ANSYS Workbench布尔运算

ANSYS有限元仿真

2017年6月20日 14:12

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前面两篇介绍了Solidworks和ANSYS经典界面中的布尔运算，本期当然是介绍Workbench布尔运算了，WB自带的强大建模工具怎能遗漏呢。

下面娓娓道来，想学好Workbench建模技术的童鞋看仔细了哈。

WorkbenchDesignModeler中实体间的布尔运算包括如下几种：Unite(相加)，Subtract(相减), Intersect(相交), Imprint Faces(印记面)。

关于印记面的专题介绍请参考什么是印记面？。

还包括其它形式的布尔运算如：Add Material,Cut Material, Slice.

布尔运算的菜单入口如下图1。

图1 布尔运算菜单入口

下面以一个小模型来演示布尔运算使用方法，方便大家理解。下图是一个花键轴和圆盘组合在一起（有重合）。

图2 演示几何模型

1.Unite

Unite操作起来很简单，只需要选中这里的轴和圆盘2 Bodies，Generate 一下就可以了，然后之前选中的2个实体就变成了一个新的实体了。如下图3所示。

图3选择两个实体进行Unite元算

Unite和add material 有些类似，但是Add Material操作只能在导入模型、生成新体时使用，而Unite操作可以在现有的模型中使用。

2. Subtract

WB DM中的Subtract功能也是与经典界面中的同出一辙，但稍逊于后者。新手需要特别注意Target Bodies 与Tool Bodies的区别！这两项是必选项，很有必要弄清楚概念。Target Bodies是你需要减的母体，而Tools Bodies是你做减法所用的工具。即Target Bodies -Tool Bodies=期望得到的实体。本例演示如下图4。

图4减运算不保留工具体

注意如果需要保留Tool Bodies，那Details of Boolean下面的Preserve tool bodies?项就选YES, 生成后就会多出一个花键实体。

图5减运算保留工具体

3.Intersect

相交运算的关键选项在preserve tool bodies，其下有三种选项：

（a） NO；不保留tool bodies，只保留相交部分；

（b） Yes；保留tool bodies，并生成相交部分；

（c） Yes，Slice。保留tool bodies，并有并保留相交部分，不过原先的tool bodies已经被相交部分给切分开了。

还不太明白？下面请看下图6、7、8。

图6相交运算不保留工具体

图7相交运算保留工具体

图8相交运算保留工具体并切分

请留意这三种交运算操作的区别，实体变化数目以及对应的实体形状变化。

Intersect Result 中有两个选项Intersection ofAll Bodies 和Union of All intersections，如下图9示。Union of All Intersections是对所有交集组合在一起的。而Intersection ofAll Bodies就是对所有实体取交集。该选项涉及到多个相交运算，本例不便演示。贴张图片来演示下，相信你对Intersection ofAll Bodies 和Union of All Intersections的区别很容易就明白了，如图10。

图9 相交结果设置

图10 两种相交结果区别

4.Imprint Faces

表面印记操作能分割体上的面（但不改变实体形状），可方便地应用在局部加载情况下。印记面设置如下图11。Target Bodies为你要在其表面加印记面的实体。Tool Bodies为工具实体（默认设置为不在工具实体上加印记面）。

图11印记面设置

对于工具实体的操作Preserve ToolBodies?这里也有三个选项：

1 No 不保留工具实体。

2 Yes 保留工具实体，但不加印记面。

3 Yes, Imprinted 保留工具实体，加印记面。

下面用本例模型来演示下这三个选项的区别。擦亮眼镜看仔细了哈。

图12 不保留工具体

图13保留工具实体，但在tool bodies上不加印记面

图14保留工具实体，在tool bodies上加印记面

5. Add Material

为了示范Add Material功能，需要先导入多个实体。（实体导入后参考原始坐标系堆叠在一起，可以通过Create->bodytransformation-> Move来调整实体间的相对位置）

图15 导入多个外部实体

图16导入后结果

图17导入后设置添加材料操作

由上图可知在外部导入实体时可以通过在Import下面更改Operation方式为Add Material就可以达到布尔加运算的目的。但笔者发现个bug:导入后的多个实体一般都需要调整位置，调整位置后再用布尔运算就会发现实体相对位置又恢复原状了。故建议此方法尽量少用，知道就好了。

在WB DM中可以进行多体建模时，而不需要像Solidworks那样先画零件图然后再装配在一起。关键原因就是在WB DM体中你可以先画好实体1，然后冻结起来，然后在画实体2，然后依次类推… 懂了吧DM中就是这样进行装配体建模的。在生成实体时如果选择Add Frozen，就会是多体建模效果，如下图18。如果选择Add Material就是布尔加运算了，如下图19。