Рис. 10.3. Панель Boundary Creation

В этой панели в списке Object type следует оставить тип создаваемого объекта Polyline (альтернативой является область - объект типа region). Далее следует нажать кнопку ОК.

После закрытия панели в командной строке появляется запрос на указание внутренней точки замкнутого профиля: Select internal point: (Укажите внутреннюю точку), и после указания этой требуемой точки (на рис. 10.2 зона, обозначенная Г) следуют сообщения об определении границ создаваемого объекта:

Selecting everything... Selecting everything visible... Analyzing the selected data... Analyzing internal islands...

Далее следует запрос на указание новой внутренней точки: Select internal point:. Если новая точка не указывается, а пользователь отказывается от дальнейшего выбора, появляется сообщение: BOUNDARY created 1 polyline (Командой BOUNDARY создана 1 полилиния) и созданный объект появляется на экране.

Пользователь может одновременно указать не одну, а все четыре области. В этом случае будут созданы четыре полилинии, необходимые для дальнейшей работы.

Создание тела вращения производится командами выпадающего меню Design -> Solids - Revolve или из командной строки (revolve).

После этого в командной строке появляется сообщение: Current wire frame density: ISOLINES=4 (Текущее число меридиональных линий, определенное системной переменной ISOLINES = 4).

Далее следует запрос на указание объекта для последующего разворачивания в твердое тело: Select objects: (Укажите объект), после выбора нужного объекта - сообщение: / found (Один выбран), запрос на указание следующего объекта: Select objects: (теперь можно отказаться от дальнейшего выбора) и запрос на указание оси вращения: Specify start point for axis of revolution or define axis by [Object/X (axis)/Y (axis)]: (Укажите начальную точку для определения оси вращения или определите ось по [объекту/оси Х/оси Y]); поскольку в качестве оси вращения была выбрана именно ось Y, с клавиатуры достаточно указать опцию у и нажать

клавишу Enter. Далее следует запрос на указание угла разворота полилинии вокруг оси: Specify angle of revolution <360>: (Укажите угол разворота <По умолчанию 360°>). Для полного разворота достаточно нажать клавишу Enter.

В результате проделанных операций требуемый объект типа solid появляется на экране.

Следующим шагом является создание нового твердотельного объекта - выступа на корпусе (при этом считается, что полилиния для его формирования уже имеется). Этот твердотельный объект также создается командой revolve, но в качестве его оси вращения используется не ось Y глобальной системы координат, а ось самого выступа, указываемая двумя точками, лежащими на ней.

Далее аналогично создается внутренняя полость выступа. После этого можно приступать к размножению выступов и их полостей массивом. В данном случае создаются и обрабатываются сразу несколько твердотельных объектов (выступы и полости), а не по одному, как указано выше. Конечно, при желании пользователь может несколько изменить порядок работы с данными объектами.

Сделать это можно следующим образом. Производится переход во фронтальную систему координат AutoCAD, после чего выступы и их полости размножаются круговым массивом. Переход во фронтальную систему координат осуществляется командами выпадающего меню Assist - Orthographic UCS - Front или из командной строки (Ucs).

В командной строке после этого появляются сообщения:

Current ucs name: *WORLD *

Enter an option [New/Move/orthoGraphic/Prev/Restore/Save/Del/Apply/?/World] <World>: g

Enter an option [Top/Bottom/Front/BAck/Left/Right]<Top>: f (то есть команда Ucs с опциями guf).

В этой системе координат производится размножение построенных выступа и полости круговым мас-

сивом. Построение кругового массива производится командами выпадающего меню Modify - Array... или из командной строки (Array).

После вызова этой команды на экране появляется панель Array (рис. 10.4). В данной панели при создании кругового массива требуется:

включить переключатель Polar Array (по умолчанию включен Rectangular

Array); Рис. 10.4. Панель Array

указать координаты точки центра кругового массива Center point в полях X: и¥:;

список Method: (способ построения массива) можно оставить по умолчанию, то есть массив будет строиться по числу копий (включая исходный объект) и полному углу Total number of items & Angle to fill:;

в поле Total number of items: следует указать число копий (включая исходный объект) - в данном случае 4;

в поле Angle to fill: (угол, внутри которого строится массив) оставить 360°. После нажатия кнопки Select objects можно указывать объекты, которые будут

подвергнуты размножению. При этом панель временно исчезает и в командной строке появляется запрос на выбор объектов: Select objects:, после чего требуется указывать размножаемые объекты. После отказа от дальнейшего выбора панель восстанавливается на экране и в ней требуется нажать кнопку ОК.

Затем создана возможность объединения части твердотельных объектов (большой исходной крышки и четырех выступов) и вычитания из них четырех полостей.

Объединение твердотельных объектов производится командами выпадающего меню Modify -* Solid Editing -* Union или из командной строки (union). Затем в командной строке появляются запросы на выбор объектов: Select objects:, после чего указанные объекты будут объединены.

Вычитание твердотельных объектов производится командами выпадающего меню Modify - Solid Editing -* Subtract или из командной строки (Subtract). После вызова этой команды надо указать сначала твердотельные объекты, из которых будет производиться вычитание. Поэтому сначала следует запрос: Select solids and regions to subtract from... (Укажите твердые тела или области, из которых производится вычитание), а далее: Select objects: (Укажите объект). После выбора таких объектов и отказа от дальнейшего выбора следует запрос на указание вычитаемых объектов: Select solids and regions to subtract... (Укажите вычитаемые твердые тела или области) и Select objects: (Укажите объект).

После указания всех требуемых объектов и отказа от дальнейшего выбора требуемый объект построен.

Следует помнить, что описанный порядок объединения и вычитания объектов нарушать нежелательно, иначе части стенки исходной крышки, попавшие внутрь полости выступов, не будут удалены из окончательной твердотельной модели.

После всех описанных операций корпусная деталь получает такой вид, как на рис. 10.5, на котором видно, что

внутрь крышки корпуса выступают фрагменты выступов. Эти фрагменты необходимо удалить из твердотельной модели.

Для этого профиль, представленный на рис. 10.2 цифрой 2, разворачивается в твердое тело, а потом полученное твердое тело вычитается из формируемой крышки. После этого оставшиеся фрагменты выступов уничтожаются.

Далее следует к модели добавить галтели.

Рис. 10.5. Вид корпусной детали в процессе создания

Из выпадающего меню построение галтели вызывается следующим образом: Modify - Fillet или из командной строки (fillet).

Предварительно следует установить радиус галтели. Поэтому после сообщений: Current settings: Mode - TRIM, Radius = 0.00 (Текущий набор: вид = обрезка, радиус = 0) и Select first object or [Polyline/Radius/Trim]: (Выберите первый объект или [Полилиния/Радиус/Обрезка]) следует указать опцию выбора г (указать радиус). После этого последует запрос: Specify fillet radius <0.00>: (Укажите радиус галтели). В ответ на него требуется с клавиатуры указать радиус галтели 20 мм (или иной, по желанию пользователя).

Далее снова следует запрос: Select first object or [Polyline/Radius/Trim]:, после которого следует указать ребро, на которое будет уложена галтель, и снова: Enter fillet radius <20.00>: (здесь следует отказаться от выбора). После этого появляется еще один запрос, очень важный при построении галтелей на ребрах, образованных пересечением нескольких поверхностей. В случае если выбралось не все ребро, а только часть его, после запроса: Select an edge or [Chain/Radius]: следует ввести с клавиатуры букву с (то есть опцию по цепочке ) и указать следующий участок того же ребра.

Система выдаст сообщение: 2 edge(s) selected for fillet (2 ребра выбрано для галтели). После этого создается требуемая галтель.

В результате всех проведенных действий корпусная деталь приобретает такой вид, как на рис. 10.6.

Существует и другой способ построения модели корпусной детали. Этот способ отличается типом построения выступов и их полостей, с учетом того, что выступ представляет собой усеченный конус с углом наклона образующей к основанию 15°, а полость является комбинацией цилиндров.

В данном случае можно построить базовую осе-симметричную деталь, вы-ступы и впадины - как ци- Рис. 10.6. Корпусная деталь, построенная

линдры и конусы, а затем средствами AutoCAD

создать окончательную

модель путем применения булевых операций. Вид окончательной модели будет абсолютно таким же, как показано на рис. 10.6.

Создание геометрической модели корпусной детали средствами Autodesk Mechanical Desktop

Создание расчетной модели средствами Autodesk Mechanical Desktop также можно проводить несколькими способами.

Рис. 10.7. Плоские сечения корпусной детали, необходимые для формирования модели

Первый способ практически аналогичен описанному выше для комплекса AutoCAD и воспроизводит все, проделанное в предыдущем разделе.

Предварительной операцией по построению модели является создание плоских сечений будущей детали. Необходимые для этого линии показаны на рис. 10.7, где цифрами обозначены:

1 - профиль базового тела;

2 - профиль внутренней полости;

3 - ось вращения для профиля 1;

4 - профиль выступа;

5 - полость выступа.

Дальнейшая последовательность действий аналогична описанной в разделе о цилиндрическом косозубом зубчатом колесе (см. главу 9) и поэтому имеет несколько сокращенный в соответствующих частях вид:

1. Вызов команды создания нового параметрического тела - осуществляется из выпадающего меню в виде Part - Part - New Part или из командной строки amdt new part. После присвоения индивидуального имени объекту это имя появляется в панели Desktop Browser.

2. Создание эскиза исходного тела вращения - осуществляется командами выпадающего меню Part - Sketch Solving - Profile или из командной строки amprofile. Далее в командной строке следуют запросы: Select objects for sketch: (Выберите объекты для эскиза). Затем следует указать полилинию, показанную на рис. 10.7 под цифрой 1, после чего появятся сообщение- 1 found (1 объект выбран) и следующий запрос: Select objects for sketch:. Теперь требуется указать линию 3 (ось вращения), система выдаст сообщение: 1 found, 2 total (1 объект выбран, всего 2) и снова Select objects for sketch:, затем следует отказаться от дальнейшего выбора. Последуют сообщения: Computing... и Solved under constrained sketch requiring 17 dimensions or constraints (В эскизе установлено 17 размеров или закреплений) и Computing... После этого в панели Desktop Browser появляется новый объект - составная часть параметрического тела Profllel.

3. Построение тела вращения (см. в главе 9) - в панели Desktop Browser появляется объект RevolutionAnglel.

4. Создание эскиза выступа - производится аналогично описанному выше, в пункте 2. В результате этой операции в панели Desktop Browser появляется объект Profile2.

5. Формирование выступа - аналогично созданию первого тела вращения, в появляющейся панели, но в списке Operation следует установить опцию Join (Добавить), как это показано на рис. 10.8. В панели Desktop Browser появляется объект RevolutionAngle2.

Создание эскиза полости - аналогично описанному выше Влечет за собой появление в панели Desktop Browser объекта Profile3 Создание полости - аналогично описанному выше, как и для выступа Разница по сравнению с созданием выступа заключается в том, что в списке Operation сле-

Рис 10 8 Панель Revolution

дует установить опцию Cut (Вырезать) В панели Desktop Browser появляется объект Revolution Angle 3

8 Переход во фронтальную систему координат - производится командами выпадающего меню Assist - Orthographic UCS - Front или из командной строки (Ucs с опциями g и f)

9 Создание в новой пользовательской системе координат новой плоскости эскиза - производится командами выпадающего меню Part - New Sketch Plane или из командной строки (amskpln)

После вызова команды на экране появляется изображение создаваемой плоскости эскиза, показанное на рис 10 9

В командной строке появляется запрос Select work plane, planar face orfworldXy/ worldYz/worldZx/Ucs]: (Укажите рабочую плоскость, плоскую грань или [мировые оси XY/мировые оси YZ/ мировые оси ZX/пользовательская система координат]) В данном случае можно выбрать требуемый объект, плоскость или установить эту плоскость по текущей пользовательской системе координат (опция и)

Далее следуют сообщения Computing... и Plane=UCSw запрос Select edge to align X axis or [Flip/ Rotate/Origin] <Accept>: (Укажите ребро для выравнивания оси X или [Повернуть ось Z в противоположную сторону/Вращать оси координат X и Y вокруг оси Z/Устано-вить точку начала координат] < По умолчанию принять показанную плоскость эскиза>) Здесь достаточно отказаться от дальнейшего выбора

Плоскость эскиза

панель Pattern (рис 10 10) В поле Instances следует указать число элементов массива После нажатия кнопки требуемый массив элементов построен, в списке объектов в панели Desktop Browser появляются два новых объекта рабочая ось WorkAxisl и круговой массив PolarPatternl Кроме того, появляется новый слой АМ WORK, в который помещается рабочая ось

11 Переход в исходную (мировую) систему координат и установка плоскости эскиза в плоскости XY мировой системы координат

12 Создание эскиза внутренней полости (профиль под

цифрой 2 на рис 10 7) рис ю 10 Панель Pattern

13 Формирование внутренней

полости корпусной детали (объект RevolutwnAngle4)

14 Создание галтелей в требуемых местах (объекты типа Fillet с соответствующими номерами)

После этого твердотельная параметрическая модель корпусной детали имеет вид точно такой же, как показано на рис 10 6

Существует и еще один способ создания твердотельной параметрической модели Этот способ отличается от описанного выше особенностями формирования выступа и его полости Разница состоит в том, что выступ формируется не вращением профиля, а выдавливанием эскиза, представляющего собой окружность

Альтернагавой построению плоскости эскиза является построение рабочей плоскости (объекта Work Plane), которая будет отображена и в панели Desktop Browser В данном случае в создании такого объекта нет необходимости

10 Размножение выступов массивом - производится из выпадающего меню командами Part -> Placed Features - Polar Pattern или из командной строки amdt polarpattern После этого в командной строке появляются запросы Select features to pattern: (Укажите объекты для размножения) - в данном случае следует указать выступ, Select features to pattern or [liSt/Remove] <Accept>: (Укажите объекты для размножения или [Просмотр объектов/ новый выбор объектов]<По умолчанию принять выбранные>) - в данном случае следует указать полость А также последуют сообщение Valid selections: work point, work axis, cylindrical edge/face (Возможный выбор оси массива рабочая точка, рабочая ось, круглое ребро или грань) и запрос Select rotational center: (Укажите центр вращения), после которого нужно указать ребро исходного осесимметричного тела (объекта RevolutionAnglel)

Далее на экране появляется

Создание исходного осесимметричного тела производится так же, как и для предыдущего случая (см. выше пункты 1-3). Далее приведена последовательность действий пользователя, также разбитая по пунктам:

1. Создание окружности, расположенной в плоскости этого торца, центр которой совпадает с торцом выступа, диаметр равен диаметру торца выступа. У пользователя, знакомого с системой AutoCAD, затруднений возникнуть не должно (подсказка: перейти в пользовательскую систему координат, у которой создаваемое отверстие лежит в плоскости XY).

2. Создание плоскости эскиза, соответствующей торцу выступа (см. выше).

3. Создание эскиза из окружности (объект Profile!).

4. Выдавливание круглого эскиза до поверхности существующего тела - производится командами выпадающего меню Part - Sketched Features - Extrude... или из командной строки (amextrade).

После этого на экране появляется панель Extrusion (рис. 10.11), где следует в списке Operation указать опцию Join (Добавить), в поле Draft angle: установить угол раствора создаваемого конуса в 15° (или какой-то еще, по выбору пользователя), а в списке Туре: раздела Termination указать опцию Face (то есть выдавливать профиль до поверхности).

После указания всех необходимых опций и нажатия кнопки ОК панель закрывается, а в командной строке появляется запрос: Select face: (Укажите поверхность тела), после чего требуется указать, до какой поверхности (грани) выдавливается профиль эскиза. Далее следует служебное сообще- Рис. 10.11. Панель Extrusion

ние: Computing... В результате требуемый объект появляется на экране, а в панели Desktop Browser появляется новый объект ExtrusionToFacel.

5. Построение полости выступа как совокупности отверстий - производится командами выпадающего меню Part - Placed Features - Hole... или из командной строки (amhole).

После вызова команды на экране появляется панель Hole (рис. 10.12), в которой требуется установить следующие опции:

включить переключатель mm;

в списке Termination: (Ограничения) выбрать Through (Сквозное);

в списке Placement (Расположение) выбрать Concentric (Концентрическое; в данном контексте - по оси выступа);

в поле Diameter: указать диаметр отверстия.

После нажатия кнопки ОК панель исчезает, а в командной строке появляется запрос: Select work plane, planar face or [worldXy/ world Yz/worldZx/ UcsJ: (Выберите рабочую плоскость, плоскую грань или [мировые оси XY/ мировые оси YZ/ мировые оси ZX/ Пользовательская система координат]), после чего Рис. 10.12. Панель Hole требуется указать

торец выступа. Далее следуют сообщение: Computing... и запрос: Select concentric edge: (Укажите кольцевое ребро). Затем требуется указать ребро торца выступа. После повторения служебного сообщения:

Computing... Computing... Computing...

требуемое отверстие построено, а в панели Desktop Browser появляется новый объект Holel.

Далее следует запрос на указание места расположения следующего отверстия: Select work plane, planar face or [worldXy/worldYz/worldZx/Ucs]:, после появления которого нужно отказаться от дальнейшего выбора.

6. Построение второго отверстия для окончательного формирования полости выступа - требуется провести несколько предварительных работ:

перенести точку начала пользовательской системы координат в центр внутреннего торца полости;

построить по этой системе координат новую плоскость эскиза;

построить в этой точке новый объект - рабочую точку {Work Point).

Все это придется проделать, потому что иначе полость выступа будет сформирована одним отверстием и не будет соответствовать исходному чертежу. Построение рабочей точки производится командами выпадающего меню Part - Work Features - Work Point или из командной строки (Amworkpt).

После этого в командной строке следует предупреждение: Workpoint will be placed on the current sketch plane (Рабочая точка будет помещена в текущую плоскость эскиза), потом - запрос: Specify the location of the workpoint: (Укажите место для рабочей точки) и сообщение: Computing...

Затем рабочая точка изображается на экране, а в панели Desktop Browser появляется новый объект WorkPointl. Далее снова вызывается команда построения отверстия, но в панели Hole следует установить опции, как показано на рис. 10.13.

К.А.Басов. ANSYS в примерах и задачах

В оттеке Placement следует установить опцию On Point (В точку).

После нажатия кнопки ОКъ командной строке появляется запрос: Select work point for the hole location: (Укажите рабочую точку для помещения отверстия). Далее на экране появляется стрелка, показывающая направление

будущего отверстия, рис -j q. 13. Панель Hole при базировании отверстия в точке а в командной строке - запрос: Specify

direction or [Flip/Accept] <Accept>: (Укажите направление или [Развернуть в обратную сторону/Принять] <По умолчанию принять>). Ввод с клавиатуры символа /позволит развернуть отверстие в противоположном направлении.

После установки направления, в котором строится отверстие, появляется служебное сообщение: Computing.... Затем строится отверстие, в панели Desktop Browser появляется новый объект Hole2, а в командной строке - новый запрос на указание рабочей точки для следующего отверстия: Select work point for the hole location:, после которого следует отказаться от дальнейшего выбора. Итак, требуемая полость сформирована.

7. Размножение выступа и полости массивом. Выступ и оба отверстия размножаются одновременно, при помощи одной команды. В панели Desktop Browser появляются два новых объекта: рабочая ось WorkAxisl и круговой массив PolarPatternl.

8. Построение галтелей (см. выше)

В результате требуемая твердотельная параметрическая модель является окончательно построенной и имеет вид, аналогичный показанному на рис. 10.6.

Создание расчетной модели корпусной детали средствами ANSYS

Модель, переданная в препроцессор МКЭ ANSYS посредством формата ACIS (файл *.sat), имеет такой вид, как на рис. 10.14.

После импорта твердотельной модели требуется провести следующие операции:

1. Определить тип конечного элемента (рекомендуется Solid95).