第4例 复杂形状实体的创建实例——杯子

本例提示

为了进一步掌握实体模型的创建方法和技巧，本例使用ANSYS软件所提供的各种建模工具，对复杂形状实体的创建进行继续练习。

4.1 杯子的视图

图4-1所示为实例中杯子的视图。

图4-1 杯子视图

4.2 创建步骤

4.2.1 创建关键点

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS，弹出如图4-2所示的对话框，在“NPT”文本框中输入“1”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0, 0, 0”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“2”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0.0395, 0, 0”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“3”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0.05, 0.12, 0”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“4”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0.047, 0.12, 0”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“5”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0.03675, 0.003, 0”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“6”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0, 0.003, 0”，单击“OK”按钮。

图4-2 创建关键点对话框

4.2.2 创建直线

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→Straight Line，弹出拾取窗口，分别在关键点1和2、2和3、3和4、4和5、5和6、6和1之间创建直线，单击“OK”按钮。

4.2.3 显示关键点号、线号

拾取菜单Utility Menu→PlotCtrls→Numbering，弹出如图4-3所示的对话框，将关键点号和线号打开，单击“OK”按钮。

图4-3 图号控制对话框

4.2.4 显示关键点和线

拾取菜单Utility Menu→Plot→Multi- Plots。

4.2.5 创建圆角

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Line Fillet，弹出拾取窗口，分别拾取直线1、2，单击“OK”按钮，弹出如图4-4所示的对话框，在“RAD”文本框中输入“0.02”，单击“Apply”按钮；再次弹出拾取窗口，分别拾取直线4、5，单击“OK”按钮，再次弹出如图4-4所示的对话框，在“RAD”文本框中输入0.017，单击“OK”按钮。

图4-4 圆角对话框

4.2.6 创建面

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→By Lines，弹出拾取窗口，依次拾取直线1、7、2、3、4、8、5、6，单击“OK”按钮。

4.2.7 由面旋转挤出形成回转体

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Extrude→Areas→About Axis，弹出拾取窗口，拾取面，单击“OK”按钮；再次弹出拾取窗口，拾取关键点1和6，单击“OK”按钮，在随后弹出的对话框中，单击“OK”按钮。

4.2.8 改变视点

拾取菜单Utility Menu→PlotCtrls→Pan Zoom Rotate，在弹出如图4-5所示的对话框中，单击“Iso”按钮，或者单击图形窗口右侧显示控制工具条上的按钮。该状态下，视点在（1, 1, 1）处，相当于等轴测图。

图4-5 平移、缩放、旋转对话框

4.2.9 创建关键点

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS，弹出如图4-2所示的对话框，在“NPT”文本框中输入“31”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0, 0.103, 0”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“32”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0.078, 0.103, 0”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“33”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0.078, 0.046, 0”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“34”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0, 0.001 1, 0”，单击“OK”按钮。

4.2.10 创建直线

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→Straight Line，弹出拾取窗口，分别在关键点31和32、32和33、33和34之间创建直线，单击“OK”按钮。

4.2.11 创建圆角

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Line Fillet，弹出拾取窗口，分别拾取直线54和55，单击“OK”按钮，弹出如图4-4所示的对话框，在“RAD”文本框中输入“0.013”，单击“Apply”按钮；再次弹出拾取窗口，分别拾取直线55和56，单击“OK”按钮，再次弹出如图4-4所示的对话框，在“RAD”文本框中输入“0.028”，单击“OK”按钮。

4.2.12 创建关键点

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS，弹出如图4-2所示的对话框，在“NPT”文本框中输入“41”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0, 0.103+0.002, 0.005”，单击“Apply”按钮；在“NPT”文本框中输入“42”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0, 0.103+0.002, -0.005”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“43”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0, 0.103-0.002, -0.005”，单击“Apply”按钮；再在“NPT”文本框中输入“44”，在“X, Y, Z”文本框中分别输入“0, 0.103-0.002, 0.005”，单击“OK”按钮。

4.2.13 创建直线

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→Straight Line，弹出拾取窗口，分别在关键点41和42、42和43、43和44、44和41之间创建直线，单击“OK”按钮。

4.2.14 创建圆角

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Line Fillet，弹出拾取窗口，分别拾取直线59和60，单击“OK”按钮，弹出如图4-4所示的对话框，在“RAD”文本框中输入“0.001”，单击“Apply”按钮；重复以上过程，分别在直线60和61、61和62、62和59之间创建圆角，圆角半径即为“RAD”文本框的值“0.001”。

4.2.15 创建面

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→By Lines，弹出拾取窗口，依次拾取直线59、63、60、64、61、65、62、66，单击“OK”按钮。

4.2.16 显示所有实体

拾取菜单Utility Menu→Plot→Multi- Plots。

4.2.17 关闭关键点号

拾取菜单Utility Menu→PlotCtrls→Numbering，弹出如图4-3所示的对话框，将关键点号关闭，单击“OK”按钮。

4.2.18 由面挤出体

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Extrude→Areas→Along Lines，弹出拾取窗口，拾取4.2.15节中所形成的面，单击“OK”按钮，再次弹出拾取窗口，依次拾取线54、57、55、58、56，单击“OK”按钮。

4.2.19 关闭线号，打开面号、体号

拾取菜单Utility Menu→PlotCtrls→Numbering，弹出如图4-3所示的对话框，将线号关闭，将面号、体号打开，单击“OK”按钮。

4.2.20 用面划分体

切割掉杯子把手的多余部分。拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Divide→Volume by Area，弹出拾取窗口，拾取体5和9（即把手超出杯体的部分），单击“OK”按钮；再次弹出拾取窗口，拾取面4和28，单击“OK”按钮。

4.2.21 删除体

拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Modeling→Delete→Volumes and Below，弹出拾取窗口，拾取把手被切去的体10和13，单击“OK”按钮。

4.2.22 只用颜色显示实体

拾取菜单Utility Menu→PlotCtrls→Numbering，弹出如图4-3所示的对话框，在“[/NUM]”下拉列表框中选择“Colors only”，单击“OK”按钮。

4.2.23 改变实体颜色

拾取菜单Utility Menu→PlotCtrls→Style→Colors→Picked Entity Colors，弹出如图4-6所示的对话框，在“Clab”下拉列表框中选择一种喜欢的颜色，如橙色，在“Lab”下拉列表框中选择“Volumes”，单击“OK”按钮，弹出拾取窗口，单击“Pick All”按钮。

图4-6 实体颜色对话框

4.2.24 重画图形

拾取菜单Utility Menu→Plot→Replot，创建出的杯子模型如图4-7所示。

图4-7 杯子的模型

4.2.25 观察模型

拾取菜单Utility Menu→PlotCtrls→Pan Zoom Rotate，在“Pan Zoom Rotate”对话框中，通过改变视点、缩放视图来观察模型。

4.3 命令流

创建杯子模型的命令流如下：

      /PREP7                           ！进入预处理器
      K,1,0,0,0                        ！创建关键点
      K,2, 0.0395,0,0
      K,3, 0.05,0.12,0
      K,4, 0.047,0.12,0
      K,5, 0.03675,0.003,0
      K,6, 0,0.003,0
      LSTR,1,2                         ！创建直线
      LSTR, 2, 3
      LSTR, 3, 4
      LSTR, 4, 5
      LSTR, 5, 6
      LSTR, 6, 1
      LFILLT,1,2,0.02                  ！创建圆角
      LFILLT, 4, 5, 0.017
      AL,ALL                           ！由线创建面
      VROTAT,ALL,,,,,,1,6,360          ！面旋转挤出形成杯体
      K,31,0,0.103,0                   ！创建关键点
      K,32, 0.078,0.103,0
      K, 33, 0.078, 0.046, 0
      K, 34, 0, 0.0011, 0
      LSTR,31,32                       ！创建直线
      LSTR, 32, 33
      LSTR, 33, 34
      LFILLT,54,55,0.013               ！创建圆角
      LFILLT, 55, 56, 0.028
      K,41,0,0.103+0.002,0.005         ！创建关键点
      K, 42, 0, 0.103+0.002, -0.005
      K, 43, 0, 0.103-0.002, -0.005
      K, 44, 0, 0.103-0.002, 0.005
      LSTR,41,42                       ！创建直线
      LSTR, 42, 43
      LSTR, 43, 44
      LSTR, 44, 41
      LFILLT,59,60,0.001               ！创建圆角
      LFILLT, 60, 61, 0.001
      LFILLT, 61, 62, 0.001
      LFILLT, 62, 59, 0.001
      AL,59,63,60,64,61,65,62,66       ！由线创建面
      VDRAG,33,,,,,,54,57,55,58,56     ！面沿着线挤出形成把手
      VSEL,S,,,5,9,4                   ！选择体5和9
      ASEL,S,,,4,28,24                 ！选择面4和28
      VSBA,ALL,ALL                     ！用所选择的面切割所选择的体，切割掉把手多余的部分
      ALLSEL,ALL                       ！选择所有
      VDELE,10,,,1                     ！删除把手的多余部分
      VDELE, 13,,,1
      /PNUM,VOLU,1                     ！打开体号
      /NUMBER,1                        ！只以颜色显示体号
      /COLOR,VOLU,ORAN,ALL             ！设置以橙色显示所有体
      /REPLOT                          ！重画图形
      FINISH                           ！退出预处理器

练习题

4-1建立如图4-8所示的法兰的几何模型。

图4-8 题4-1示意图

4-2建立如图4-9所示的支座的几何模型，尺寸自定。

图4-9 题4-2示意图