ANSYS 入门教程 (16) - 几何建模技巧 (a)
2.5 几何建模技巧
1. 结构分析的单位
ANSYS 软件不进行计算单位的换算和检查，默认用户使用的单位制是统一的。虽然有/UNITS 命令，但该命令仅仅是“注释”用户使用了何种单位制，以便他人阅读，该命令并不进行单位制的换算，也即并不影响计算结果。因此要求用户使用统一的单位制。
在力学范围内，国际单位制的基本物理量仅3 个：长度（m）、质量
（kg ）和时间（s）。其它物理量如力、力矩、应力、弹性模量、加速度、截面特性等的单位都可用上述基本单位表示。
当采用国际单位制时（称为m-kg-s 单位制)：
长度- m、质量- kg、时间- s，则导出的物理量单位分别为：
面积- m^2；体积- m^3；惯性矩- m^4；速度- m/s；加速度- m/s^2；
双向玻璃
密度- kg/m^3；力- kg·m/s^2 =N；力矩- kg·m^2/s^2 = N·m；
应力、压力、模量等- kg/(m·s2) = kg·m/s^2/m^2 = N/m^2 = Pa。
如果采用长度- mm、质量- kg、时间- s，（称为mm-kg-s 单位制），则导出的物理量单位分别为：
面积- mm^2；体积- mm^3；惯性矩- mm^4；速度-
mm/s；加速度- mm/s^2；密度- kg/mm^3；
力- kg·mm/s^2 = 10^(-3) N = mN；力矩- kg·mm^2/s^2 = 10^-3 N·mm = mN·mm；
应力、压力、模量等- kg/(mm·s^2) = kg·mm/s^2/mm^2 = 10^-3 MPa
= kPa。
基本物理量单位的不同，导出物理量的单位也不同。
实际工程中常用N 和Pa 或MPa 单位，而长度单位随模型的大小常取m 或mm，因此可以将上述物理量的单位进行换算，即采用长度、力和时间为基本物理量，然后导出其它物理量的单位，
这样仅质量和密度两个物理量。
质量的量纲为：力× 时间^2 / 长度，而密度单位为：力× 时间^2 / 长度4 如果取：长度- mm ；力- N；时间- s。
则：面积- mm^2；体积- mm^3；惯性矩- mm^4；速度- m/s；加速度- mm/s^2；力矩- N·mm；
应力、弹性模量、面压力- N/mm^2 = MPa；线分布力- N/mm；
质量- N·s^2/mm；密度- N·s^2/mm^4
例如以钢材为例，设其密度为7800 kg/m^3，质量为100 kg，弹性模量为2.1×10^11 Pa，利用牛顿定义1N = 1kg·m/s^2换算如下：
木薯干密度：7800 kg/m^3 = 7800×(1/1000N·s^2/mm)/(10^9 mm^3) = 7.8×10^-
9 N·s^2/mm^4
100 kg 质量：100 kg = 100×(1/1000N·s^2/mm) = 0.1 N·s^2/mm。
弹性模量：2.1×10^11 Pa = 2.1×10^5 MPa。
在ANSYS 中经常用到关于角度的设置，如三角函数SIN、COS、TAN 的角度输入，反三角函数ASIN、ACOS、ATAN、ATAN2 中的角度输出，及角度测量函数ANGLEK 和ANGLEN 的角度输出等，这些输入和输出角度在ANSYS 中缺省情况下均采用弧度（rad），可以采用*AFUN函数设置为度（°），以便运算和操作。该命令仅对上述函数有作用，对建模中采用的角度不起作用。
命令：*AFUN,Lab
其中：Lab 为设置单位的参数。
如Lab=RAD（缺省），则输入角度和输出角度的单位采用弧度（rad）；
如Lab=DEG 则输入角度和输出角度的单位采用度（°）；
如Lab=STAT 则显示角度单位的状态。
示例：
pi=acos(-1) ! 得到PI=3.1415926
a1=sin(pi/6) ! 得到A1=SIN(π/6)=0.5
*AFUN,DEG ! 设置角度的输入输出单位为度
pi1=acos(-1) ! 得到PI1=180
a2=sin(30) ! 得到A2=sin(30°)=0.5登船梯
3．频率的单位
ANSYS 模态分析结果之一是模态频率，其单位为Hz (即1/s)，也就是常说的工程频率。而频率或圆频率的单位为rad/s。
椭圆与椭球在几何建模中虽然用的不多，但由于其较为特殊，这里主要介绍椭圆线、椭圆面、旋转椭球和椭球的几何建模方法与技巧。
1. 椭圆线与椭圆面
设椭圆的标准方程为：
创建椭圆的核心是建立一个局部坐标系，该局部坐标系定义椭圆Y 轴半径与X 轴半径之比，如LOCAL 和CSWPLA 命令等：
示例：
finish $/clear
/prep7 $a=5 $b=2 ! 进入前处理，并定义a 和b 参数
cswpla,12,1,b/a ! 根据当前工作平面定义局部柱坐标系，且Y 轴半径与X 轴半径之比为b/a
杀螺剂>液压冷却系统
k,1,-a $k,2,a $l,1,2 ! 创建关键点和椭圆线
csys,0 $lsymm,y,all ! 激活总体直角坐标系，对称创建线
nummrg,kp $al,all ! 消除重合关键点，并由线创建面。该椭圆面可以进行布尔运算
2. 旋转椭球面和椭球体
设椭球面或体的标准方程为
当为旋转面或体时命令流如下：
finish $/clear
/PREP7 $A=5 $B=2 !进入前处理，并定义a和b参数
CSWPLA,12,1,B/A !定义局部柱坐标系，Y轴半径与X 轴半径之比为b/a
K,1,-A $K,2,A $L,1,2 !创建关键点和椭圆线
CSYS,0 $arotat,1,,,,,,1,2,,8 !激活总体直角坐标系，旋转线创建椭球面
!该椭球面可以进行布尔运算，例如切分等运算。
!--------------------------------------------------------------------------------------------- !创建旋转体命令流如下：
身份证保护
finish $/clear
/prep7 $a=5 $b=2 ! 进入前处理，并定义a 和b 参数
cswpla,12,1,b/a ! 定义局部柱坐标系，Y 轴半径与X 轴半径之比为b/a
k,1,-a$k,2,a $l,1,2 ! 创建关键点和椭圆线
csys,0$L,1,2 $AL,ALL ! 激活总体直角坐标系，创建直线，并由线创建面
vrotat,1,,,,,,1,2 ! 旋转面创建椭球体
! 该旋转椭球体也可以进行布尔运算。
3. 任意椭球面和椭球体
设椭球标准方程同上，且a，b，c 互不相等。创建该椭球体或面也可有多种方法，如可采用直接创建椭球体法、由蒙皮创建体等。
但是直接创建椭球体法不能进行布尔运算。蒙皮创建的椭球体可以进行布尔运算，进而可创建更复杂
的模型。例如直接法创建1/8 椭球体及全椭球的命令
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