搜索建模與網(wǎng)格劃分指南第四章
2013-06-19 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
作者: 安世亞太 來源: e-works
關(guān)鍵字: CAE 教程 網(wǎng)格劃分
第四章 利用工作平面
4.1什么是工作平面
盡管光標(biāo)在屏幕上只表現(xiàn)為一個點,但它實際上代表的是空間中垂直于屏幕的一條線。為了能用光標(biāo)拾取一個點,首先必須定義一個假想的平面,當(dāng)該平面與光標(biāo)所代表的垂線相交時,能唯一地確定空間中的一個點。這個假想的平面就是工作平面。從另一種角度想象光標(biāo)與工作平面的關(guān)系,可以描述為光標(biāo)就象一個點在工作平面上來回游蕩。工作平面因此就如同在上面寫字的平板一樣。(工作平面可以不平行于顯示屏)
圖4-1顯示屏、光標(biāo)、工作平面及拾取點之間的關(guān)系。
工作平面是一個無限平面,有原點、二維坐標(biāo)系,捕捉增量(下面討論)和顯示柵格。在同一時刻只能定義一個工作平面(當(dāng)定義一個新的工作平面時就會刪除已有的工作平面)。工作平面是與坐標(biāo)系獨立的。例如,工作平面與激活的坐標(biāo)系可以有不同的原點和旋轉(zhuǎn)方向。見§4.3.5,詳細(xì)討論了如何迫使激活的坐標(biāo)系跟蹤工作平面。
4.2生成一個工作平面
進(jìn)入ANSYS程序時,有一個缺省的工作平面,即總體笛卡爾坐標(biāo)系的X-Y平面。工作平面的X、Y軸分別取為總體笛卡爾坐標(biāo)系的X軸和Y軸。
4.2.1生成一個新的工作平面
用戶可利用下列方法生成一個新的工作平面。
· 由三點生成一個工作平面或能過一指定點的垂直于視向量的平面定義為工作平面,用下列方法:
命令:WPLANE
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>XYZ Locations
· 由三節(jié)點定義一個工作平面或通過一指定節(jié)點的垂直于視向量的平面定義為工作平面,用下列方法:
命令:NWPLAN
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Nodes
· 由三關(guān)鍵點定義一個工作平面或能過一指定關(guān)鍵點的垂直于視向量的平面定義為工作平面,用下列方法:
命令:KWPLAN
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Keypoints
·由過一指定線上的點的垂直于視向量的平面定義為工作平面,用下列方法:
命令:LWPLAN
GUI: Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Plane Normal to Line
·還可以通過現(xiàn)有坐標(biāo)系的X─Y(或R─θ)平面上定義工作平面。
命令:WPCSYS
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Active Coord Sys
Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian
Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Specified Coord Sys
4.2.2控制工作平面的顯示和樣式
為獲得工作平面的狀態(tài)〔即位置、方向、增量〕可用下列方法:
命令:WPSTYL,STAT
GUI: Utility Menu>List>Status>Working Plane
將工作平面重置為缺省狀態(tài)下的位置和樣式,利用命令WPSTYL,DEFA。
4.2.3移動工作平面
用戶可將一個工作平面利用下列方法(都是將工作平面移到與原位置平行的新位置)移到新的位置(即新的原點):
? 將工作平面的原點移動到關(guān)鍵點的中間位置,分別用下列命令:
命令:KWPAVE
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Keypoints
? 將工作平面的原點移動到節(jié)點的中間位置,分別用下列命令:
命令:NWPAVE
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Nodes
? 將工作平面的原點移動到指定點的中間位置,分別用下列命令:
命令:WPAVE
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Global Origin
Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Origin of Active CS
Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>XYZ Locations
? 偏移工作平面,使用下列方法:
命令:WPOFFS
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments
4.2.4工作平面的旋轉(zhuǎn)
用戶可用兩種方式將工作平面轉(zhuǎn)到一個新的方向:在工作平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)工作平面的X─Y軸,或使整個工作平面都旋轉(zhuǎn)到一個新的位置(如果不清楚旋轉(zhuǎn)的角度,利用上述方法之一可以很容易在正確的方向上定義一個新的工作平面)。
要旋轉(zhuǎn)工作平面,利用下列方法:
命令:WPROTA
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments
4.2.5還原一個已定義的工作平面
盡管實際上不能存貯一個工作平面,用戶可以在工作平面的原點創(chuàng)建一個局部坐標(biāo)系,然后利用這個局部坐標(biāo)系還原一個已定義的工作平面。
·在工作平面的原點創(chuàng)建局部坐標(biāo)系用下列方法:
命令:CSWPLA
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin
·利用局部坐標(biāo)系還原一個已定義的工作平面利用下列方法:
命令:WPCSYS
GUI : Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Active Coord Sys
Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian
Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Specified Coord Sys
4.3增強的工作平面
用WPSTYL命令或前面論述的GUI方法可以增強工作平面的功能。使其具有捕捉增量,顯示柵格,恢復(fù)容差和坐標(biāo)類型功能。然后,就可以迫使用戶的坐標(biāo)系隨工作平面的移動而移動?？捎萌缦路椒?
命令:CSYS
GUI: Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cartesian
Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cylindrical
Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Spherical
Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Specified Coordinate Sys
Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Working Plane
Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Global Origin
4.3.1捕捉增量:
如果沒有捕捉增量功能,在工作平面上將光標(biāo)定位到已定義的點上將是一件非常困難的事。為了能精確地拾取,可用WPSTYL命令或GUI建立捕捉增量功能。一旦建立了捕捉增量,拾取點將定位在工作平面上最近的捕捉點。數(shù)學(xué)上表示如下,當(dāng)光標(biāo)在區(qū)域
N*SNAP-SNAP/Z≤X<N*SNAP+SNAP/2
對任意正整數(shù)N,拾取點的X坐標(biāo)為:
Xp=N*SNAP。
(在工作平面坐標(biāo)系中的X,Y坐標(biāo)的捕捉增量相同)捕捉增量也可以顯示成方框,拾取到方框里的點將定位于方框的中心。
圖4-2 捕捉增量
4.3.2顯示柵格
可在屏幕上建立柵格以幫助用戶觀察工作平面上的位置和方向。柵格的間距、狀況和邊界可由WPSTYL命令來設(shè)定(柵格與要捕捉點無任何關(guān)系)。發(fā)出不帶參量的WPSTYL命令控制柵格在屏幕上打開和關(guān)閉。
4.3.3恢復(fù)容差
需拾取的圖元可能不是精確地在工作平面上,而是在工作平面的附近。這時,通過WPSTYL命令或GUI路徑指定恢復(fù)容差,在此容差內(nèi)的圖元將認(rèn)為是在工作平面上的。這種容差就如同在恢復(fù)拾取時,給了工作中的一個厚度。
4.3.4坐標(biāo)系類型
有兩種可選的工作平面:笛卡爾坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系工作平面。討論到這一點主要針對笛卡爾工作平面,但當(dāng)幾何體容易在極坐標(biāo)(r,θ)系中表述時可能用到極坐標(biāo)工作平面。圖4-3所示為用WPSTYL命令激活了極坐標(biāo)工作平面的柵格。在極坐標(biāo)平面中拾取操作與在笛卡爾坐標(biāo)工作平面中的是一致的。對捕捉參數(shù)進(jìn)行定位的柵格點的標(biāo)定是通過指定待捕捉點之間的徑向距離(SNAP ON WPSTYL)和角度(SNAPANG)來實現(xiàn)的。
圖4-3極坐標(biāo)工作平面柵格
4.3.5工作平面的軌跡
如果用戶用與坐標(biāo)系會合在一起的工作平面定義幾何體,可能發(fā)現(xiàn)工作平面是完全與坐標(biāo)系分離的。例如,當(dāng)改變或移動工作平面時,坐標(biāo)系并不做出反映新工作平面類型或位置的變化。這可能使用戶結(jié)合使用拾取(靠工作平面)和鍵盤輸入體如關(guān)鍵點(用激活的坐標(biāo)系)變得無效。例如;用戶將工作平面從缺省位置移開,然后想要在新的工作平面的原點用鍵盤輸入定義一個關(guān)鍵點(即K,1205,0,0)會發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵點落在坐標(biāo)系的原點而不是工作平面的原點。(見圖4-4)
圖4-4 工作平面/坐標(biāo)系不匹配。
如果用戶想強迫激活的坐標(biāo)系在建模時跟著工作平面一起移動,可以在用CSYS命令或GUI路徑時利用一個選項來自動完成。命令CSYS,WP或CSYS,4將迫使激活的坐標(biāo)系與工作平面有相同類型(如笛卡爾)和相同的位置。那么,盡管用戶離開了激活的坐標(biāo)系WP或4,在移動工作平面時,坐標(biāo)系將隨其一起移動。如果改變所用工作平面的類型,坐標(biāo)系也將相應(yīng)更新。例如,當(dāng)用戶將工作平面從笛卡爾轉(zhuǎn)為極坐標(biāo)系時,激活的坐標(biāo)系也將從笛卡爾坐標(biāo)系轉(zhuǎn)到柱坐標(biāo)系。
如果重新來看上面討論的例子,假如用戶想在已移動工作平面之后將一個關(guān)鍵點放置在工作平面的原點,但這次在移動工作平面之前激活跟蹤工作平面(CSYS,WP),然后象前面一樣移動工作平面,現(xiàn)在,當(dāng)用戶使用鍵盤定義關(guān)鍵點(即K,1205,0,0)這個關(guān)鍵點被放在工作平面的原點,因為坐標(biāo)系與工作平面的方位一致(見圖4-5)
圖4-5 工作平面與坐標(biāo)系匹配(CSYS,WP)。
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