布尔建模用GLUE还是OVLAP?

这两天在论坛里发现不少新人对布尔建模有异议,虽然ANSYS中布尔运算有一些需要注意的事项,不过或许在建模过程中使用粘接和搭接两种命令时,仍然令许多同学费解。这里我结合一个例子,简单做一些说明,如果你有补充意见,欢迎在下面给我留言。

问题的提出:如下图所示,建立一个T形梁(或者理解为主梁与次梁搭接的部分),然后对齐划分网格。

容易想到的建模方式:

1.建立两个长方体,分别为V1(由图中v1、v2、v3组成),和V2(即图中的v4),V1和V2通过glue粘接成整体;

2.建立四个长方体,分别为图中所示的v1、v2、v3、v4,通过glue粘接成整体;

3.在XOY平面(图中默认竖直向上为Z轴正方向)绘制T梁的截面,而后通过Vdrag等命令,由面拉伸成体;

4.建立两个长方体,分别为V1(由图中v1、v3组成),和V2(由图中的v2、v4组成),二者通过glue粘接成整体(体和体之间公共部分默认被删除,故无重复元素);

5.建立两个长方体,分别为V1(由图中v1、v3组成),和V2(由图中的v2、v4组成),二者通过vovlap搭接命令连接成整体,公共部分变为新的单独元素。

 

可以看出,无论以上哪种方式,均能顺利地完成模型的建立。但,在接下来的网格划分过程中,其中一些方式建立的模型可能会报出“拓扑关系错误”,这是为什么呢?

仔细观察上面五种方式,前四种方法建立的T梁实际上是“一个整体”,而第五种方法建立的T梁可看做由四个长方体组成——问题就出现在这里。

映射网格划分体元素,所谓的拓扑条件,主要有两条:一则是每个小单元必须为六面体;二则为小单元的空间尺寸不能相差太大。如果划分网格的时候计算准确,在体元素转角处(图中画圆圈表示的地方)网格线与实体边界线吻合(图中蓝线),则的确没有任何问题。否则,譬如图中红线所示,则可能出现某个体中出现7个以上的面,这就是导致拓扑关系错误的缘由。当然,调整网格位置是可行的解决办法,不过个别时候网格是不好改动的,此时就只能使用搭接了。

 

总结:本质上,运用各种布尔运算均可达到目的,问题就在于具体问题的具体分析上。譬如本例中的这种相对复杂实体,如果在建模之初就将其处理成若干个简单元素的组合,就会大大提高后续操作的工作效率。

长河

在曾经的博客时代,是“首个桥隧工程领域独立博主”,目前是一名默默耕耘的普通高校教师。一家之言,仅供参考,未必成熟、绝不权威。

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