ADINA第2章几何建模ppt课件

1、第二章几 何 建 模主要内容主要内容1. ADINA几何建模总体说明2. ADINA Native建模方式 创建坐标系 创建Point、Line、Surface、Volume3. Parasolid建模方式 创建体元 扫掠、回转生成体 布尔运算 修改Body4. 几何建模练习 1. ADINA支持两种几何建模方式： ADINA NativeSimple） 几何建模方式 几何元素包括Point，Line，Surface，Volume； 这是一种从底向上的建模方式，与几乎所有的CAD、CAE系统的几何建模概念相同； ADINANative建模所有功能菜单位于Geometry主菜单下； ADINA

2、Parasolid (B-Rep.)几何建模方式 ADINA-M是采用ParasolidUnigraph的建模技术，这是最为广泛使用的3D复杂实体模型建模技术。其几何元素为Body、Face、Edge； ADINA中的Parasolid实体称为ADINAM实体或ADINA B-Rep. 实体； ADINA的parasolid建模功能菜单位于ADINA-M主菜单下；总体说明几何建模2. 在划分网格、施加约束、载荷等物理条件时，往往要求选择相应的几何元素 ，ADINA区别两种不同类型的几何元素，即对于线、面、体，ADINA Native和Parasolid模型的名称分别为： LineEdge Su

3、rfaceFace VolumeBody3. 在一个分析模型中，可以同时以不同的方式建模，并且ADINA提供两种实体网格连续的技术；两种模型的网格连续过渡往往使用到GeometryFaceFace Link选项；4. 因为AUI操作过程中区别两个几何元素，用户必须时刻清楚需要输入Line、Surface、Volume还是Edge、Face、Body；总体说明几何建模菜单:Geometry Coordinate Systems. 图标: 说明：1. ADINA缺省的坐标系是直角笛卡儿坐标系，标号为坐标系0； 2. 通常用户构建几何模型时，使用缺省坐标系足够方便； 3. 仅当用户建模时使用局部坐标

4、系更加方便的情况下，才有必要定义局部坐标系； 4. 可以创建多个局部坐标系，并任何时候使用Set功能激活任何已有的坐标系； 5. 几何建模的坐标值、各种Copy、Reflection等Transformation操作都将基于激活的坐标系；ADINA Native创建局部坐标系几何建模1. 单击Add键，添加一个坐标系统说明：缺省的坐标系为0，即笛卡儿坐标系；生成的新局部坐标系为1，2，ADINA Native创建局部坐标系几何建模在TYPE中选择坐标类型：笛卡儿、柱坐标、球坐标；2、选择坐标系统ADINA Native创建局部坐标系几何建模柱坐标系球坐标系ADINA Native创建局部坐标系

5、几何建模定义方式：原点、方向向量原点、欧拉角三个几何点3、定义坐标系统方式ADINA Native创建局部坐标系几何建模Origin and Direction Vectors:指定坐标原点，X方向向量 (Vector A)，向量 (Vector B)确定XY平面，所有值均相对于整体坐标系.Three Geometry Points:指定三个点(P1，P2，P3). P1为原点，P1与P2确定X方向，P1、P2、P3确定XY平面，Y轴的方向垂直X轴并指向P3点的方向，按照右手原则确定Z轴.Origin and Euler Angles:相对整体坐标系通过欧拉角确定，欧拉角如下所示. 定义坐标系

6、统方式如下：ADINA Native创建局部坐标系几何建模菜单：Geometry Points. 图标：坐标系XYZ整体坐标XYZ局部笛卡儿坐标XLYLZL局部柱坐标RThetaXL局部球坐标RThetaPHI说明：1. 可选择定义的局部坐标系，此时输入的坐标值根据采用的坐标系类型，具有不同的性质，如上表；定义坐标系统ADINA Native生成点Point）几何建模2. 点标号必须输入，可以不连续；3. 坐标值也可以不输入，空格默认为0；4. 填充完一个空格后，可以使用鼠标激活到另外一个空格；或使用箭头上下左右移动到另外空格；或使用Tab键向右移动到下一个空格；ADINA Native生成点

7、Point）几何建模Import /Export：输入输出点坐标文件：*.txt输出点坐标文件几何点数据列表 此文件为ASCII格式，字段之间使用Tab键相隔开； 有时要读入大量来自工程测量的点坐标值，可以通过Excel文件直接生成此格式的TXT文件，然后由Import读入；Auto：自动增量输入仅限于坐标值增量相同的点的输入；ADINA Native生成点Point）数据列表几何建模Clear：清除列表中的所有内容，Apply后将删除所有的点；（已经被用来定义线、面、体的点不能被删除。）Del Row：删除光标所在一行的内容，Apply后将删除一个点；Ins Row：在光标所在处增加一行，内

8、容为空，可添入数据；说明：ADINA多种数据形式都采用这种方式进行管理，如节点、单元、Zone定义，Transforamtion定义、载荷等，后面不再详细说明。ADINA Native生成点Point）数据列表几何建模图标：删除点共有两种方式：1 点击删除点图标，然后用鼠标点图形区要删除的点即可；可以连续点击，按键盘Esc键退出删除状态；2 点击创建点的图标，在定义点的列表中删除相应点的一行定义，点击OK或Apply即可。ADINA Native删除点Point）几何建模菜单：Geometry Lines Define.生成线：步骤：1. 点击ADD；2. 选择线的类型包括直线，多义线等多种形

9、式。）；3. 输入定义线的点及其可能需要的其它参数；4. SAVE或OK生成线；线类型：直线Straight Lines弧线Arc圆Circle曲线Curveline多义线Polyline复合线Composite Line旋转Revolved延伸Extruded转换TransformationADINA Native生成线Line）线类型几何建模直线Straight Lines 直线由两个端点组成。1. 输入点标号有两种方式，一种方式已知点的标号如在图形区中显示点的标号），直接输入点的标号到Point1、Point2空格中；另外一种方式选择Point1空格右侧的P按钮，则进入图形区用鼠标拾取相

10、应的Point1、Point2，然后自动退回到Define Line窗口；2. 点击Save或Ok生成线。ADINA Native生成线Line）直线几何建模1. P1, P2, Center P1：终点P2：起点Center：中心点生成圆弧由多种方式：注意：当中心点到P1和P2两点的距离相等时，生成一段圆弧；当中心点到P1和P2两点的距离不等时，生成椭圆弧；ADINA Native生成线Line）弧线几何建模2. P1, P2, P3P1：终点P2：起点P3：辅助点定义圆弧位于的平面说明：弧心点P4自动生成，除非打开了重复点检验选项并且在形心点处已经有点； ADINA Native生成线Li

11、ne）弧线几何建模3. P1, Center, Angle, P3P1：起点Center：中心点Angle：圆心角P3：圆弧平面辅助点说明：P4自动生成；ADINA Native生成线Line）弧线几何建模4. P1, Center, Chord, P3P1:起点Center:中心点Chord:弦长P3:圆弧平面辅助点说明：弧线端点P4自动生成；ADINA Native生成线Line）弧线几何建模5. P1, P2, Radius, P3P1：起点P2：终点Radius：半径P3：圆弧平面辅助点说明：弧心点P4自动生成；ADINA Native生成线Line）弧线几何建模6. P1, P2,

12、Angle, P3P1：起点P2：终点Angle：圆周角P3：圆弧平面辅助点说明：弧心点P4自动生成；ADINA Native生成线Line）弧线几何建模1. Center， P1， P3Center：中心点P1：P1到Center的距离是圆的半径P3：定义圆所在平面的辅助点说明：要求三点不共线；ADINA Native生成线Line）圆几何建模2. P1，P2， P3P1，P2， P3为圆周上的三点；说明：1. 要求三点不共线；2. 圆心点P4自动生成；ADINA Native生成线Line）圆几何建模3. Center，P2， P3，RadiusCenter，P2， P3，确定圆的平面，R

13、adius确定圆的大小；自动生成P4点为圆起始点；说明：1. 要求三点不共线；2. P4自动生成；ADINA Native生成线Line）圆几何建模在P1、P2之间线性插值生成曲线，坐标系统为局部柱面坐标或球坐标系；局部坐标系统1：柱面坐标SYSTEM1 TYPECYLINDRICALP1：R1.0；THETA=0.0；XL=0.0P2：R2.0；THETA1000.0；XL5.0LINE CURVILINEAR 1 P1=1 P2=2 SYSTEM=1ADINA Native生成线Line）螺旋曲线CURVILINEAR 几何建模A:指定多义线的类型折线Straight Line Segme

14、nt样条线Spline二次B样条线Quadratic B-Spline三次B样条线Cubic B-Spline双弧线Bi-Arc贝塞线Bazier无理B样条曲线 NURBS说明：每条线至少由两个点生成； 生成线的点称为控制点；ADINA Native生成线Line）多义线POLYLINE 几何建模AA Straight Line Segments 按照一定顺序连接点形成多义线，此多义线为折线；说明：不限点的数目； 双击绿色空格，进入图形选择状态，按照顺序选择所有的点后，必须按键盘Esc键后才能返回菜单；注意：ADINA中很多的选择操作都与此类似，即见到绿色空格双击进入选择状态，按Esc返回菜单

15、。以后不在重述。ADINA Native生成线Line）多义线POLYLINE折线 几何建模 Spline 曲线通过控制点； 二次B样条曲线除端点外，曲线不通过控制点；ADINA Native生成线Line）多义线POLYLINE样条几何建模 三次B样条曲线除端点外，曲线不通过控制点； 双弧线Bi-Arc通过控制点；除端点外，两点之间有两段圆弧光滑连接；ADINA Native生成线Line）多义线POLYLINE三次样条几何建模 贝塞线Bazier除端点外，曲线不通过控制点； 无理B样条曲线 NURBS此算法一般不用，主要用来处理读入的IGES曲线；ADINA Native生成线Line）贝

16、塞曲线几何建模 截断线Section Line把一条长线条的一部分定义为新的一条线；如图中所示，u0到u1为已经存在的线，输入的数值为u0.4和u0.7，得到新的线；ADINA Native生成线Line）截断线几何建模 复合线Combined line）将互相首尾相接的几条线定义为一条线。选择线时必须按顺序选择；定义的Combined Line一般在通过封闭线定义 Sheet BodyParasolid 面时使用；ADINA Native生成线Line）复合线几何建模使点绕轴旋转而成一段弧线，角度必须在-360至360度之间，按照右手原则定义正负角度；ADINA Native生成线Line）

17、旋转成线几何建模定义选择轴的方式有四种： Axis坐标轴X、Y、Z之一； Line已存在的直线 TwoPoints 已存在的两点Vectors相当于两点定义一个矢量的方式或两个矢量之差矢；ADINA Native生成线Line）旋转成线几何建模点沿指定方向延伸形成线；ADINA Native生成线Line）延伸成线几何建模ADINA Native生成线Line）转换Transformation几何建模说明：1. 可以对Lines、Surfaces、Volume、Body进行复制、挪动、映射、比例放大等操作；2. 可以在定义线、面、体的菜单的TYPE栏中直接选择Transformations进行

18、操作；3. 新生成的几何元素可以定义为本体的复制或移动；4. 具体操作见后面体转换Volume Transformation相关说明；图标：删除点共有两种方式：1. 点击删除点图标，然后用鼠标点图形区要删除的线即可；可以连续拾取，之后按键盘Esc键退出删除状态；2. 点击生成线的图标或GeometryLineDefine），在定义线的列表中选择要删除线的相应标号或线标号旁边的P按钮，进入图形拾取状态），点击Delete即可。ADINA Native删除线几何建模菜单：GeometryLineSplit Line线的等参坐标为U0和U1。分段的方法是指定分段点的U坐标值01），如将线段等分，则输

19、入U0.5；说明：生成Split线时，并不删除原来的线。ADINA Native线分段（ Split Line ）几何建模只有在对线进行IsoBeam/Axisymmetric Shell单元划分时才有意义；缺省的厚度是为1；如果划分单元后修改厚度，则单元厚度随之变化；ADINA Native线厚度Line Thinkness）几何建模菜单: Geometry Surfaces Define. 图标：生成面的步骤：1. 点击定义面按钮. 2. 点击Add添加 3. 选择生成面的类型. 4. 输入参数. 5. 点击Save生成面. ADINA Native创建面(Surface)几何建模通过线（

20、 Patch ）：说明：1. 几何面只能由三或四条线组成；2. 如果由三条线构成，第四条线位置输入0；ADINA Native创建面通过线几何建模通过顶点Vertex）：说明：1. 从点直接生成面；2. 点击点的顺序可以顺时针或逆时针，会影响到UV坐标系，建议统一采用逆时针顺序选择；3. 如果由三个点构成，第四个点位置输入第一点；ADINA Native创建面通过顶点Vertex几何建模通过点阵（ GRID ）：采用一个阵列的点形成一个面，控制面的形状；面由四行四列共16个点形成第一行：点1点4第二行：点5点8第三行：点9点12第四行：点13点16ADINA Native创建面通过点阵Grid

21、几何建模 线绕轴旋转生成面，旋转角度必须在360至360度之间，按照右手原则定义正负；ADINA Native创建面线旋转成面几何建模定义选择轴的方式有四种： Axis坐标轴X、Y、Z之一 Line已存在的直线 TwoPoints 已存在的两点Vectors相当于两点定义一个矢量的方式或两个矢量之差矢；线旋转成面：ADINA Native创建面线旋转成面几何建模线延伸成面：1. 延伸面的长度或方向可以通过向量或线定义；2. 延伸的过程中可以定义延伸方向线的网格划分密度；3. 一次可以完成多条线的延伸 ；ADINA Native创建面线延伸成面几何建模线延伸成面：ADINA Native创建面线

22、延伸成面几何建模ADINA Native创建面通过Transformation几何建模说明：1. 可以对Lines、Surfaces、Volume、Body进行复制、挪动、映射、比例放大等操作；2. 可以在定义线、面、体的菜单的TYPE栏中直接选择Transformations进行操作；3. 新生成的几何元素可以是本体的复制或移动；4. 具体操作见后面体转换Volume Transformation相应说明；图标：删除共有两种方式：1. 点击删除面图标，然后用鼠标点图形区要删除的面即可；可以连续拾取，之后按键盘Esc键退出删除状态；2. 点击生成面的图标或GeometryLineDefine）

23、，在定义面的列表中选择要删除面的相应标号或面标号旁边的P按钮，进入图形拾取状态），点击Delete即可。ADINA Native删除面几何建模菜单：GeometrySurface Surface Orientation用于检查相连的各个Surface的法向是否一致；单元的法向取决于Surface几何面的法向；建模时采用统一的逆时针顺序选择点或线，可获得一致法向；法向检查如果法向一致信息为：No inconsistent surface connections found.或类似于： *WARNING: Surface 1 and surface 2 have inconsistent surf

24、ace normals along line 2.ADINA Native检查面的方向Surface Orientation）几何建模缺省厚度为1；设置面的厚度后，划分的Shell或Plate单元厚度与面厚度相同；划分单元后，改变面的厚度，已划分的Shell或Plate单元厚度将随之自动改变。ADINA Native面厚度Surface Thinkness）几何建模体生成步骤: 1. 点击定义体按钮 2. 点击添加钮 3. 旋转生成体的方式 4. 输入参数 5. Save生成体 图标：菜单：GeometryVolumeDefineADINA Native生成体(Volume)几何建模通过面Pa

25、tch：输入顺序：S1=SURFACE1S2=SURFACE2S3=SURFACE3S4=SURFACE4S5=SURFACE5S6=SURFACE6说明：严格按照输入顺序输入面号；ADINA Native生成体Volume）通过面几何建模通过点Vertex：说明：1. 严格按照输入顺序输入点号；2. 可以由面生成体；ADINA Native生成体Volume）通过点几何建模通过面回转生成体Revolved：线绕轴旋转而成一面，角度必须在360至360度之间，按照右手原则定义正负；ADINA Native生成体Volume）通过面回转生成体几何建模通过面延伸生成体Extruded：ADINA

26、Native生成体Volume）通过面延伸生成体几何建模菜单：Geometry Transformations. 功能：实现复制、挪动、映射、比例放大等功能说明：1. 可以对Lines、Surfaces、Volume、Body进行复制、挪动、映射、比例放大等操作；2. 可以在定义线、面、体的菜单的TYPE栏中直接选择Transformations进行操作；ADINA Native生成体Volume）通过Transformation操作几何建模沿坐标轴在指定坐标系统下指定沿着X，Y，Z方向移动的距离；沿线沿着线的起点向终点移动；两点 指定两点定义移动向量；平移Translation：ADINA

27、Native生成体通过体转换生成体平移几何建模平移Translation：ADINA Native生成体通过体转换生成体平移几何建模沿坐标轴在指定坐标系统下指定沿着X，Y，Z方向移动的距离；沿线沿着线的起点向终点移动；两点 指定两点定义移动向量；旋转Rotation：ADINA Native生成体通过体转换生成体旋转几何建模旋转Rotation：四种定义轴的方式 Axis坐标轴X、Y、Z之一 Line已存在的直线 TwoPoints 已存在的两点ADINA Native生成体通过体转换生成体旋转几何建模比例缩放Scale：不同方向可以定义不同的比例；ADINA Native生成体通过体转换生成

28、体比例缩放几何建模比例缩放SCALE：中心点指定方式：指定坐标系的中心点，X、Y、Z轴为该坐标系的轴；输入X, Y, Z方向的比例系数；ADINA Native生成体通过体转换生成体比例缩放几何建模镜像REFLECTION：ADINA Native生成体通过体转换生成体镜像几何建模镜像REFLECTION：镜像对称面的定义方式：指定坐标系的坐标平面；三点确定一个平面；ADINA Native生成体通过体转换生成体镜像几何建模练习：ADINANative方式建模ADINA Native练习题目几何建模Parasolid几何建模创建体元扫略、回转生成体布尔运算修改Body菜单： ADINA-M D

29、efine Body.图标：体元包括：块Block 圆柱Cylinder球Sphere圆环Torus圆锥Cone圆管Pipe三棱柱PrismParasolid建模创建体Body）几何建模创建体Body创建块Block：有两种方式定义一个块体：1. 中心位置和长宽高2. 两个对角点Parasolid建模创建体块Block几何建模当采用第一种方法：中心位置可以通过中心点或给定中心点坐标定义；长宽高DX、DY、DZ可以在整体坐标系下，也可以是用户坐标系下，也可以由Block Oritation/Direction Vector定义。Parasolid建模创建体块Block几何建模定义圆柱CYLIND

30、ER：有两种方式： 给定中心位置和长度 给定两点两种方式都需要指定圆柱的半径大小。Parasolid建模创建体圆柱Cylinder几何建模定义圆柱CYLINDER：圆柱轴向可以用全局或局部坐标系的坐标轴，也可以由Orientation of Cylinder Axis/Direction Vector定义任意方向；Parasolid建模创建体圆柱Cylinder几何建模定义球体Sphere：指定坐标或点为球心；指定半径或球面上点确定半径；Parasolid建模创建体球体Sphere几何建模创建圆环TORUS：圆环需要定义两个半径，称为Major Radius和Minor Radius，定义如右

31、图所示；轴向可以是整体/局部坐标系坐标轴，也可以由 Oritation of Torus Axis/Direction Vector定义任意方向；Parasolid建模创建体圆环TORUS几何建模创建圆锥CONE：定义圆锥有三种方式：1. 顶点、半锥角、高度；2. 底圆中心点、底圆半径、高度；3. 顶点、底圆中心点和底圆半径；Parasolid建模创建体圆锥CONE几何建模创建圆锥CONE：轴向可以是整体/局部坐标系坐标轴，也可以由 Cone Oritation /Direction Vector定义任意方向。Parasolid建模创建体圆锥CONE几何建模定义圆管PIPE：与圆柱定义类似，值

32、得说明的是Radius指管的外径，Thinkness是外径与内径之差；Parasolid建模创建体圆管PIPE几何建模创建三棱柱PRISM： 三棱柱的构造方式有两种：1. 由中心位置和长度;2. 由三点；两种方式都要指定端面三角形的外接圆半径大小;Parasolid建模创建体三棱柱PRISM 几何建模创建三棱柱PRISM：Parasolid建模创建体三棱柱PRISM 几何建模转换体Transformed Body）：可以通过已经定义的体的平移、旋转、镜像、缩放生成新的Body；类似于ADINANative几何元素的Transformation操作，可参考；Parasolid建模创建体通过Tra

33、nformation操作几何建模创建Body Sheet：生成特别的Body，此Body只具有一个face，相当于几何面；通常是由IGES等接口读入CAD曲面自动生成；或由用户创建Sheet，用于2D模型或生成Sweep或Revolved类型体的初始面；需要指定一条外轮廓线和任意数目的内部线，所有线条要封闭；Parasolid建模创建体 Body Sheet几何建模External LineInternal Line1Internal Line2定义Sheet Body网格划分Parasolid建模创建体 Body Sheet几何建模菜单： ADINA-M Body Sweep. 图标：扫掠成

34、体Body Sweep ：扫掠生成Body同时可以生成网格，并控制网格的密度；（这要求用于扫掠的Face上必须定义2D Solid或Shell单元。）扫掠方向可以由矢量定义，也可以是已定义的Line；Parasolid建模创建体扫掠成体几何建模扫掠成体Body Sweep ：沿线扫掠Face，控制Face运动过程中与Line是否保持垂直；Parasolid建模创建体扫掠成体几何建模旋转成体Body Revolve：菜单： ADINA-M Body Revolve. 图标：旋转生成Body同时可以生成网格，并控制网格的密度；（这要求用于扫掠的Face上必须定义2D Solid或Shell单元。）

35、旋转轴的定义方式有四种，与ADINANative建模中的点旋转成线概念相同；Parasolid建模创建体旋转成体几何建模旋转成体Body Revolve：Parasolid建模创建体旋转成体几何建模切平面Section Sheet:菜单: ADINA-M Define Section Sheet. 图标：功能是用于把一个体切割成为多个体；几种可行的操作切开方式说明：定义切平面后，切开Body的操作在ADINA-MBody ModifierSection中进行；Parasolid建模创建切平面几何建模切平面Section Sheet:说明：1. section sheet必须完全切开体；2. 体

36、不能被两个互相交叉相交的sheet切割；几种不可行的操作切开方式Parasolid建模创建切平面几何建模切平面Section Sheet:定义Section Sheet方式:Planar Polygon：由一系列共面点形成：仅这种方式的sheet是有边界的，其他均自动延伸为无穷大平面；仅这种方式的sheet可以用连接的sheet切割体；仅这种方式的sheet可以是多边形；Parasolid建模创建切平面切平面类型几何建模X、Y、Z平面：平面的法向指向XYZ整体坐标，可以指定平面偏离原点一定距离；Origin and Normal：给定原点和法向定义一个sheetThree Points：三点定

37、义一个sheet；Parasolid建模创建切平面切平面类型几何建模菜单： ADINA-M Boolean Operator. 图标： 布尔运算用于实现不同Body之间的加（ merge ）、减（ subtract ）、交（ intersect ）等操作；Merge：合并一个或多个体成为目标单体，所有参与操作的体必须相连；Intersect：目标体和其他操作体的交体，至少一个体与目标体相交；Subtract：从其他操作体中减去目标体，也可以用于在目标体的表面上形成印记；Body布尔操作：Parasolid建模布尔操作几何建模加merge：Parasolid建模布尔操作加Merge）几何建模求交集Intersect：得出Body1和Body2共同的几何空间Parasolid建模布尔操作求交集几何建模求交集Intersect：得出Body1Body4共同的几何空间Parasolid建模布尔操作求交集几何建模减Subtract： 相减后可能会生成多个体Parasolid建模布尔操作减几何建模-在Body上生成印记 Imprint;减Subtract：生成印记的目的是在Body的某个光滑面上生成特定的Edge，主要用于加载或约束；如何在斜面上对圆环线加压力载荷？Parasolid建模布尔操作减几何建模生成印记 Impr