ANSYS16.1结构分析工程实例：几何修正技巧

ANSYS提供了一种复杂几何模型的操作方法——布尔操作，利用布尔操作可进行模型的相交、相加、相减、分割、粘合、叠合及分离，使得创建复杂模型的工作量大为降低。 

1.布尔操作设置 

在进行布尔操作之前，需进行总体设置，其命令流及GUI（界面操作）操作如下： 

Command：BOPTN 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Settings 

执行上述的GUI操作后，出现Boolean Operation Settings对话框，如图1-5所示，其中KEEP Keep input entities？的默认选项为No，表示在进行布尔操作之后，初始实体都将被删除；当用户将该选项定义为Yes时，则程序在进行布尔操作之后，将保留初始实体。例如，两条线段在进行相加操作之后，默认情况下将得到1条线段，但如果将KEEP Keep input entities？选项设置为Yes，则将得到3条线段，其中包含2条初始线段和1条生成线段。NWARN If operation has no effect的默认选项为Give warning msg，表示在进行布尔操作时，如果由于误操作等原因没有响应，则程序给出警告信息；当用户将该选项设置为No messages时，则程序此时不会给出警告及提示信息；当用户将该选项设置为Give error msg时，则程序此时将给出错误提示。该对话框中的其余选项一般采用默认值。 

图1-5 布尔操作设置对话框

注意：上述是布尔操作的总体设置，在具体的布尔操作的设置为默认选项时起作用；但当用户对布尔操作的选项进行了设置，即不再是默认值时，要以当前布尔操作的设置为准。 

提示：布尔操作之后生成新实体的编号一般从现有同类型实体编号的基础上加1开始，如现有5条线段、1个面，则经布尔操作之后生成新的线段的编号从6开始，面编号从2开始。 

 技巧：可通过执行Utility Menu︱PlotCtrls︱Numbering命令，出现Plot Numbering  Controls对话框后，将相应的实体编号显示选项从Off状态激活为On状态来显示实体的编号，如图1-6所示。 

图1-6 编号显示控制对话框

技巧：对于关键点、线段及面，通过执行上述命令后，其编号可以在ANSYS显示窗口直接观察到，但对于体而言，其编号一般不易直接观察到，此时可通过执行Utility  Menu︱List︱Volume命令来显示其详细信息。 

2.相交操作 

相交操作的含义是将两个或多个实体相交后取其交点、交线、交面及重合部分的实体，剩余的实体则在此操作之后被删除。它包括普通相交（Common intersect）和对交（Pairwise  intersect）两种情况，二者的主要区别体现在多个实体（3个或3个以上）相交操作上，普通相交操作在多个实体相交时取其公共区域，而对交操作在多个实体相交时取每两个实体相交的公共区域。另外，普通相交操作可以在不同类型实体之间进行，如线与面、线与体、面与体的相交，而对交操作只限于同类实体之间。下面分别以命令流、GUI（界面操作）及图形显示方式分类进行介绍。 

（1）线与线相交 

线段普通相交： 

Command：LINL 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Intersect︱Common︱Lines 

多条线段对交： 

Command：LINP 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Intersect︱Pairwise︱Lines 

图1-7是线段普通相交后的结果，图1-8是3条线段对交后的结果。 

图1-7 线段普通相交

图1-8 3条线段对交

（2）面与面相交 

面的普通相交： 

Command：AINA 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Intersect︱Common︱Areas 

多个面对交： 

Command：AINP 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Intersect︱Pairwise︱Areas 

图1-9是面普通相交后的结果，图1-10是3个面对交后的结果。 

图1-9 面普通相交

图1-10 3个面对交

（3）体与体相交 

体的普通相交： 

Command：VINV 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Intersect︱Common︱Volumes 

多个体对交： 

Command：VINP 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Intersect︱Pairwise︱Volumes 

图1-11是体普通相交后的结果，图1-12是3个体对交后的结果。 

图1-11 体普通相交

图1-12 3个体对交

（4）线与面相交 

Command：LINA 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Intersect︱Line with Area 

图1-13是线与面相交后的结果。 

图1-13 线与面相交

注意：ANSYS只允许1条线段与1个面相交。 

（5）面与体相交 

Command：AINV 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Intersect︱Area with  Volume 

图1-14是面与体相交后的结果。 

注意：ANSYS只允许1个面与1个体相交。 

（6）线与体相交 

Command：LINV 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Intersect︱Line with  Volume 

图1-15是线与体相交后的结果。 

图1-14 面与体相交

图1-15 线与体相交

注意：ANSYS只允许1条线段与1个体相交。 

3.相加操作 

相加操作的含义是将两个或多个实体合并后生成1个新的实体，包括线线相加、面面相加与体体相加。下面分别以命令流、GUI（界面操作）及图形显示方式分类进行介绍。

（1）线与线相加 

Command：LCOMB 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Add︱Lines 

图1-16是线段相加后的结果。 

图1-16 线段相加 

注意：执行该操作的线段必须具有共同的端点。线段与线段相加会出现上述两种结果，即相加后生成1条新的线段，原有的线段被删除（若该线段附属于某个面，则不能被删除），或相加后生成1条新的线段，同时保留原有的线段，程序默认为第1种情况。 

提示：若执行线段相加操作之后，原线段被删除，则新生成的线段的编号为原线段中的最小编号。 

（2）面与面相加 

Command：AADD 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Add︱Areas 

图1-17是面相加后的结果。 

图1-17 面相加

（3）体与体相加 

Command：VADD 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Add︱Volumes 

图1-18是体相加后的结果。 

图1-18 体相加

4.相减操作 

相减操作的含义是从1个实体上删除和另外1个实体重合的部分后生成1个或多个新的实体，包括线线相减、面面相减与体体相减。下面分别以命令流、GUI（界面操作）及图形显示方式分类进行介绍。 

（1）线与线相减 

Command：LSBL 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Subtract︱Lines 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Subtract︱With Options︱Lines 

图1-19是两条线段相减（L₁-L₂）后的结果，图1-20是3条线段相减（L₁+L₂-L₃）后的结果。 

图1-19 两条线段相减

图1-20 3条线段相减

（2）面与面相减 

Command：ASBA 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Subtract︱Areas 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Subtract︱With Options︱Areas 

图1-21是两个面相减（A₁−A₂）后的结果，图1-22是3个面相减（A₁+A₂−A₃）后的结果。 

图1-21 两个面相减

图1-22 3个面相减 

（3）体与体相减 

Command：VSBV 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Subtract︱Volumes 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Subtract︱With Options︱Volumes 

图1-23是体相减后的结果。

图1-23 体相减

5.分割操作 

分割操作的含义是用1个实体将另外1个实体分割后生成2个或多个新的实体，包括用线分割线、用线分割面、用面分割线、用面分割面、用面分割体、用体分割线、用体分割面、用工作平面分割线、用工作平面分割面、用工作平面分割体、将线段分割为n份。下面分别以命令流、GUI（界面操作）及图形显示方式分类进行介绍。 

（1）用线分割线 

Command：LSBL 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Line by Line 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Line by Line 

图1-24是用线分割线（L₁−L₂）后的结果，图1-25是用线分割两条线[（L₁&L₂）−L₃）]后的结果。 

（2）用线分割面 

Command：ASBL 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Area by Line 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Area by Line 

图1-24 用1条线分割1条线

图1-25 用1条线分割两条线

图1-26是用线分割面后的结果。 

图1-26 用线分割面

（3）用面分割线 

Command：LSBA 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Line by Area 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Line by Area 

图1-27是用面分割线后的结果。 

图1-27 用面分割线

提示：由于进行布尔操作之前存在5条线段（线段L₁和面A₁上的4条线段），因此经布尔操作之后生成新的线段的编号从L₆开始。 (https://www.xing528.com)

（4）用面分割面 

Command：ASBA 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Area by Area 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Area by Area 

图1-28是用面分割面（A₁-A₂）后的结果。 

图1-28 用面分割面

（5）用面分割体 

Command：VSBA 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Volume by  Area 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Volume by Area 

图1-29是用面分割体后的结果。 

图1-29 用面分割体

（6）用体分割线 

Command：LSBV 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Line by Volume 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Line by Volume 

图1-30是用体分割线后的结果。 

图1-30 用体分割线

注意：线段L₂和体V₁的前端面不在同一个平面内。 

（7）用体分割面 

Command：ASBV 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Area by  Volume

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Area by Volume 

图1-31是用体分割面后的结果。 

图1-31 用体分割面

提示：1个圆柱体包含4个面，再加上原有的面A1，新生成面的编号应为A6。 

（8）用工作平面分割线 

Command：LSBW 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Line by  WrkPlane 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Line by WrkPlane 

图1-32是用工作平面分割线后的结果。 

图1-32 工作平面分割线

注意：用工作平面分割实体后得到的新实体编号从原实体的最小编号开始。 

（9）用工作平面分割面 

Command：ASBW 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Area by  WrkPlane   

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Area by WrkPlane 

图1-33是用工作平面分割面后的结果。 

图1-33 工作平面分割面

（10）用工作平面分割体 

Command：VSBW 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱Volume by  WrkPlane 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Devide︱With Options︱Volume by WrkPlane 

图1-34是用工作平面分割体后的结果。 

图1-34 工作平面分割体

6.叠合操作 

叠合操作的含义是将两个或多个实体相交后以其交点、交线及交面为边界，将原有实体分为三个或多个新实体。它包括线段叠合、面叠合及体叠合3类。下面分别以命令流、GUI（界面操作）及图形显示方式分类进行介绍。 

（1）线段叠合 

Command：LOVLAP 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Overlap︱Lines 

图1-35是线段叠合后的结果。 

（2）面叠合 

Command：AOVLAP 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Overlap︱Areas 

图1-36是面叠合后的结果。 

图1-35 线段叠合 

图1-36 面叠合

（3）体叠合 

Command：VOVLAP 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Overlap︱Volumes 

图1-37是体叠合后的结果

图1-37 体叠合

7.粘合操作 

粘合操作的含义是将两个或多个独立实体进行粘合，得到新的实体具有共同的交点、交线及交面，它包括线段粘合、面粘合及体粘合3类。下面分别以命令流、GUI（界面操作）及图形显示方式分类进行介绍。 

注意：进行粘合操作的实体必须具有同位置重合的关键点、线或面。 

（1）线段粘合 

Command：LGLUE 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Glue︱Lines 

图1-38是线段粘合后的结果。 

图1-38 线段粘合

（2）面粘合 

Command：AGLUE 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Glue︱Areas 

图1-39是面粘合后的结果。 

图1-39 面粘合

（3）体粘合 

Command：VGLUE 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Glue︱Volumes 

图1-40是体粘合后的结果。 

图1-40 体粘合 

注意：粘合操作后生成新实体的编号不同于其他布尔操作，应以实际操作为准。 

8.分离操作 

分离操作的含义是将两个或多个实体分开以得到更多新的实体，它包括线段分离、面分离及体分离3类。分离操作和叠合操作得到的结果类似。下面分别以命令流、GUI（界面操作）及图形显示方式分类进行介绍。 

（1）线段分离 

Command：LPTN 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Partition︱Lines 

图1-41是线段分离后的结果。 

图1-41 线段分离 

（2）面分离 

Command：APTN 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Partition︱Areas 

图1-42是面分离后的结果。 

（3）体分离 

Command：VPTN 

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Partition︱Volumes 

图1-42 面分离

图1-43是体分离后的结果

图1-43 体分离

9.布尔操作后实体的显示 

在布尔操作之后，一般需要对所生成的新实体进行显示，以便让操作者判断是否生成了需要的图形。ANSYS具有列表显示及图形显示两种显示功能，下面分别以命令流、GUI（界面操作）方式分类进行介绍。 

（1）显示关键点 

Command：KLIST（列表显示） 

GUI：Utility Menu︱List︱Keypoint︱Coordinates Only 

GUI：Utility Menu︱List︱Keypoint︱Coords+Attributes 

GUI：Utility Menu︱List︱Keypoint︱Hard Points 

Command：KPLOT（图形显示） 

GUI：Utility Menu︱Plot︱Keypoints︱Keypoints 

GUI：Utility Menu︱Plot︱Keypoints︱Hard Points 

（2）显示线段 

Command：LLIST（列表显示） 

GUI：Utility Menu︱List︱Lines 

Command：LPLOT（图形显示） 

GUI：Utility Menu︱Plot︱Lines 

（3）显示面

Command：ALIST（列表显示）

GUI：Utility Menu︱List︱Areas

Command：ADGL（列表显示退化的面）

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Show Degeneracy︱List Degen Areas

Command：APLOT（图形显示）

GUI：Utility Menu︱Plot︱Areas

Command：APLOT（图形显示退化的面）

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Show Degeneracy︱Plot Degen Areas

（4）显示体

Command：VLIST（列表显示）

GUI：Utility Menu︱List︱Volumes

Command：VDGL（列表显示退化的体）

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Show Degeneracy︱List Degen Volus

Command：VPLOT（图形显示）

GUI：Utility Menu︱Plot︱Volumes

Command：VPLOT（图形显示退化的体）

GUI：Main Menu︱Preprocessor︱Modeling︱Operate︱Booleans︱Show Degeneracy︱Plot Degen Volus