ANSYS使用简介
4 实体模型的建立
4.1 实体模型简介
在上一章里已介绍了有限的直法建模，但该方法对复杂的结构，建立过程复杂而且容易出错，因此这里引入实体模型的建立，与一般的CAD软件一样，利用点、线、面、体积组合而成。实体模型几何图形决定之后，由这界来决定网格，即每一线段要分成几个元素或元素的尺寸是多大。决定了每边元素数目或尺寸大小之后，ANSYS的内建程序即能自动产生网格，即自动产生节点和元素，并同时完成有限元模型。
4.2实体模型的建立方法 实体模型建立有下列方法：
1） 由下往上法（bottom-up Method）
由建立最低单元的点到最高单元的体积，即建立点，再由点连成线，然后由线组合成面积，最后由面积组合建立体积。
2） 由上往下法（top-down method）及布尔运算命令一起使用
此方法直接建立较高单元对象，其所对应的较低单元对象一起产生，对象单元高低顺序依次为体积、面积、线段及点。所谓布尔运算为对象相互加、减、组合等。 3） 混合使用前两种方法
依照个人的经验，可结合前两种方法综合运用，但应考虑到要获得什么样的有限元模型，即在网格化分时，要产生自由网格划分或对应网格划分。自由网格划分时，实体模型的建立比较简单，只要所有的面积或体积能接合成一个体就可以，对应网格划分时，平面结构一定要四边形或三边形面积相接而成，立体结构一定要六面体相接而成。
4.3群组命令介绍
表4-1给出了ANSYS中X对象的名称，表4-2中列出了ANSYS中X对象的群组命令，命令参数大部分与节点及元素相似。以后对组命令不再详述。
表4-1 ANSYS中X对象的名称
对象种类（X） 节点 对像名称 群组命令 XDELE XLIST XGEN XSEL XSUM XMESH XCLEAR XPLOT X=N 元素 X=E 意 义 点 X=K 线 X=L 面积 X=A 例 子 体积 X=V 表4-2 ANSYS中X对象的群组命令
删除X对象 在窗口中列示X对象 复制X对象 选择X对象 计算X对象几何资料 网格化X对象 清除X对象网格 在窗口中显示X对象 LDELE 删除线 VLIST 在窗口中列出体积资料 VGEN 复制体积 NSEL 选择节点 ASUM 计算面积的几何资料，如面积大小、边长、重心等 AMESH 面积网格化 LMESH 线的网格化 ACLEAR 清除面积网格 VCLEAR清除体积网格 KPLOT 在窗口中显示点 APLOT 在窗口中显示面积 4.4 点定义
实体模型建立时，点是最小的单元对象，点即为机械结构中一个点的坐标，点与点连接成线也可直接组合成面积及体积。点的建立按实体模型的需要而设定，但有时会建立些辅助点以帮助其它命令的执行，如圆弧的建立。
1
ANSYS使用简介
相关命令：
K,NPT,X,Y,Z
建立点（Keypoint）坐标位置（X,Y,Z）及点的号码NPT时，号码的安排不影响实体模型的建立，点的建立也不一要连号，但为了数据管理方便，定义点之前先规划好点的号码，有利于实体模型的建立。在圆柱坐标系下，X,Y,Z对应于R，θ，Z，球面坐标下对应着R，θ，Ф。
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Key Point>In Active Cs
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Key Point>On Working Plane KFILL,NP1,NP2,NFILL,NSTRT,NINC,SPACE
点的填充命令是自动将两点NP1,NP2间，在现有的坐标系下填充许多点，两点间填充点的个数（NFILL）及分布状态视其参数（NSTRT,NINC,SPACE）而定，系统设定为均分填充。如语句 FILL,1,5，则平均填充3个点在1 和5 之间。如图4-1所示。
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Key Point>Fill KNODE,NPT,NODE
定义点（NPT）于已知节点上
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Keypoint>On Node
4.5 线段定义
建立实体模型时，线段为面积或体积的边界，由点与点连接而成，构成不向种类的线段，例如直线、曲线、BSPLIN、圆、圆弧等，也可直接由建立面积或体积而产生。线的建立与坐标系统有关，直角坐标系为直线，圆柱坐标下曲线。 相关命令
L,P1,P2,NDIV,SPACE,XV1,YV1,ZV1,XV2,YV2,ZV2
此命令是用两个点来定义线段，此线段的形状可为直线或曲线，此线段在产生面积之前可做任何修改，但若已成为面积的一部分，则不能再做任何改变，除非先把面积删除。NDIV指欲进行网格化时所要分的元素数目。
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Lines>In Active Coord
LDIV,NL1,RATIO,PDIV,NDIV,KEEP
此命令是将线分割成数条线，NL1为线段的号码，NDIV为线段欲分的段数（系统默认为两段），在于2 时为均分，RATIO为两段的比例（NDIV=2时才起作用），KEEP=0时原线段资料将删除，KEP=1则保留。
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Operate>Divede>(type options)
LFILLT,NL1,NL2,RAD,PCENT
此命令是在两条相交的线段（NL1,NL2）间产生一条半径等于RAD的圆角线段，同是自动产生三个点，其中两个点在NL1,NL2上，是新曲线与NL1,NL2相切的点，第三个点是新曲线的圆心点（PCENT,若PENT=0则不产生该点），新曲线产生后原来的两条线段会改变，新形成的线段和点的号码会自动编排上去。如图4-2所示。
2
ANSYS使用简介
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Line Fillet
LARC,P1,P2,PC,RAD
定义两点（P1,P2）间的圆弧线（Line of Arc），其半径为RAD，若RAD的值没有输入，则圆弧的半径直接从P1,PC到P2自动计算出来。不管现在坐标为何，线的形状一定是圆的一部分。PC为圆弧曲率中心部分任何一点，不一定是圆心。如图4-3所示。
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Arcs>By End KPs & Rad Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Arcs>Through 3 Kps
CIRCLE,PCENT,RAD,PAXIS,PZERO,ARC,NSEG
此命令会产生圆弧线（CIRCLE Line）,该圆弧线为圆的一部分，依参数状况而定，与目前所在的坐标系统无关，点的号码和圆弧的线段号码会自动产生。
PCENT:圆弧中心点坐标号码
PAXIS:定义圆心轴正向上任意点的号码。
PZERO:定义圆弧线起点轴上的任意点的号码，此点不一定在圆上。 RAD :圆的半径，若此值不输，则半径的定义为PCENT到PZERO的距离 ARC :弧长（以角度表示），若输入为正值，则由开始轴产生一段弧长，若没输和，产生一个整圆。 NSEG :圆弧欲划分的段数，此处段数为线条的数目，非有限元网格化时的数目。
Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Arcs>By End Cent & Radius Menu Paths:Main Menu>Preprocessor>Create>Arcs>Full Circle
【例 4-1】练习点和线段的生成 /PREP7 K,1,5,4 ！建立点1坐标（5，4） K,4,-1,2 ！建立点4坐标（-1，2） KPLOT ！显示点，无号码 /PNUM,KP,1 KPLOT ！显示点，无号码 KLIST ！列出点的资料
3