1)                           !  =3.1415926
        *DO,I,0,10,1                             ! 利用循环创建 11 个关键点
          K,I+1,I/5*PI,SIN(I/5*PI)
        *ENDDO                                   ! 结束循环
        *do,i,1,10                                  ! 利用循环创建多段直线
          l,i,i+1
        *enddo
        k,50,2,2                                     ! 创建旋转轴的关键点
        k,51,8,3
        arotat,all,,,,,,50,51,270,6         ! 绕旋转轴旋转线创建 270° 弧面,并分为 6 段
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(5)  偏移既有面创建新面
    命令:AOFFST, NAREA, DIST, KINC
       NAREA - 既有面的编号,也可为 ALL 或 P (在图形窗口中拾取)。
       DIST - 偏移距离,按右手规则由关键点顺序确定面的正法线方向为偏移方向。
       KINC - 创建面上关键点编号增量,如缺省则由系统自动定义

    示例:
           /prep7                    ! 进入前处理
           blc4,,,10,20            ! 创建矩形面
           aoffst,all,10            ! 偏移矩形面创建新面
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(6)   在相交面之间创建倒角面
    命令:AFILLT, NA1, NA2, RAD
         NA1,NA2 - 分别为第 1 个和第 2 个相交面的面号.
         RAD - 生成倒角面的半径。
           ★ 如果初始不相交也可生成倒角面。
           ★ 对两曲面的倒角要慎重,可采用先对线倒角,后再拖拉创建面
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    示例:
         /prep7                               ! 进入前处理
         k,1,1$k,2,0,2$k,3,-1        ! 创建关键点
         k,4   $k,5,,,2
         l,1,2    $l,2,3                     ! 创建线
         l,4,5
         adrag,1,2,,,,,3                  ! 沿线 3 拖拉创建面
         afillt,1,2,0.5                      ! 对这两个面以半径 0.5 倒角创建新面
 
(7)   蒙皮创建光滑曲面
    命令:ASKIN, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NL7, NL8, NL9
         NL1 - 创建蒙皮面的第 1 条引导线,也可为组件名。如果为负值,则开始和结束的线用于引导其它线的蒙皮。
                   NL1 值不能为 ALL,当多于 9 条时,可先选择线集并定义组件名,然后使用组件名创建蒙皮。
         NL2~NL9 - 创建蒙皮的其它引导线,使用编号输入时最多为 9 条。如果 NL1 为负值,则最后线和开始线交换引导创建蒙皮。
    蒙皮创建面,这些引导线充当“肋骨”作用;而给定的第 1 条和最后 1 条线是蒙皮面的两个相对边框,另外两个边框由所有给定引导线的端点按样条自动生成,面的内部将由内部引导线生成。蒙皮面生成后,原来引导线及其关键点都存在,但仅 4 条边依附于蒙皮面。
    例如通过蒙皮创建椭圆抛物面,方程为: z = x2 / 9 + y2 /16
         /prep7                       ! 进入前处理
         *do,i,1,20                  ! 设第1个循环
         x=i-10                        ! 求得X值
         ksel,none                  ! 设置关键点空集
         *do,j,1,20                  ! 设第 2 个循环
         y=j-10                        ! 求得 Y 值
         z=x*x/9+y*y/16          ! 求得 Z 值
         k,,x,y,z                       ! 创建关键点,采用自动编号
         *enddo                      ! 结束第 1 循环
         bsplin,all                    ! 由上面关键点按样条生成曲线
         *enddo                      ! 结束第 2 循环
         allsel,all                     ! 选择全部几何图素
         cm,linecomp,line      ! 将当前线集定义为组件,
         askin,linecomp         ! 蒙皮创建曲面
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(8)  复制创建面
    命令:AGEN, ITIME, NA1, NA2, NINC, DX, DY, DZ, KINC, NOELEM, IMOVE
         ITIME - 复制次数,缺省为 2。
         NA1,NA2,NINC - 欲复制面的编号范围和编号增量,NA1 可以为 ALL 或组件名。
         DX,DY,DZ - 在当前坐标系中,关键点坐标的偏移量。对于柱坐标系为 --,Dθ,DZ;对于球坐标系为 --, Dθ,--,其中 -- 表示不可操作
         KINC - 要创建的关键点编号增量,缺省时由系统自动指定。
         NOELEM - 是否创建单元和节点控制参数。NOELEM=0(缺省)如果存在单元和节点则生成;NOELEM=1 不生成单元和节点。
         IMOVE - 面是否被移动或重新创建。IMOVE=0(缺省)原来的面不动,重新创建新面;当 IMOVE=1 不创建新面,原来的面移动到新位
置,此时编号不变(即 ITIME、KINC 和 NOELEM 均无效),且单元和节点一并移动。
    例如接上面创建蒙皮命令之后:
         agen,2,1,,,,,20               ! 将上述蒙皮面复制一个,Dz=20
         agen,,all,,,50,,,,,1          ! 将上述两个蒙皮面沿X相对移动 50
         csys,1                            ! 设定柱坐标系
         agen,,all,,,,60,,,,1          ! 将模型旋转 60 度
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(9)   通过坐标轴对称创建面
    命令:ARSYM, Ncomp, NA1, NA2, NINC, KINC, NOELEM, IMOVE
         Ncomp---对称控制选项,可选X(缺省),Y,Z值。
    在直角坐标系下,线可以在任意象限。其余参数同AGEN命令中的说明。
    例如接倒角命令后:
          ARSYM,Y,ALL
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    列表、显示、删除面信息
(10)   列表输出面信息
    命令:ALIST, NA1, NA2, NINC, Lab
    其中 Lab 控制采用列表方式,可选择:
         空:显示所有信息。
         Lab=HPT:列表输出仅包含硬点的面。
(11)   显示面
    命令:APLOT, NA1, NA2, NINC, DEGEN, SCALE
       DEGEN - 退化标记。如为空(缺省)则不使用退化标记;
           如为 DEGE 则在退化的关键点处显示红色一星状标志,
           如设置 /FACET,WIRE 则该选择无效。
       SCALE - 退还标记星状标志的缩放系数,缩放依据窗口大小而定,缺省为0.075。

(12)   删除面
    命令:ADELE, NA1, NA2, NINC, KSWP
       KSWP---删除控制参数,当 KSWP=0(缺省)时则仅删除面;当 KSWP=1 时则删除其线和关键点,但线和关键点不依附其它图素。
 
(13)  选择一组面
    命令:ASEL, Type, Item, Comp,VMIN, VMAX, VINC, KSWP
       Type - 选择类型标识。其值可取:
           S - 从所有面中(全集)选择一组新的面子集为当前子集。
           R - 从当前子集中再选择一组面,形成新的当前子集。
           A - 从全集中另外选择一组面子集添加到当前子集中。
           U - 从当前子集中去掉一组面子集。
           ALL - 选择所有面,即全集。
           NONE - 不选择任何面,当前子集为空集。
           INVE - 选择与当前子集相反的部分,形成新的当前子集。
           STAT - 显示当前子集状态。
      Item - 选择数据标识,仅适用于 Type=S,R,A,U。缺省为 AREA。
          AREA - 以面号选择,其后参数相应赋值。
          EXT - 选择当前体 (Volums) 子集中最外侧的表面,其后无参数赋值。
         LOC - 以当前坐标系中的坐标值选择,其 Comp 可选择 X,Y,Z,而 X,Y,Z 为面的中心坐标,且其后参数相应赋值。
         MAT, TYPE ,REAL,ESYS - 根据相关的材料号、单元类型号、实常数号、单元坐标号选择面,其后参数均要相应赋值。
         SECN - 以与面相关的截面选择,其后参数相应赋值。
         HPT - 仅选择包含硬点的面,其后无参数。
         ACCA - 仅选择连接面(使用 ACCAT 命令创建的面),其后无参数
    Comp -
     VMIN, VMAX, VINC - 同 LSEL 中的说明。
     KSWP - 控制选择方式。当 KSWP=0(缺省)则仅选择面;当 KSWP=1 则选择与面相关的线、关键点、节点和单元,但仅在 Type=S 时
有效。
 
(14)  选择与所选线相关的面
    命令:ASLL, Type, ARKEY
      Type - 选择类型标识。其值可取R,S,A,U。
      ARKEY - 与面相关线的选择控制参数。
          ARKEY=0(缺省)则只要面的任意一条线在选择集中(使用了 LSEL 命令),则选择该面。
          当 ARKEY=1 则要求面的所有线均在选择集中才选择该面。

(15)   选择与所选体相关的面
    命令:ASLV, Type
    其中 Type 参数同 ASLL 命令中的说明。
 
(16)   通过两角点坐标创建矩形面
    命令:RECTNG, X1, X2, Y1, Y2
      X1,X2---矩形面在工作平面X方向坐标值。
      Y1,Y2---矩形面在工作平面Y方向坐标值。
    该命令在工作平面上创建矩形,同时生成线和关键点。
    例如:
      /prep7                   ! 进入前处理
      wpoff,1,1               ! 将工作平面沿其坐标轴 X 和 Y 各移动 1
      rectng,1,2,0,1       ! 创建矩形面 A1
      wprota,,90             ! 将工作平面绕其X轴旋转90度
      rectng,1,2,0,1       ! 创建矩形面 A2
      wprota,,,90            ! 将工作平面绕其Y轴旋转90度
      wpoff,,,0.5             ! 将工作平面沿其坐标轴 Z 移动1
      rectng,0,1,0,1       ! 创建矩形面A3
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(17)  通过一角点坐标和尺寸创建矩形面
    命令:BLC4, XCORNER, YCORNER, WIDTH, HEIGHT, DEPTH
        XCORNER,YCORNER - 矩形面或块体第 1 个角点在工作平面上的 X 和 Y 坐标。
        WIDTH - 平行于工作平面X轴方向离 XCORNER 的距离。
        HEIGHT - 平行于工作平面Y轴方向离 YCORNER 的距离
        DEPTH - 离工作平面的垂直距离,即平行于 Z 轴。
        DEPTH=0(缺省)则生成面。如 WIDTH 或 HEIGHT 或 DEPTH 为负值,则为反方向距离。
    例如:
        /PREP7                  ! 进入前处理
        BLC4,,,1,2              ! 创建矩形面 A1,角点在原点
        BLC4,,,-1,-2           ! 创建矩形面 A2,角点在原点
        WPROTA,,90         ! 将工作平面绕其 X 轴旋转 90 度
        BLC4,1,1,1,2          ! 创建矩形面 A3
 
(18)   通过中心坐标和尺寸创建矩形面
    命令:BLC5, XCENTER, YCENTER, WIDTH, HEIGHT, DEPTH
        XCENTER,YCENTER---矩形面或块体中心在工作平面上的X 和Y坐标值。
        WIDTH---矩形面或块体的宽度,与工作平面X轴平行。
        HEIGHT---矩形面或块体的高度,与工作平面Y轴平行。
        DEPTH---到工作平面的垂直距离,与工作平面Z轴平行。
                DEPTH=0(缺省)则生成面。
                如WIDTH或HEIGHT为负值忽略其负号,如DEPTH,则为反方向尺度。
    例如:
        /PREP7                       ! 进入前处理
        BLC5,,,1,2                   ! 创建矩形面 A1
        BLC5,1,1,-2,-2            ! 创建矩形面 A2 ,高度和宽度负号忽略
        BLC5,-1,-1,1,2,3         ! 创建体 V1
        BLC5,-1,-1,1,2,-3        ! 创建体 V2
 
(19)  在工作平面原点创建圆面或环面
    命令:PCIRC, RAD1, RAD2, THETA1, THETA2
        RAD1,RAD2---圆面的内外半径,可按任意顺序输入,生成圆面时以较大值为外半径。RAD1或RAD2中任意一个为0或空,或者二者相等,
都生成一个实心圆面。圆面或环面均在工作平面内创建,其中心在工作平面原点。
        THETA1,THETA2---圆面开始和结束的角度,也可不按顺序输入。缺省分别为0°和360°。
    例如:
        /PREP7                        ! 进入前处理
        PCIRC,1,2,0,250        ! 创建内半径为1,外半径为 2 的 250 度扇环面
        wpoff,4                         ! 移动工作平面
        pcirc,1,,0,110             ! 创建半径为 1 的 110 度扇面
        pcirc,2,,150,260         ! 创建半径为 2,从 150~260 度的扇环面
        wprota,,,90                 !  旋转工作平面
        pcirc,4,,,90                 ! 创建半径为 4 的 90 度扇面
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(20)  通过圆心坐标和半径等创建圆或环面
    命令:CYL4, XCENTER, YCENTER, RAD1, THETA1, RAD2, THETA2, DEPTH
        XCENTER,YCENTER---圆面或圆柱体中心在工作平面上的X和Y坐标值。
        RAD1,RAD2---圆面或圆柱体的内外半径
        THETA1,THETA2---圆面或圆柱体开始和结束的角度,也可不按顺序输入。缺省分别为0°和360°。
        DEPTH---到工作平面的垂直距离,即圆柱体高度,与工作平面Z轴平行。DEPTH=0(缺省)则生成圆面。
    例如:
        /PREP7                       ! 进入前处理
        cyl4,,,1,90,2,270         ! 在工作平面原点创建内半径为 1,外半径为 2,从 90°~270° 的圆环扇面
        cyl4,,,1,,,60                 ! 在工作平面原点创建半径为 1 的 60° 扇面
        cyl4,3,,2                      ! 在 x=3,y=0 处创建半径为 2 的实心圆面
        wprota,,90                  ! 旋转工作平面
        cyl4,6,,1,,2,260,3       ! 创建部分空心圆柱体
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 (21)  通过圆上直径端点坐标创建圆面
    命令:CYL5, XEDGE1, YEDGE1, XEDGE2, YEDGE2, DEPTH
        XEDGE1,YEDGE1---圆面或圆柱体直径上的一个端点在工作平面上的X和Y坐标。
        XEDGE2,YEDGE2---圆面或圆柱体直径上的另一个端点在工作平面上的X和Y坐标。
    例如:
        /prep7                    ! 进入前处理
        cyl5,1,-2,-1,3         ! 创建圆面 - 由于未输入 depth,默认为零,故生成圆面而不是圆柱体
        cyl5,3,2,2,3,1         ! 创建圆柱体
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(22)  在工作平面原点创建正多边形面
    命令:RPOLY, NSIDES, LSIDE, MAJRAD, MINRAD
        NSIDES---正多边形的边数,必须大于2。
        LSIDE---正多边形的边长。
        MAJRAD---多边形外接圆的半径。如输入LSIDE则不使用该项
        MINRAD---多边形内接圆的半径。如输入LSIDE或MAJRAD则不使用该项。
    多边形在工作平面内创建,多边形中心在工作平面原点。
    例如:
        /prep7                ! 进入前处理
        rpoly,5,1            ! 创建边长为 1 的 5 边形
        wpoff,2               ! 移动工作平面
        rpoly,8,1            ! 创建边长为 1 的 8 边形
        wpoff,0,3           ! 移动工作平面
        rpoly,8,,2          ! 创建外接圆半径为 2 的 8 边形
        wpoff,-2            ! 移动工作平面
        rpoly,7,,,1         ! 创建内接圆半径为 1 的 7 边形
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(23)  在工作平面任意位置创建正多边形面
    命令:RPR4, NSIDES, XCENTER, YCENTER, RADIUS, THETA, DEPTH
        NSIDES---正多边形的边数或棱柱体面数,必须大于2。
        XCENTER,YCENTER---多边形面或棱柱体中心在工作平面上X和Y的坐标。
        RADIUS---外接圆或外接圆柱的半径。
        THETA---从工作平面X轴到多边形或棱柱体顶点的第1个关键点的角度,用于确定多边形面或棱柱体的方向,缺省为0。
        DEPTH---到工作平面的垂直距离,如为0(缺省)则生成面
    例如:
        /prep7                       ! 进入前处理
        rpr4,3,1,1,2,90         ! 创建中心在 x=1 和 Y=1 处,外接圆半径为 2 的 3 边形,角度为 90°
        rpr4,3,1,1,2              ! 创建中心在 x=1 和 Y=1 处,外接圆半径为 2 的 3 边形,角度为 0°
        rpr4,5,3,3,2,90         ! 创建中心在 x=3 和 Y=3 处,外接圆半径为 2 的 5 边形,角度为 0°
        wprota,,90                ! 旋转工作平面
        rpr4,7,-4,,3,,-1         ! 创建中心在 x=-4 和 Y=0 处,外接圆半径为 3 的 7 边形棱柱体,角度为 0°,高度为 1(在 Z 反方向)
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