模型操作.ppt

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1、第五章 高级3D几何体,DesignModeler,目录,修改3D几何体 3D曲面特征 平面体 布尔操作 基准对象命名选择 阵列特征 高级特征 高级工具 体操作 抽中面,修改3D几何体,抽壳: 抽壳特征有两个明显的用处 : 创建薄壁实体（Thin）。 创建简化壳（Surface）。 明细栏中的选项： 删除面：所选面将从体中删除。 保留面：保留所选面， 删除没有选择的面。 仅对体操作：只对所选体上操作不删除任何面。 将实体转换成薄壁体或面时，可以采用以下三种方向中的一种偏移方向指定模型的厚度: 向内 向外 中面,修改3D几何体,抽壳明细栏:,基本操作,薄壁实体或偏移方向,重要! 创建面体时（并非

2、薄壁实体）必须将厚度属性域设为零。 示例 . . .,厚度或厚度 /面偏移,修改3D几何体,通过对所示的简单块操作,可以了解抽壳行为是如何工作的。,修改3D几何体,生成本特征后,需注意： 端面已被删除 厚度=2 mm 方向朝向原始实体中心（向内） 结果仍然是一个实体 设置厚度值为0后重新生成: 结果是真实的表面模型,修改3D几何体,抽壳注释: 如果所选面是表面体的一部分,则可以将Thin/Surface 特征的厚度设为 0。 这个操作可以对某个输入的面增厚。 中面选项: 并非意味着中面抽取。 体是中空的，这样的话体的内、外壁从原始面偏移同样的距离。 范例：,选取的作中面抽壳的实体,结果是在两个

3、方向上的偏移。,修改3D几何体,固定半径倒圆: 固定半径倒圆可以在模型边界上创建倒圆。 选择3D 边和/或面用于倒圆。 面选择将在所选面上所有边上均倒圆。 采用预先选择时，可以从右键的弹出菜单获取其它附加选项（面边界环路选择，3D边界链平滑） 在明细栏中可以编辑倒圆半径。点击Generate完成特征创建并更新模型 可变半径倒圆（和上面相同之外）： 用明细栏可以改变每边的起始和结尾的倒圆半径，也可以设定倒圆间的过渡形式为光滑还是线性。点击生成完成特征创建更新模型。 顶点倒圆: 允许曲面体和线体倒圆。 顶点必须属于曲面体或线体。 必须与2条边相接。 顶点周围的几何体必须是平面的。,修改3D几何体,

4、选取的作固定半径倒圆的面。 所有边界都产生倒圆,指定半径的明细栏,选取作固定半径倒圆的边。,示例 . . .,修改3D几何体,变半径倒圆,直线过渡,光滑过渡,如果选择了多条边用于变半径倒圆，则每边倒圆设置都会在明细栏中显示出来,修改3D几何体,倒角: 倒角特征用来在模型边上创建平面过渡（或称倒角面）。 选择3D 边或面来倒角。 如果选择的是面，那个面上的所有边缘将被倒角。 预选时，可以从右键后的弹出菜单中，点选其它选项（面边界环路选择，3D边界链平滑） 面上的每条边都有方向，该方向定义右侧和左侧。 可以用平面（倒角面）过渡所用边到两条边的距离或距离（左或右）与角度来定义斜面。 在明细栏中设定倒

5、角类型包括设定距离和角度。,示例 . . .,修改3D几何体,倒角选项(3):,左,右,3D曲线特征, Concept 3D Curve 3D 曲线可用于: 建立特征时的基准对象 （首先要是一个命名选择） 为概念建模提供定制曲线 以a)与b)为基础，创建 3D 曲线（线体素）： 现有模型点 坐标（文本）文件 曲线通过链路上所有的点。 所有点必须“唯一的” 曲线可能是开放的，也可能是闭合的。,开放曲线,闭合曲线,3D曲线特征已有点,在 Details View中: 点DefinitionPoint Select 选择（并 Apply）已有模型上的点 按住键选择多个点。 选择点可以是2D点，3D模

6、型顶点或的特征点 参考文档获取更多关于特征点的信息 曲线可以是开放的，也可以是闭合的。（右键） 产生的曲线通过所有选取的点。,RMB,3D曲线特征点文件方式,DefinitionFrom Coordinates File 通过XYZ坐标的文本文件创建3D 曲线。 坐标（文本）文件的格式 #表示此行是注解 忽略空行 数据行包括5个数据域，被空格或TAB键隔开 A)组号（整数） B)点号（整数） C) X 坐标 D) Y 坐标 E) Z 坐标 注意: 在同一数据行中出现同样的组号和点号是错误的，必须是唯一的 对于封闭曲线，最后一行的点号应该是0 忽略最后一点的坐标区,#Group 2, close

7、d curve example file #A B C D E 2 1 100.0101 200.2021 15.1515 2 2 -12.3456 .8765 -.9876 2 3 11.1234 12.4321 13.5678 2 0,点击导入点文件,平面体,平面体是在XY平面内的面体。可通过抽壳选项来创建 在DM中创建的平面体通常用于进行2D 仿真。 平面应变，平面应力，轴对称 在数值运算上，比3D仿真模型更有效,实体,平面体,布尔操作,使用布尔操作对现成的体做相加、相减或相交操作。 这里所指的体可以是实体、面体或线体（仅适用于布尔加）。 面体必须有一致的法向。 根据操作类型，体被分为“

8、target”体与“tool”体。 例子（如下使用3个体）：. . .,从上边的体中减去下面两个体,工具体,目标体,布尔操作,3个体求交集,合并两两相交的结果,合并两两相交体，并保留原始的几何体,命名选择,命名选择: 在一命名下，将模型特征分组 选择特征后，右击并选择Named Selection。 在明细面板中更改名字 命名选择的对象可以是体、面、边，或者点。 如果命名选择在项目页中被打开，命名选择可以传输到其他的Workbench模块中去，包括Meshing模块（见下张幻灯片） 命名选择在DesignModeler中不可隐形，而在Meshing模块可以做到。,鼠标右键,项目页上的命名选择,

9、1. 点这个,2. 高亮这个,命名选择的前缀名必须包含Named Selection Key中定义的字符，以便命名选择可以传输到其他模块。在这个例子中，“NS”就一定要是名字的前缀，像NS_Face,基准对象命名选择,命名选择能作为基本建模特征的基准组。 在建模特征中，要求用一个3D曲线作为基准对象。 范例1: 将一圆形轮廓沿3D曲线拉伸 创建3D曲线和圆形轮廓,3D曲线,圆形轮廓,指定选取基准对象,选择3D曲线，创建一个名为“SweepPath”的命名选择。 执行扫略操作，以圆为轮廓和命名选择（SweepPath）为路径 在“模型树”中选择命名选择,指定选取基准对象,范例2: 拉伸面 用实体

10、的一个面创建一个命名选择 建立拉伸特征 为基准对象在模型树中选择命名选择 用一个轴或边定义一个“方向矢量”并生成面,阵列特征,阵列特征允许用户一下面的方式创建面或体 的复制品: 线性（方向 + 偏移距离） 环形（旋转轴 + 角度） 将角度设为0，系统会自动计算均布放置 矩形 （两个方向 + 偏移） 对于面选定，每个复制的对象必须和原始体保持一致（必须同为一个基准区域）。 每个复制面不能彼此接触/相交,线性 环形 矩形,阵列创建,选定Z轴,阵列总数 = Copies +1,选中一个面,高级特性,在这一部分，将描述两个专门用于3D特征的高级特征： 目标体：拉伸、旋转、扫掠、蒙皮/放样、切片、导入

11、与关联。 拓扑融合：拉伸、旋转、扫掠及蒙皮/放样。 目标体: 允许用户在去除、印记或切片操作中，指定在哪些体上进行操作。,仅在选择体上进行去除操作,高级特性,拓扑融合:适用于 拉伸、旋转、扫掠及蒙皮等合并拓扑的细节特性 通过Yes/No选项控制特征拓扑。 Yes：优化特征体拓扑。 No：不改变特征体拓扑。 拓扑融合的默认设置是不同的，它取决于所使用的3D 特征 拉伸：默认为Yes 旋转：默认为Yes 蒙皮/放样：默认为No 扫掠：默认为No 范例如下 . . .,范例,高级特性,拓扑控制,Merge Topology= Yes,Merge Topology= No,设定值为 Yes 将优化所有

12、特征体的拓扑，然而推荐在蒙皮/放样、扫掠特征中设定为No （缺省）。 改变拓扑融合特性的值时务必小心。 一旦其它特征依靠这个拓扑，其面和边可能出现，也可能消失，这将引起随后的特征出现失败和非法的选择,高级工具,通过 Create 和 Tools 菜单进行高级操作: 冻结 解冻 包围 填充 对称 表面延伸 矩阵 体操作 布尔 切片 面删除 边删除 合并 接合 投影,高级工具,通常3D实体特征操作如下 : 创建3D特征体（例如拉伸特征） 通过布尔操作将特征体和现有模型合并：加入材料，切除材料，表面烙印记 冻结 冻结特征使用户可以控制操作的下一步，就象在特征树中显示的那样，其作用是构造模型历程的隔离

13、器。 以冻结前创建的特征为基准，所创建的体也变成冻结体 在特征树形菜单中，体分支前的冰冻立方体图标表示冻结 在Freeze 特征之后，对任何特征所做的加入、切除、烙印材料操作都将忽略所有的冻结体,冻结范例,高级工具,建模历史： 模型开始于包括两个几何体的导入几何体 加入一个拉伸特征 插入冻结 基于导入几何体，执行第二次拉伸,Frozen,Unfrozen,高级工具,解冻 解冻可以使用户有选择地移除对单个或多个体的冻结（冻结是全局操作） 装配注意事项: 如果从CAD软件包中导入一个装配体，DM将默认装配体是没有冻结的分离零部件 然而接下来的任何3D建模操作将会合并装配体中的任何相互接触的体 这些

14、合并可以用冻结和解冻工具来避免,高级工具,包围: 在体附近创建周围区域以方便模拟场区域 CFD、EMAG等 可采用Box, sphere, cylinder 或者用户自定义的形状 Cushion属性允许指定边界范围 (必须大于 0) 可以选择给所有体或者选中的目标使用围场 合并属性允许多体部件自动创建 确保原始部件和场域在网格划分时节点匹配,高级工具,示例：,包围体的剖分视图,电路板模型,用块体创建的包围体,高级工具,填充: 创建填充内部空隙如孔洞的冻结体 对激活或冻结体均可进行操作 仅对实体进行操作 在CFD应用中创建流动区域很有用,两种填充方法 通过孔洞 通过覆盖,高级工具,模拟图示给油阀

15、组内部流动区域,选中37个所需的内部表面，点击Generate插入填充,示例: 孔洞填充,高级工具,挖孔填充实例 (续):,填充结果是一个冻结(可划分网格的)体,现在被分开的内部区域可在Mesher中进行网格划分,高级工具,例: 覆盖填充,目标是模拟图示空心管的内部(流动区域),步骤: 创建表面并封闭管道两端。 UseConceptSurfaces from Edges创建端部表面 用Fill by Caps创建内部流动区域,高级工具,1,2,3,范例：覆盖填充 (续),闭合的表面端部,高级工具,1,2,范例：覆盖填充 (续),建成内部流体,高级工具,表面延伸: 在所选边上创建表面延伸 Too

16、ls Surface Extension 延伸可以是延伸固定值或延伸到选定面表面下一 几何特征 范例:,薄壁实体模型,薄壁实体模型被转换成中面模型后，结果在2个零件的交界处产生了一个沟,延伸圆环边闭合沟,高级工具,面删除 Create Face Delete: 通过删除模型中的面，从而删除特征如倒圆和切除等特征然后治愈“伤口” 如果不能确定合适的延伸，该特征将报告一个错误，表明它不能弥补缺口 选择复原类型：自动，自然修复，补片法或不复原（见下页）,“面删除”后没有圆角，空腔或孔,范例 (删除圆角和孔特征):,高级工具,复原选项:,选择待删除的面,查看文档获取更多细节,高级工具,切片特征 Cre

17、ate Slice : 当模型完全由冰冻体组成时，才可以使用切片 切片有四个选项: 用平面切片：选定一个面并用此面对模型进行切片操作。 切掉面：在模型中选择表面，DM将这些表面切开，然后就可以用这些切开的面创建一个分离体。 切掉边:在模型中选择边，DM将这些边切开，然后就可以用这些切开的边创建一个分离体。 用面切片: 选定一个面来切分体,原始几何体， 一个实体,待切片的2个圆角,结果是3个实体， 每个圆角体成为实体区域,高级工具,对称特征 Tools Symmetry : 使用切片创建对称模型。 可定义最多3个对称平面。 保留每个平面的正半轴的材料，切除负半轴的材料,示例: 单平面和双平面对称

18、,体操作,体操作: 可以用11种不同的选项对体进行操作（并非所有的操作一直可用）： 体操作可用于任何类型的体（激活的或冻结的）。 附着在选定体上的面或边上的特征点，不受体操作影响 在明细栏中选择体和平面 选项包括: 镜像、移动、删除、缩放、缝合、简化、转换、 旋转、切分材料、切除材料、表面印记 接下来逐一叙述,体操作,镜像: 选择体和镜像平面。 DM在镜像面上创建选定原始体的镜像。 镜像的激活体将和原激活模型合并。 镜像的冻结体不能合并。 镜像平面默认为最初的激活面。 示例：这里选定的表面为镜像平面。,体操作,移动: 用户要选择体和两个平面：一个源平面和一个目标平面。 DesignModele

19、r将选定的体从源平面转移到目标平面中。 这对对齐导入的或链接的体特别有用。 示例: 两种导入体（一个盒子和一个盖子）没有对准。 有可能它们是用两种不同的坐标系从CAD系统中分别导出的。 用“Move”体操作可以解决这个问题。,2,1,1,2,体操作,删除: 从模型中删除选定的体。 缩放: 先选定进行缩放的体，然后通过Scale Origin特性选择缩放原点。 这种特性是一个有三种选项的组合框: 全局坐标系原点：用全局坐标系统的原点。 体质心：每个体在它的质心按比例缩放。 点： 以用户选定的指定点（2D草图点，3D顶高点或点特征）作为缩放原点。,体操作,切除材料: 从模型激活体中选择用来切除材料

20、的体。 体操作的切除材料选项和基本特征中的切除材料操作一样。 范例: 从块中切除选定的体形成一个模具:,切除后,体操作,印记面: 体操作的印记面选项和基本操作中的印记面操作一样。 当模型中存在激活体时才能对该选项进行操作。 在这个例子中，选定的体用来在块的表面烙印记:,After the Face Imprint,体操作,切片: 切片在一个完全冻结的模型上才能操作。 体的切片材料选项和基本操作中的切片操作一样。 仅当模型中的所有体冻结时才能操作选项。 切片操作示例：选定飞机体在块上作切片。,体操作,缝合: 选择曲面体进行缝合操作，DM会在共同边上缝合曲面（在给定的公差内）。 选项: 创建实体：

21、缝合曲面，从闭合曲面创建实体。 公差：正常，宽松或用户定义 用户公差：用于缝合操作的尺寸 范例: . . .,使用两个草图创建两个面体,使用缝合操作后, 两个面体合为一个面体,布尔操作,简化: 可使用几何和/或拓扑简化: 几何：尽可能简化曲面和曲线以形成适合分析的几何体（默认值=yes）。 拓扑：尽可能移除多余的面，边和顶点（默认值=yes）。,最初模型包含非均匀曲面体,简化操作将非均匀曲面变成平面，合并曲面以形成单一的圆锥体,体操作,转换: 选择要在指定方向上转换的体 方向说明: 选择:指定沿某选择方向上的间距 坐标: 指定x，y，z轴上的偏移,布尔操作,旋转: 选择绕一指定轴和一定角度旋转

22、的体 轴说明： 选择：指定沿某选择方向上的间距 分量：指定矢量的x，y，z分量,中面操作,中面工具: 将常厚度的几何简化为“壳”模型 自动在3D面对中间位置生成面体 在MECHANICAL中允许用壳单元类型离散。,中面操作,手工创建中面: 点击“Apply/Cancel”按钮，激活“Face Pairs”， 选择需要抽取中面的面对 注意选择面的顺序决定中面的法向 注意：第一个选择的面以紫色显示，第二个选择的面以粉红色显示,生成的面体,中面操作,选择注意： 在选择模式下（应用/取消被激活），前面说到的颜色方案起作用。当选择被确认后，被选择的面分别以深蓝色与浅蓝色显示。,中面操作,中面细节: 多个

23、面组可以在单次中面操作中被选取，但是被选择的面必须相对的（见右图） 厚度差在“厚度容差”之内并且相连接的面，在抽取中面时可以连接为一体（见下图）,T1,T2,如果T1 T2厚度容差：面被连接为一体,中面操作,中面细节: 在“缝合容差”之内，相邻面的缝隙可以在抽取中面的过程中被缝合 缝合容差：如果缝隙尺寸 缝合容差：面被缝合,中面操作,自动创建中面: “选择方式”从手工方式切换到自动方式时，将会出现一些额外的选项 体选择方式：可视体、被选择的体，或所有的体 面对搜索范围最小与最大极限值 额外的修剪选项：当面体出现修剪问题时，可以选择不同的选项来避免问题（将在后面描述） 保留体允许用户在生成中面后

24、保留原始的几何体（默认是不保留）,中面操作,自动创建中面： 实体为5mm厚 当使用中面工具时，将选择方式切换到“自动” 注意：让在手工方式时需要用到的“Face Pairs”栏 为“0” 实体为均匀厚度：这里设置最小/最大极限值均为5mm 使用下拉选项，选择“Find Face Pairs Now? = Yes” 待续 . . .,中面操作,自动中面实例 (续): 当搜索完成后，探测到的面对数目会在详细列表窗口中显示，同时还会以图形显示 点击“Generating”即可完成中面创建,中面操作,手工与自动混合选择方式: 在有些情况下，一种更便利的方式是：先进行一个初始的面对选择，然后再用自动选择

25、方式完成整个过程 示例: 右图的模型包括两个不同的厚度 在该例子中，用手工的方式，不同厚度的面对各选一对 然后可以通过自动面选择方式完成面选择,2 mm,1 mm,中面操作,首先用手工方式选择两面对（见右图）,注意选择的面对中同时包括1mm与2mm的面对,然后切换选择方式为“Automatic” 注意，基于先前的手工选择，最大/最小极限值被自动定义 待续. . .,中面操作,激活“Find Face Pairs Now” 注意这里有两个选项（由于先前的选择） Yes-Add to Face Pairs：添加自动探测的面到先前 选择后存在的面 Yes-Replace Face Pairs：仅仅使

26、用自动探测到的面 选择添加面对以完成整个操作,中面操作,添加，去除，或更改自动面选择： 示例: 在本操作中，增大最大极限值以探测到不需要的面,中面操作,点击“Face Pairs”栏激活选择模式（注意：颜色变化体现了这一点） 在图形窗口鼠标右键弹出一些可选的选择模式 在该模式下，可以选择“Remove Face Pairs” 然后选择需要去除的面 当选择完成后，点击“Generate”更新模型 注意：当要去除面对时，选择一个面就可以去除相对应的面对,中面操作,修剪选项: 在出现修剪问题时，有多种选项可以选择以尝试修正模型 示例: 使用先前的模型，没有去除不需要的面对 创建中面后，出现T型连接，出现了修剪问题 注意：在树状结构中，中面栏以黄色检查标识 ，该标识显示抽取中面后模型存在问题,中面操作,使用鼠标右键，可以使用 “Show Problematic Geometry”显示有问题的几何 修剪存在问题的区域将会被显示出来 默认的选项是任何未经修剪的面与原始几何体相贯穿 其他选项:,删除未修剪面,无额外修剪,