隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的工程師開始使用計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行建模和分析。在此背景下，ANSYS成為了一款備受歡迎的仿真軟件。本文將重點(diǎn)講解如何利用ANSYS19.0中的Workbench建模，

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的工程師開始使用計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行建模和分析。在此背景下，ANSYS成為了一款備受歡迎的仿真軟件。本文將重點(diǎn)講解如何利用ANSYS19.0中的Workbench建模，建立如圖所示的緊固件模型。

定義工作文件名和工作標(biāo)題

在開始建模之前，我們需要定義工作文件名和工作標(biāo)題。首先，打開ANSYS19.0軟件，選擇“Utility Menu” -> “File” -> “Change Jobname”，在彈出的對(duì)話框內(nèi)輸入“jianmo-jingujian”，并選中“New log and error file”使其處于“Yes”，單擊“Ok”。然后，選擇“Utility Menu” -> “File” -> “Change Title”，在彈出的對(duì)話框內(nèi)輸入標(biāo)題，單擊“Ok”。

建立幾何模型

接下來，我們需要建立幾何模型。具體步驟如下：

1. 創(chuàng)建圓面：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Create” -> “Areas” -> “Circle” -> “By Dimensions”，在彈出的對(duì)話框中，“Outer radius”選項(xiàng)中輸入“10”，“Optional inner radius”選項(xiàng)中輸入“6”，“Starting angle (degrees)”選項(xiàng)中輸入“0”，“Ending angle(degrees)”選項(xiàng)中輸入“180”，單擊“Ok”。

2. 偏移工作平面：選擇“Utility Menu” -> “WorkPlane” -> “Offset WP to” -> “XYZ Locations”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入“16,0,0”，單擊“Ok”。

3. 設(shè)置當(dāng)前工作平面：選擇“Utility Menu” -> “WorkPlane” -> “Change Active CS to” -> “Working Plane”，完成設(shè)置。

4. 偏移：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Create” -> “Areas” -> “Circle” -> “By Dimensions”，在彈出的對(duì)話框中，“Outer radius”選項(xiàng)中輸入“5”，“Optional inner radius”選項(xiàng)中輸入“3”，“Starting angle (degrees)”選項(xiàng)中輸入“0”，“Ending angle(degrees)”選項(xiàng)中輸入“180”，單擊“Ok”。

5. 設(shè)置操作坐標(biāo)系：選擇“Utility Menu” -> “WorkPlane” -> “Change Active CS to” -> “Global Cylindrical”，完成設(shè)置。

6. 定義關(guān)鍵點(diǎn)：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Create” -> “Keypoints” -> “In Active CS”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，“NPT Keypoint number”選項(xiàng)中輸入“110”，“X,Y,Z Location in active CS”選項(xiàng)中分別輸入“10 73”，單擊“Ok”。

7. 設(shè)置局部坐標(biāo)系：選擇“Utility Menu” -> “WorkPlane” -> “Local Coordinate Systems” -> “Create Local CS” -> “At Specified Location”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入“16,0,0”，單擊“Ok”，彈出另一對(duì)話框，“KCS Type of coordinate system”選項(xiàng)中選擇“Cylindrical 1”，“XC,YC,ZC Origin of coord system”選項(xiàng)中分別輸入“16 0 0”，其他保持默認(rèn)，單擊“Ok”。

8. 定義關(guān)鍵點(diǎn)：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Create” -> “Keypoints” -> “In Active CS”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，“NPT Keypoint number”選項(xiàng)中輸入“120”，“X,Y,Z Location in active CS”選項(xiàng)中分別輸入“5 73”，單擊“Ok”。

9. 設(shè)置操作坐標(biāo)系：選擇“Utility Menu” -> “WorkPlane” -> “Change Active CS to” -> “Global Cartesian”，完成設(shè)置。

10. 創(chuàng)建直線：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Create” -> “Lines” -> “Lines” -> “Straight Line”，在出現(xiàn)的拾取框中選擇“點(diǎn)110，點(diǎn)120”，單擊“Ok”，并將顯示方式調(diào)整為線顯示。

11. 設(shè)置操作坐標(biāo)系：選擇“Utility Menu” -> “WorkPlane” -> “Change Active CS to” -> “Global Cylindrical”，完成設(shè)置。

12. 創(chuàng)建直線：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Create” -> “Lines” -> “Lines” -> “In Active Coord”，在出現(xiàn)的拾取框中選擇線110所在的圓弧線，單擊“Ok”。

13. 設(shè)置操作坐標(biāo)系：選擇“Utility Menu” -> “WorkPlane” -> “Change Active CS to” -> “Specified Coord Sys”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，“KCN Coordinate system number”選項(xiàng)中輸入“11”，單擊“Ok”。

14. 創(chuàng)建直線：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Create” -> “Lines” -> “Lines” -> “In Active Coord”，在出現(xiàn)的拾取框中選擇線120所在的圓弧線，并連接底下兩個(gè)點(diǎn)間的連線，單擊“Ok”。

15. 設(shè)置操作坐標(biāo)系：選擇“Utility Menu” -> “WorkPlane” -> “Change Active CS to” -> “Global Cartesian”，完成設(shè)置。

16. 創(chuàng)建面：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Create” -> “Areas” -> “Arbitrary” -> “By Lines”，在出現(xiàn)的拾取框中選擇下圖所示的線，單擊“Ok”，將顯示方式更改為面顯示。

17. 面相加：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Operate” -> “Booleans” -> “Add” -> “Areas”，在出現(xiàn)的拾取框中選擇“pick all”選項(xiàng)。

18. 創(chuàng)建矩形：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Create” -> “Areas” -> “Rectangle” -> “By Dimensions”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，“X1,X2 X-coordinates”選項(xiàng)中輸入“-2 2”，“Y1,Y2 Y-coordinates”選項(xiàng)中輸入“0 8”，單擊“Ok”。

19. 減去面：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Operate” -> “Booleans” -> “Subtract” -> “Areas”，在出現(xiàn)的拾取框中先選擇面4，單擊“Ok”后，彈出新的對(duì)話框，在選擇面1，單擊“Ok”。

20. 映射槽面：選擇“Utility Menu” -> “WorkPlane” -> “Offset WP by Increments”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，“XY,YZ,ZX Angles”選項(xiàng)中輸入“0,0,90”，單擊“Ok”。

21. 切分工作平面：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Operate” -> “Booleans” -> “Divide” -> “Area by WorkPlane”，在出現(xiàn)的拾取框中單擊“pick all”選項(xiàng)。

22. 刪除面：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Delete” -> “Area and Below”，在出現(xiàn)的拾取框中選擇面1，單擊“Ok”。

23. 鏡像：選擇“Main Menu” -> “Preprocessor” -> “Modeling” -> “Reflect” -> “Areas”，在出現(xiàn)的拾取框中選擇“pick all”，彈出另一對(duì)話框，選擇默認(rèn)設(shè)置，單擊“Ok”，重復(fù)鏡像命令，出現(xiàn)一個(gè)拾取框，選擇“pick all”，彈出另一對(duì)話框，選擇“X-Z plane Y”，單擊“Ok”。

退出ANSYS

最后，完成建模后，我們可以退出ANSYS軟件。選擇工具欄上的“Quit”，彈出一個(gè)對(duì)話框，選擇“Quit-No Save”，單擊“Ok”，則完成ANSYS的分析，并回到Windows操作界面。

結(jié)論

通過以上步驟，我們成功地利用ANSYS19.0中的Workbench建模，建立起了如圖所示的緊固件模型。這是一個(gè)實(shí)體模型建模，采用直底向上建模方式，先創(chuàng)建四分之一模型，再采用兩步鏡像完成該緊固件的整體創(chuàng)建。這樣的建模方法既能提高建模效率，又能保證模型的精度，是工程師們進(jìn)行仿真分析的重要工具。