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ANSYS 入门教程 (13) - 几何模型的布尔运算 (续)(c)  

2010-08-06 08:40:16|  分类: ANSYS 入门基础 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2.3.5 用工作平面切分图素 Subtract
    用工作平面切分图素实际上是布尔减运算,即图素 ( 线、面、体) 减工作平面的运算(相当于 LSBA, ASBA, VSBA命令),但工作平面不存在运算后的删除问题,且利用工作平面不用预先创建减去的面,因此在很多情况下非常方便。
    这里的切分也存在“仅切不分”和“切而分”两种情况,前者将图素用工作平面划分为新的图素,但与工作平面相交部分是共享的,或者说是“粘”在一起的;而后者则将新生成的图素分开,是各自独立的,在同位置上存在重合的关键点、线或面。在网格划分中,常常将图素切分(仅切不分),以得到较为理想的划分效果。
    切分运算完成后,输入图素的处理采用 BOPTN 的设置,如采用缺省设置,则输入图素被删除。也可不采用 BOPTN 中的设置,而强制保留或删除。

    该类运算命令仅有3个,即 LSBW、ASBW、VSBW,格式如下:
        切分线命令:LSBW, NL, SEPO, KEEP
        切分面命令:ASBW, NA, SEPO, KEEP
        切分体命令:VSBW, NV, SEPO, KEEP
    其中:
        NL ,NA,NV  - 线、面、体编号,也可为 ALL、组件名或 P (在 GUI 中拾取)。
        SEPO - 同 2.3.4 中的命令参数说明。为空 (默认) 即切而不分,为 SEPO 即切而分。
        KEEP - 同前面 KEEP1 说明。

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示例:

(1)   体的切分
        /prep7                                                ! 进入前处理
        SPH4,,,2                                            ! 创建球体
        CYL4,8,,2,,,,6$RPR4,5,16,,2,,6         ! 创建圆柱体和棱柱体
        CON4,24,,,2,6$TORUS,,0.5,4           ! 创建圆锥体和环体
        wprota,,,90                                        ! 旋转工作平面
        vsbw,all                                             ! 切分所有体
        *do,i,1,3
            wpoff,,,8
            vsbw,all
        *enddo                                              ! 移动工作平面并切分其余体

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(2)  面的切分
        ! 将一环面分为 12 等份
        /prep7                                   ! 进入前处理
        cyl4,,,1,,2                              ! 创建环面
        wprota,,,90                            ! 旋转工作平面到与面垂直的位置
        asbw,all                                 ! 切分环面为 2 部分
        *do,i,1,5  $wprota,,30  $asbw,all  $*enddo         ! 循环切分面,将面 12 等份

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(3)   切分长方体
        ! 将一长方体切分为10份
        /PREP7  $blc4,,,1,2,20                                   ! 进入前处理
        *do,i,1,9  $wpoff,,,2  $vsbw,all  $*enddo         ! 移动工作平面并切分体

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2.3.6  分割运算 Partition

    分割运算是将多个同级图素分为更多的图素,其相交边界是共享的,即相互之间通过共享的相交边界连接在一起。分割运算与加运算类似,但加运算是由几个图素生成一个图素,分割运算是由几个图素生成更多的图素,并且在搭接区域生成多个共享的边界。分割运算生成多个相对简单的区域,而加运算生成的是一个复杂的区域,因此分割运算生成的图素更易划分网格。
    分割运算不要求相交部分与母体同级,相差级别也无限制。例如体的相交部分如果为关键点,进行分割运算后,体可以通过共享关键点连接起来。面的相交部分如果为线,则共享该线并将输入面分为多个部分,分割运算容许不共面。
    可以认为,分割运算包含了搭接运算,在建模过程中使用分割运算即可。分割运算完成后,其输入图素的处理方式采用 BOPTN 中的设置。

    分割运算只有 3 个命令如下:
        LPTN, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NL7, NL8, NL9
        APTN, NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6, NA7, NA8, NA9
        VPTN, NV1, NV2, NV3, NV4, NV5, NV6, NV7, NV8, NV9
    其中 NX1~NX9 为分割图素的编号,NX1 可以为 P、ALL 或组件名(其中 X 表示 L、A、V)。

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(1)  线分割
    线分割 LPTN、线分类 LCSL 及线搭接 LOVLAP 这 3 个命令相同
        /PREP7                                                                         ! 进入前处理
        *DO,I,1,10  $K,2*I-1,,I  $K,2*I,11,I  $L,2*I-1,2*I  $*ENDDO
        *DO,I,1,10  $K,50+2*I-1,I,1  $K,50+2*I,I,10
        L,50+2*I-1,50+2*I  $*ENDDO
        lPTN,all                                                                         ! 作分割运算,则在所有相交点断开并生成关键点,其通长线成为短线
        ! LCSL,ALL 或 LOVLAP,ALL 均与上述命令结果相同。

    如线不在一个平面内,结果也相同,例如:
        /PREP7
        csys,1  $k,1,1  $k,2,1,170  $l,1,2                                 ! 设置柱坐标系,并创建弧线
        csys,0  $lgen,3,all,,,,,2                                                 ! 设置直角坐标系,并复制弧线
        k,10,,1,-2  $k,11,,1,10  $l,10,11                                   ! 创建一条直线
        lgen,4,4,,,2                                                                  ! 复制该直线
        lptn,all                                                                          ! 作分割运算
        ! lcsl,all    ! lovlap,all                                                     ! 或作分类运算或搭接运算结果相同

(2)  面分割
    面分割 APTN 与面搭接 AOVLAP 很多情况下是相同的,例如:
        /PREP7                          ! 进入前处理
        CYL4,,,2                         ! 创建一圆面
        WPROTA,,90                 ! 旋转工作平面
        CYL4,,,2                         ! 创建一圆面与第一个垂直,其相交部分为线
        APTN,ALL                      ! 作分割运算生成 4 个面
        ! AOVLAP,ALL               ! 作搭接运算结果相同

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(3)  体分割
    体分割 VPTN 与体搭接很多情况结果也相同,例如:
        /PREP7                   ! 进入前处理
        rprism,,6,5,1            ! 创建 5 边形棱柱体
        cyl4,0.5,,1,,,,5         ! 创建圆柱体
        cyl4,4,,1,,,,4            ! 再创建一个没有相交的圆柱体
        VPTN,ALL               ! 生成 3 个新体和 1 个原体
        ! VOVLAP,all           ! 结果同 VPTN 命令

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2.3.7  分类运算 Classify

    分类计算目前只能在线之间进行,即只有 LCSL 命令,其作用是在线的相交点将相交线断开,并生成新线,缺省时将直接删去原来的相交线。该命令在规则的杆系结构建模中十分方便。
    分类运算完成后,采用 BOPTN 的设置,缺省时将删除输入图素。其结果与 LPTN 相同。
    命令:LCSL, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NL7,NL8, NL9
    其中 NL1~NL9 为相交线号。NL1 也可为 ALL 或 P。

2.3.8   搭接运算 Overlap
    搭接运算仅限于同等级图素,由几个图素生成更多的图素,并且在搭接区域生成多个共同的边界。
    体搭接运算相交部分要求与母体同级,例如体相交部分不能为面。但是进一步的操作发现,当面面不在一个平面内相交时,其相交部分可以比母体低一级,例如面相交部分可以为线;但如果面面在同一平面内相交时,其相交部分不能为线。但线线相交部分可以为点。因此与分割命令在某些情况下是相同的。
    搭接运算完成后,其输入图素的处理方式采用 BOPTN 中的设置。
    搭接运算只有3个命令如下:
        线搭接命令:LOVLAP, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NL7, NL8, NL9
        面搭接命令:AOVLAP, NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6, NA7, NA8, NA9
        体搭接命令:VOVLAP, NV1, NV2, NV3, NV4, NV5, NV6, NV7, NV8, NV9
    其中 NX1~NX9 为搭接图素的编号,NX1 可以为 P、ALL 或组件名(其中 X 表示 L、A、V)。

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 2.3.9  粘接 Glue 

    把两个或多个同级图素粘在一起,在其接触面上具有共享的边界。粘接运算要求参加运算的图素不能有与母体同级的相交图素。例如体体粘接时,其相交部分不能为体,但可为面、线或关键点,即相交部分的图素级别较母体低即可;面面粘接时,其相交部分只能为线或关键点,并且这些面必须共面;线线粘接时,其相交部分只能为线的端点,例如两个不在端点相交的线是不能粘接的。
    粘接运算与加运算不同,加运算是将输入图通过运算合为一个母体,而粘接运算后参与运算的母体个数不变,即母体不变,但公共边界是共享的。粘接运算在网格划分中是非常有用的,即各个母体可分别有不同的物理和网格属性,进而得到优良的网格。
    粘接也不是分割运算的逆运算,因为分割运算后图素之间共享边界,此时无需粘接运算。
    在建立比较复杂的模型时,可独立创建各个图素,然后通过粘接运算使其共享边界。这与采用各种方法创建一个母体,然后采用切分效果是一样的。如果图素之间本身就是共享边界的,当然也不需进行粘接运算。
    粘接运算完成后,其输入图素的处理方式采用 BOPTN 中的设置。

    粘接命令只有3个,说明如下:
        线粘接:LGLUE, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NL7, NL8, NL9
        面粘接:AGLUE, NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6, NA7, NA8, NA9
        体粘接:VGLUE, NV1, NV2, NV3, NV4, NV5, NV6, NV7, NV8, NV9
    其中 NX1~NX9 为粘接图素的编号,NX1 可以为 P、ALL 或组件名(其中 X 表示L、A、V)。
(1)   线粘接
    线粘接将端点重合或交叉的线粘接在一起,形成共享关键点
        /prep7
        ! 以下创建 7 个关键点,且 1,2 重合,5,6 重合
        k,1  $k,2  $k,3,1  $k,4,3,1  $k,5,2,3  $k,6,2,3  $k,7,4,5
        l,1,3  $l,2,4  $l,1,5  $l,6,7                 ! 创建4条线
        lglue,all                                            ! 作线粘接运算。关键点剩 5 个。

(2)   面粘接
        /prep7                 !创建4个面,作粘接运算
        blc4,,,2,2  $blc4,2,2,1,1  $blc4,4,4,2,2  $blc4,6,4,1,1

        aglue,all
(3)  体粘接运算
        /prep7         ! 创建 4 个体,作粘接运算
        blc4,,,2,2,2  $blc4,2,2,1,1,-1  $blc4,8,8,2,2,2
        blc4,10,8,1,1,1

        vglue,all 

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