第3章 ANSYS12.0 DesignModeler幾何模型
3.1 ANSYS12.0 DesignModeler幾何模型
創建設計模型是產品研發處理的第一步，也是核心內容。CAD模型通常不會考慮CAE分析的需要，DesignModeler是它們之間的橋梁。DesignModeler全參數化實體建模，基于ANSYS12.0 Workbench，提供適用于有限元計算的建模功能，包含具體模型創建，CAD模型修復，CAD模型簡化以及概念化模型創建功能。
工程流程圖中建立幾何模型是通過DesignModeler（以下簡稱DM）程序實現的。DM的功能主要用于建立和編輯幾何模型，由于它采用特征描述，參數化的實體設計方法，因此可以很方便的構造2D草圖和3D實體模型，以及載入3D CAD模型用于后續的工程分析。對于沒有使用過參數化實體建模的初學者來說，DM是極為易學易用的，而對于有經驗的使用者而言，DM也提供將各種2D草圖轉換為3D實體模型的功能。
DM幾何模型主要關注以下四個基本方面:
1. 草圖模式：包括創建二維幾何體工具，這些二維草圖為3D幾何體創建和概念建模作準備。
2. 3D幾何體：將草圖進行拉伸、旋轉、表面建模等操作得到的幾何體。
3. 幾何體輸入：直接導入CAD模型進入DM并對其進行修補，使之適應有限元網格劃分。
4. 概念建模：用于創建和修補直線和表面實體使之能應用于創建梁和殼體。
3.1.1 DesignModeler用戶界面
從組件系統【Component Systems】中將【Geometry】拖入工程流程圖區域【Project Schematic】，選擇【Geometry】?【New Geometry】進入DesignModeler程序窗口，如圖3-1。
圖3-1 調入幾何模型組件
DesignModeler用戶界面類似于大多數特征建模軟件，見圖3-2。菜單和工具條可以接受使用者輸入的命令，主菜單文件操作【File】，3D建模【Creat】，線體及面體的概念建模【Concept】，建模工具【Tools】，窗口視圖管理【View】，幫助信息【Help】。
圖3-2 DesignModeler用戶界面
工具條可以根據用戶要求放置在任何地方也可以自行改變其尺寸，基本工具條包括常用命令按鈕，如新建、保存、模型導出、抓圖等，以及目標選擇方式按鈕如點選、線選、面選、體選等。視圖工具條上的命令按鈕可以激活鼠標操作目標對象，如旋轉、平移、縮放、聚焦等見圖3-3。工作平面工具條可以用來設置工作平面和定義草圖。3D建模工具條提供三維建模的各種命令按鈕，如拉伸【Extrude】、旋轉【Revolve】、掃掠【Sweep】、蒙皮【Skin/Loft】等。
圖3-3 視圖工具條命令
導航樹【Tree Outline】區域顯示整個建模流程中的所有特征操作，模型的變化跟隨特征操作的改變。導航樹下每個分支命令的詳細描述及設置都顯示在詳細信息窗口【Details View】。圖形窗口【Graphics】顯示當前模型狀態，狀態欄區域顯示當前模型的狀態提示。
3.1.2 選擇過濾器及案例
選擇命令
選擇工具條命令見圖3-4
圖3-4 選擇工具條命令
功能介紹
激活選擇過濾器【Select】可以進行特征選取，完成最初的選擇后，圖形窗口左下角的選擇窗格用來選擇被遮蓋的線、面等幾何元素，其中每個待選方塊代表一個幾何元素，方塊的顏色和裝配體零件顏色相配，見圖3-5。
用戶可以通過工具條的選擇方式按鈕選擇對象，單選【Single Select】或框選【Box Select】，相鄰選擇則用于選取相鄰的面或邊。
圖3-5特征選取
案例演示
下面用實例演示選擇過濾器中各個命令用法：
1. 【Componet Systems】?【Geomety】拖入【Project Schematic】中。
2. 【Project Schematic】中，鼠標右鍵選擇【Geomety】?【Import Geometry】?【Browse】輸入文件resistance.x_t，見圖3-6。
圖3-6 導入幾何文件
3. 【Project Schematic】中，鼠標右鍵選擇【Geomety】?【Edit】進入DesignModeler程序窗口。
4. DM中關閉單位選擇窗口，鼠標點擊【Generate】按鈕，點擊視圖工具條的各個視圖按鈕顯示模型，參見圖3-7。
圖3-7顯示模型
5. 點取選面按鈕，【BoxSelect】框選面如圖3-8。
圖3-8 框選面
提示：
框選時，拖動鼠標從左到右將選擇完全在選擇框中的對象，從右到左將選擇包含或經過選擇框的對象，選擇框邊框的識別符號有助于用戶確定正在使用的是那種拾取模式。
6. 單選模式【Single Select】?選擇面?【Extend to Adjacent】，選擇相鄰面結果如圖3-9。
圖3-9 選擇相鄰面
7. 單選模式【Single Select】?選擇面?【Extend to Limits】，選擇相鄰擴展面結果如圖3-10。
圖3-10 選擇相鄰擴展面
8. 單選模式【Single Select】?選擇面?【Flood Blends】，選擇相鄰倒圓面結果如圖3-11。
圖3-11 選擇相鄰倒圓面
9. 單選模式【Single Select】?選擇面?【Flood Area】，選擇所有相鄰面結果如圖3-12。
圖3-12 選擇所有相鄰面
3.1.3 長度單位
開始一個新的設計模型之前會出現一個長度單位對話框，以選擇需要的長度單位，默認單位為米【Meter】，也可以選擇厘米【Centimeter】、毫米【Millimeter】、微米【Micrometer】、英寸【Inch】或英尺【Foot】如圖3-13。
圖3-13 長度單位
3.1.4 草圖模式
DesignModeler主要包含2個基本操作模式，2D草圖【Sketching】和3D建模【Modeling】，在2D草圖模式中，提供畫圖【Draw】、修改【Modify】、尺寸定義【Dimensions】、約束【Constraints】、設置【Settings】 5個工具用于創建2D草圖。3D建模中，利用草圖輪廓創建特征模型，DesignModeler中，使用特征可以分割實體以提高網格質量，或者加入印記面以施加局部載荷。建立新模型一般是從草圖開始。
下文中將以案例演示方式創建草圖，對其中涉及的概念及命令在案例中加以解釋。
3.1.4.1 平面和草圖及案例
平面和草圖工具條說明見圖3-14，DM草圖首先定義繪制草圖的平面，然后在所希望的平面上繪制或識別草圖。一個新的DM交互對話中在全局直角坐標系原點有三個默認的正交平面(XY, ZX, YZ)，可以根據需要定義原點和方位創建平面，也可以通過使用現有幾何體作參考平面創建和放置新的工作平面，一個平面可以和多個草圖關聯，構建平面的六種類型見表3-1.
圖3-14 平面和草圖工具條
表3-1 構建平面的六種類型
構建平面命令 說明
From Plane 基于另一個已有面創建平面
From Face 利用已有幾何體表面創建平面
From Point and Edge 用一點和一條直線的邊界定義平面
From Point and Normal 用一點和一條邊界方向的法線定義平面
From Three Point 用三點定義平面
From Coordinates 通過鍵入距離原點的坐標和法線定義平面
案例演示：
從組件系統【Component Systems】中將【Geometry】拖入工程流程圖區域【Project Schematic】，保存文件DM1-Sketch.wbpj，選擇【Geometry】?【New Geometry】進入DesignModeler程序窗口，開始草圖過程如下（見圖3-15）：
1. 選擇【XYPlane】
2. 創建新平面【New Plane】
3. 導航樹顯示新平面對象【Plane4】
4. 構建平面的六種類型(見表3-1)，【Plane4】屬性設置：【Type】?【From Plane】，平面變換【Transform 1】?【Offset Z】;偏移距離【FD1】=10m
5. 【Generate】生成平面
??提示：這并非創建草圖的必要步驟
6. 將草圖放到平面中，草圖用來創建3D幾何體。選擇新建草圖按鈕，在激活平面上新建草圖【Sketh1】,新草圖放在樹形目錄中與其相關平面的下方。可以通過導航樹或下拉列表激活草圖，保存文件。
圖3-15 生成草圖
提示:
下拉列表僅顯示以當前激活平面為參照的草圖。平面和草圖的詳細視圖【Details View】控制著基本操作，用鼠標右鍵點擊【Transform】可以迅速完成選定平面的變換，一旦選擇了
變換, 將出現附加屬性選項,允許鍵入偏移距離, 旋轉角度, 旋轉軸等更多的控制參數，多種平面變換方式見圖3-16。
圖3-16 平面變換選擇方式
3.1.4.2 繪制草圖及案例
繪圖命令說明見圖3-17
1. 接上例，選中草圖【Sketh1】，切換到草圖標簽【Skething】開始繪制草圖
2. 選擇矩形命令【Rectangle】
3. 按照狀態條的提示操作:：將光標定位，單擊鼠標按住并拖動,在圖形區域繪制矩形，松開鼠標創建一個矩形。
4. 選擇畫圓命令【Circle】
5. 按照狀態條的提示操作，選擇圓心位置，坐標原點出現“P” (點約束) 標志，拖放鼠標以獲得圓。見圖3-18，保存文件。
圖3-18 繪制草圖
3.1.4.3 草圖標注及案例
DM包括一個完整的標注工具箱，見圖3-19，除了可以逐個標注尺寸之外，還可以進行半自動標注，半自動標注循環鏈給出待標注的尺寸的選項，直到模型完全約束或用戶選擇退出自動模式，單擊鼠標右鍵按鈕跳出或結束此項功能。
用鼠標右鍵單擊【General】標注工具可以迅速標注所有主要的標注工具。【Move】功能可以修改尺寸放置的位置。【Animate】用來瀏覽對所選定尺寸的動態變化。
【Display】可以顯示尺寸的具體數值或尺寸名稱。編輯尺寸功能，選擇待修改的尺寸，然后在詳細列表窗口鍵入新值即可完成修改，或用鼠標右鍵菜單彈出選項也可以快速進行尺寸編輯。 圖3-19 草圖尺寸標注命令
案例演示（見圖3-20-圖3-21）
1. 接上例，選擇【Dimensions】標簽選項
2. 選擇命令【Dimensions】?【General】
3. 分別點擊圖形區的矩形外邊框，拖放鼠標，得到矩形邊長的尺寸標注
4. 選擇命令【Dimensions】?【Horizontal】
5. 點擊圖形區的矩形短邊和Y軸中心線，拖放鼠標，得到矩形短邊到中心線的水平尺寸標注
6. 選擇命令【Dimensions】?【Vertical】
7. 點擊圖形區的矩形長邊和X軸中心線，拖放鼠標，得到矩形長邊到中心線的垂直尺寸標注
8. 選擇命令【Dimensions】?【Radius】
9. 點擊圖形區的圓，拖放鼠標，得到圓半徑尺寸標注
10. 【Details View】?【Dimensions: 5】顯示當前尺寸名稱及數值
11. 編輯【Details View】?【Dimensions: 5】各個尺寸數值
12. 選擇【Dimensions】?【Display】?【Value】中打勾
13. 顯示修改尺寸及數值
14. 選擇【Dimensions】?【Edit】
15. 點擊水平尺寸H12
16. 編輯【Details View】?【Details of H12】名稱和數值:Horizontal=hor1, Value=10m
17. 同樣修改別的尺寸見圖3-22，保存文件。
圖3-20 草圖尺寸標注A
圖3-21 草圖尺寸標注B
圖3-22 草圖尺寸標注C
3.1.4.4 草圖約束及案例
草圖約束命令如圖3-23，詳細信息窗口可以顯示草圖約束的詳細情況，約束可以通過自動約束產生也可以由用戶定義，選中定義的約束后用【Delete】鍵即可刪除約束，
草圖實體還用顏色顯示當前的約束狀態:
鳧藍色: 未約束，欠約束
藍色: 完整定義的
黑色: 固定
紅色: 過約束
灰色: 矛盾或未知
圖3-23 草圖約束命令
提示:
如果一個草圖沒有在空間內固定，則開始草圖中的線是鳧藍色的,表明沒有約束，即使在標注后這些線也是欠約束，此時加入尺寸約束固定該草圖，則草圖定義完整，所有的線為藍色。如果加入過多的尺寸或約束使草圖成為過約束，則草圖模式下過約束線為紅色。如圖3-24
一個矛盾約束的示例為灰色線。 如圖3-25是一個矛盾約束， 這里定義圓弧的半徑為5, 然而已給出的豎直尺寸為15，顯然無法在維持現有尺寸的情況下將2條水平線和圓弧連接起來。
圖3-24 顏色顯示約束狀態
圖3-25 矛盾約束示例
3.1.4.5 編輯草圖及案例
Modify工具箱有許多編輯草圖的工具，見圖3-26，一些功能如倒圓角、倒角等是顯而易見的，GUI底端的狀態條可以實時顯示每一個功能的提示。下文將主要闡述一些無法從名稱上直接看出功能的命令。
1、 分割【Split】命令
【Split】命令用于分割邊線，案例操作如圖3-27，其相關命令解釋如下：
【Split Edge at Selection】：缺省選項，表示在選定位置將一條邊線分割成兩段，但指定邊線不能是整個圓或橢圓，要對整個圓或橢圓做分割操作, 必須指定起點和終點的位置。
【Split Edges at Point】：用點分割邊線: 選定一個點后,所有過此點的邊線都將被分割成兩段。
【Split Edge at all Points】：用邊上的所有點分割: 選擇一條邊線,它被所有通過的點分割。
【Split Edge into n Equal Segments】：將線n 等分: 先在編輯框中設定n 值,然后選擇待分割的線，n 最大為100。
案例演示
1) 接上例，選擇【Modify】?【Split】
2) 選擇邊線之前，在圖形區選擇鼠標右鍵選項，選擇邊等分n段命令【Split Edge into n Equal Segments】
3) 在【Modify】?【Split Equal Segments】中設置n=8
4) 在圖形區選擇圓，圓被分割成8段，保存文件。
圖3-27 分割操作
提示
【Split】命令對草圖蒙皮【Skin/Loft】是非常有用的，【Split】線操作對將要進行的劃分網格和或加入邊界條件操作也很有用。
2、 拖曳【Drag】
用光標可以拖曳一個點或一條邊。可以在使用拖曳【Drag】功能前預先選擇多個實體，模型如何變化取決于所選定的內容、所加的約束和尺寸。
3、 剪切【Cut】、拷貝【Copy】和粘帖【Paste】命令:
【Cut】+【Paste】或【Copy】+【Paste】用于移動或復制對象，案例操作如圖3-28，鼠標右鍵粘貼操作點選項命令解釋如下：
【End / Set Paste Handle】：指定粘貼點位置
【End / Use Plane Origin as Handle】：指定粘貼點在平面原點
【 End / Use Default Paste Handle】：將第一條線的起始點作為粘貼點
【Rotate by +/- r Degrees】： 正向旋轉+或反向旋轉- r 度
【Flip Horizontally / Vertically】：水平或垂直翻轉
【Scale by Factor f or 1/f】：放大f 倍或縮小1/f
【Paste at Plane Origin】：在平面原點粘貼
【Change Paste Handl】：修改粘貼點
【End】：結束
案例演示
1) 接上例，選擇【Modify】?【Copy】
2) 選擇框選【Box Select】
3) 圖形區選擇對象：圓
4) 圖形區點擊鼠標右鍵，設置粘帖點為圓中心【End / Use Plane Origin as Handle】
5) 選擇【Modify】?【Paste】，設置縮放比例f=0.5
6) 圖形區點擊鼠標右鍵，選擇比例縮放【Scale by Factor f 】
7) 移動鼠標到矩形左端，點擊鼠標
8) 圖形區點擊鼠標右鍵，選擇結束【End】，保存文件。
圖3-28 草圖復制
提示： 完成【Copy】后，可以進行多次粘帖操作，可以從一個草圖復制后粘帖到另一個草圖，在進行粘帖操作時可以改變粘帖操作點.
4、 復制【Replicate】命令:
【Replicate】命令和【Copy】＋【Paste】命令等效，選取其中一個【End】選項后, 再次單擊【Replicate】鼠標右鍵就變成了粘貼功能右鍵。
5、 移動【Move】命令
【Move】命令和【Replicate】命令相似，但操作后選取的對象移動到一個新的位置而不是被復制。
6、 偏移【Offset】命令
可以從一組已有的線和圓弧偏移相等的距離來創建一組線和圓弧，原始的一組線和圓弧必須相互連接構成一個開放或封閉的輪廓。選擇邊，然后在鼠標右鍵彈出菜單中選擇“結束選擇/ 設定偏移” 。用光標位置設定一下三個值：偏移距離、偏移側方向、偏移區域。如果按照指定的偏移方向和偏移距離操作，選定的曲線的一部分將被破壞或相互交叉，那么光標的所在位置將決定偏移曲線的哪一個區域將被保存下來，示例如圖3-29。
圖3-29 草圖偏移命令
3.1.4.6 草圖援引及案例演示
草圖援引【Instance】命令
草圖援引用來復制源草圖并將其加入到目標面中，復制的草圖和源草圖始終保持一致,也就是說復制對象隨著源對象的更新而更新。
提示
草圖援引中的邊界是固定的，不能通過草圖操作進行移動、編輯或刪除。
基準草圖中改變時，援引草圖將被更新。
源草圖所在的面必須在目標面之前創建，援引的草圖不能放在XY平面前。
草圖援引可以像正常草圖一樣用于生成其他特征，但不能作為基準草圖被其他草圖援引。
案例演示：
從組件系統【Component Systems】中將【Geometry】拖入工程流程圖區域【Project Schematic】，保存文件DM2-Instance.wbpj，選擇【Geometry】?【New Geometry】進入DesignModeler程序窗口：
1) 【XYPlane】工作平面上創建草圖【Sketch1】。
2) 草圖1為帶中心圓孔的矩形，尺寸任意。
3) 選擇【ZXPlane】工作平面。
4) 鼠標右鍵選擇【Insert Skectch Instance】。
5) 選取所要援引的目標面。【Details View】?【Details of Sketch2】?【Base Sketch】=Sketch1，用【Apply/Cancel】按鈕選擇源對象。
6) 修改放置位置選項，草圖援引可以偏移,旋轉或按比例縮放，這里縮小一半：【Details View】?【Details of Sketch2】?【FD6，Scale】=0.5。
7) 點擊【Generate】按鈕完成草圖援引。
8) 生成縮小一半的草圖【Sketch2】如圖3-30顯示.
9) 【Extrude】特征拉伸草圖成實體，保存文件。
圖3-30 草圖援引
3.1.4.7 草圖技巧
提示與技巧
1) Ruler工具可以快捷的看到圖形的比例范圍。
2) 默認的設計模型是自動約束模式，自動約束可以在新的草圖實體中自動捕捉位置和方向，光標表示所施加的約束類型。
3) 當創建或改變平面和草圖時, 運用“Look At” 工具可以立即改變視圖方向，使該平面、草圖或選定的實體與你的視線垂直。
4) 用鼠標右鍵從圖形屏幕上點擊上下文菜單有時是必須的或者是更有效的。
5) 只有在草圖模式下才可以使用Undo/Redo按鈕進行撤銷/恢復操作。任何時候只能激活一個草圖。
6) GUI狀態條包括進行每一步操作的提示。
7) 一些操作要求用鼠標右鍵點擊完成!
3.1.5 3D實體模型
3.1.5.1 體和零件
DM中為便于建立有限元模型，將幾何模型分為三種不同體類型如圖3-31：
實體：由表面和體組成
面體： 由表面但沒有體組成
線體：完全由邊線組成，沒有面和體
體在DM中呈現激活和凍結兩種狀態：
圖3-31 三種體類型
激活狀態：體可以進行常規的建模操作
修改(不能被切片)，激活體在導航樹中顯示為藍色， 體在導航樹中的圖標取決于它是實體、表面、 還是線體類型。
凍結狀態: 體凍結可以將零件切片【Slice】分割成不同部分，為數值模擬分析中裝配建模提供不同選擇的方式，凍結體中只能使用“切片”操作，用凍結特征【Freeze】可以將所有的激活體轉到凍結狀態,選取體對象后用解凍特征【Unfreeze】可以激活單個體，凍結體在導航樹中呈現較淡的顏色。
1、 體抑制【Suppress Body】
抑制體不顯示在窗口中，抑制體既不能用于數值模擬也不能導出，如Parasolid (.x_t) 文件，抑制體在導航樹前面有一個“X”，如圖3-32。
1) 接上例，選擇第2個實體。
2) 體抑制：鼠標右鍵選擇【Suppress Body】
3) 圖形區體不再顯示該實體，保存文件。
圖3-32 體抑制
2、 多體零件
缺省時，DM將每一個體自動放入一個零件中，可以將多個體置于同一零件中，這些零件將作為含有多個體素的零件傳遞到數值模擬分析中，該命令可以描述為：選擇多個體，選命令【Tools】?【Form New Part】。
提示
只有在選擇體之后才可以創建新零件選項，同時不能處在特征創建或特征編輯狀態。
默認時，單體零件的裝配模型中，零件實體間接觸連接，每一個實體都獨立地劃分網格，節點不共享。
多體零件的裝配模型中，零件實體間無接觸，1個零件可以有多種材料實體，每個實體獨立劃分網格但實體間的關聯被保留。
?多體零件網格劃分案例演示
1) 接上例，生成的實體中選擇面體【Surface Body】和線體【Line Body】
2) 鼠標右鍵選擇生成新零件【Form
New Part】。
圖3-33A 生成多體零件
3) 工程流程圖中選擇【Geometry】?【Properties】。
4) 設置線體輸入選項：【Properties of Schematic A2: Geometry】?【Basic Geometry Options】?【Line Bodies】勾選。
圖3-33B 設置輸出線體
5) 機械分析模型組件【Mechanical Model】拖入工程流程圖。
6) 幾何模型設置共享:幾何組件中【Geometry】拖到機械模型中的【Geometry】。
7) 編輯分析模型:選擇【Mechanical Model】?【Model】?【Edit】。
圖3-33C 進入網格劃分環境
8) 機械分析模型中生成網格：選擇【Model】?【Mesh】，鼠標右鍵選【Generate Mesh】
9) 視圖顯示設置：【View】?【Thick Shells and Beams】取消勾選。
10) 導航樹中零件【Part4】由面體和線體組成。
11) 圖形區顯示網格模型，面體網格和線體網格共享連接節點。
12) 導航樹中兩個實體為各自獨立。
13) 圖形區顯示兩個實體網格模型各自獨立，實體交接處節點不共享，保存文件。
圖3-33D 多體零件網格劃分
3.1.5.2 3D特征
3D幾何特征命令可以從【Creat】下拉菜單獲得，命令及相關說明見表3-2，其生成包括兩個步驟：
1. 選擇特征并在詳細信息窗口指定細節
2. 生成【Generate】特征體
表3-2 3D特征操作命令及說明
3D特征操作命令及說明
拉伸
旋轉
掃掠
蒙皮
抽殼
固定半徑導圓角
變半徑導圓角
點導圓角
倒角
陣列
體操作
布爾操作
切片
面刪除
邊刪除
生成點
簡單幾何體-球體
簡單幾何體-塊體
簡單幾何體-平行六面體
簡單幾何體-圓柱體
簡單幾何體-圓錐體
簡單幾何體-棱柱體
簡單幾何體-棱錐體
簡單幾何體-圓環體
簡單幾何體-彎曲體
3.1.5.3 布爾操作及案例
對3D特征可以運用以下5種不同的布爾操作：
1. 添加材料【Add Material】: 創建材料并合并到激活體中。
2. 切除材料【Cut Material】: 從激活體上切除材料。
3. 切片材料【Slice Material】: 將凍結體切片，僅當體全部被凍結時才可用
4. 給表面添加印記【Imprint Faces】: 和切片相似, 但僅僅分割體上的面，如果需要
也可以在邊線上增加印記(不創建新體)。
5. 加入凍結【Add Frozen】: 和加入材料相似, 但新增特征體不被合并到已有的模型中，而是作為凍結體加入，線體不能進行切除, 印記和切片操作。
案例演示：
1. 草圖拉伸：
打開文件DM1sketch.wbpj，另存為文件DM3-Solid.wbpj，雙擊【Geometry】，進入DesignModeler程序窗口，
1) 選擇【Modeling】標簽選項。
2) 選擇要拉伸的草圖【Plane4】?【Sketch1】。
3) 在激活的草圖中選擇拉伸特征【Extrude】。
4) 默認布爾操作為添加材料【Details View】?【Operation】?【Add Material】，設置拉伸長度FD1=40m。
5) 點擊生成按鈕【Generate】。
6) 獲得拉伸3D模型，見圖3-34 。
圖3-34 草圖拉伸
2. 添加材料：
7) 選擇面。
8) 圖形區選擇上表面。
9) 生成新平面。
10) 導航樹選擇【Plane6】。
11) 生成新草圖【Sketch3】。
12) 切換草圖模式【Sketching】。
13) 繪制草圖如圖3-35所示平面中。
14) 切換到模型【Modeling】。
15) 選擇草圖【Sketch3】。
16) 拉伸草圖【Extrude】。
17) 拉伸屬性設置添加材料【Details View】?【Operation】?【Add Material】
18) 點擊生成按鈕【Generate】生成模型，由于體已經存在, 添加材料生成的對象會自動合并到幾何體中，如圖3-35。
圖3-35 添加材料
3. 加入冰凍體：
19) 選擇面
20) 圖形區選擇側表面
21) 生成新平面
22) 導航樹選擇【Plane7】
23) 生成新草圖
24) 選擇草圖【Sketch4】
25) 切換草圖模式【Sketching】
26) 繪制草圖如圖3-27所示六邊形。
27) 切換到模型【Modeling】
28) 拉伸草圖【Extrude】
29) 拉伸屬性設置添加冰凍【Details View】?【Operation】?【Add Frozen】
30) 設置拉伸長度FD1=30m
31) 點擊生成按鈕【Generate】
生成模型。
32) 生成新的冰凍實體。
33) 和添加材料操作相似，但產生的是各個獨立的體(或單個凍結體)，導航樹顯示2個實體，如圖3-36。
圖3-36 加入冰凍體
4. 加入印記面
34) 選擇面
35) 圖形區選擇卵形體側表面
36) 生成新平面
37) 導航樹選擇【Plane8】
38) 生成新草圖
39) 選擇草圖【Sketch5】
40) 切換草圖模式【Sketching】
41) 繪制草圖如圖3-37所示圓形。
42) 切換到模型【Modeling】
43) 拉伸草圖【Extrude】
44) 拉伸屬性設置加入印記面【Details
View】?【Operation】
?【Imprint Faces】
45) 點擊生成按鈕【Generate】生成模型，印記面操作將連續面進行分割，這使得在任意位置加入有限元邊界條件變得非常方便，如圖3-37。
5. 切除材料
46) 導航樹選擇【Plane8】
47) 生成新草圖
48) 選擇草圖【Sketch7】
49) 切換草圖模式【Sketching】
50) 繪制草圖如圖3-29所示矩形。
51) 拉伸草圖【Extrude】
52) 拉伸屬性設置切除材料【Details View】?【Operation】?【Cut Material】
53) 設置去除材料長度FD1=10m
54) 點擊生成按鈕【Generate】生成模型，如圖3-38。
圖3-37 加入印記面
圖3-38 切除材料
3.1.5.4 特征方向
激活特征，則特征屬性中方向和草圖平面有關，有些操作(如切除) 會自動改變，見圖3-39。
3.1.5.5 特征類型
特征延伸類型有如下幾種，見圖3-40：
圖3-40 特征延伸類型
1. 固定【Fixed】：固定界限將使草圖輪廓按指定的距離進行拉伸，特征預覽精確地顯示出創建特征后的情形。
2. 穿過所有【Through All】：將剖面延伸到整個模型，在添加材料操作中延伸輪廓必須完全和模型相交。
3. 到下一個【To Next】：在添加材料操作將延伸輪廓到所遇到的第一個面，在剪切、印記和切片操作中，將輪廓延伸至所遇到的第一個面或體。
4. 到面【To Faces】：可以延伸拉伸特征到有一個或多個面形成的邊界，對多個輪廓而言要確保每一個輪廓至少有一個面和延伸線相交否則導致延伸錯誤，“到面”選項不同于“到下一個”選項，到“下一個”并不意味著“到下一個面”, 而是“到下一個塊的體(實體或薄片)”，“到面”選項可以用于到凍結體的面。
5. 到表面【To Surface】：和到面選項類似, 但只能選擇一個面，延伸長度可以由到所選表面的下一個并且有可能是無約束的面所定義。
3.1.5.6 特征創建及案例
1、拉伸【Extrude】
1) 拉伸包括實體，表面和薄壁特征。屬性設置如圖3-41。
2) 創建表面要先選擇【As Thin/Surface】，然后內、外厚度設置為零。
3) 激活的草圖作為默認輸入，但可以通過在導航樹中選擇想要的草圖改變輸入。
4) 詳細列表菜單用來設定拉伸深度, 方向和布爾操作(添加、切除、切片、印記或加入凍結)
5) 點擊生成按鈕完成特征創建。
圖3-41 拉伸特征詳細信息設置
2、旋轉【Revolve】
1) 旋轉激活草圖創建3D幾何體，如圖3-42，從詳細信息窗口菜單中選擇旋轉軸，如果在草圖中有一條孤立(自由)的線，它將被作為缺省的旋轉軸。
2) 旋轉方向特性：
a) 正常：按基本對象的正Z方向旋轉。
b) 反向：按基本對象的負Z方向旋轉。
c) 雙向－對稱：在兩個方向上創建特征，兩個方向角度相同。
d) 雙向－不對稱：在兩個方向上創建特征，每一個方向角度不同。
3) 單擊生成按鈕完成特征創建。
圖3-42 旋轉特征詳細信息設置
案例演示：
1) 接上例，工具條選擇【Revolve】旋轉按鈕。
2) 設置要旋轉的草圖：【Details View】?【Details of Revolve】?【Base Object】=Sketch5。
3) 指定旋轉軸：圖形區選擇面體邊線。
4) 【Details View】?【Details of Revolve】?【Axis】中選【Apply】確認后出現【Selected】。
5) 設置旋轉角度：【Details View】?【Details of Revolve】?【FD1，Angle】=90。
6) 生成旋轉體：工具條中選擇【Generate】。
7) 旋轉體生成如圖3-43，保存文件。
圖3-43 旋轉特征操作
3、 掃掠【Sweep】
1) 實體、表面、和薄壁特征都可以通過沿一條路徑掃掠一個剖面創建。圖3-44 為掃掠特征詳細信息設置窗口。
2) 比例和圈數特征可用來創建螺旋掃掠
a) 比例：沿掃掠路徑逐漸擴張或收縮。
b) 圈數：沿掃掠路徑轉動剖面。負圈數要求剖面沿與路徑相反的方向旋轉，正圈數為逆時針旋轉。
3) 對齊：
a) 路徑相切：沿路徑掃掠時自動調整剖面以保證沿路徑的切線方向。
b) 全局：沿路徑掃掠時，不管路徑的形狀如何剖面的方向保持不變。
圖3-44 掃掠特征詳細信息設置窗口
螺旋掃掠案例演示：
1) 接上例，圖形區選擇軸對稱面。
2) 創建工作平面【Plane10】。
3) 【Plane10】中創建草圖【Sketch11】。
4) 草圖【Sketch11】中建立一根線作為掃掠路徑。
5) 同樣，選擇另一軸對稱面創建工作平面【Plane11】。
6) 【Plane11】創建草圖【Sketch12】。
7) 草圖【Sketch12】中建立一個圓作為掃掠輪廓。
8) 工具條中選擇掃掠命令【Sweep】，導航樹出現特征【Sweep6】。
9) 掃掠屬性設置：選擇掃掠輪廓【Details View】?【Details of Sweep6】?【Profile】=Sketch12。
10) 選擇掃掠路徑：【Details View】?【Details of Sweep6】?【Path】=Sketch11。
11) 選擇切除材料操作：【Details View】?【Details of Sweep6】?【Operation】=Cut Material。
12) 定義圈數確定的螺旋掃掠：【Details View】?【Details of Sweep6】?【Twist Specification】=Turns。
13) 定義螺旋圈數：【Details View】?【Details of Sweep6】?【FD5，Turns】=4。
14) 生成螺旋掃掠。
15) 圖形區顯示螺旋掃掠特征操作結果，如圖3-45。
圖3-45 螺旋掃掠
4、 蒙皮/放樣【Skin/Loft】
1. 從不同平面上的一系列剖面輪廓產生一個樣條面擬合的三維幾何體(必須選兩個或更多的剖面)。
a) 剖面可以是一個閉合或開放的環路草圖，或由表面得到的一個面。
b) 所有的剖面必須有同樣的邊數。
c) 不能混雜開放和閉合的剖面。
2. 草圖和面可以通過在圖形區域內點擊它們的邊或點。
3. 選取好足夠數量的剖面輪廓后，可以預覽選定的剖面和導引多邊形。
4. 導引多邊形是一段灰色的多義線，它用來顯示剖面輪廓的頂點如何相互連接的。
5. 蒙皮/放樣操作非常依賴鼠標右鍵彈出菜單的選項。
蒙皮/放樣實例:
從組件系統【Component Systems】中將【Geometry】拖入工程流程圖區域【Project Schematic】，保存文件DM4-Skin.wbpj，選擇【Geometry】?【New Geometry】進入DesignModeler程序窗口：
1) 選擇工作平面【XYPlane】。
2) 創建草圖【Sketch1】。
3) 繪制草圖為圓,直徑100mm。
4) 創建偏移工作平面【Plane4】，偏移【XYPlane】距離50mm。
5) 創建草圖援引【Sketch2】，其援引草圖【Sketch1】，比例0.5。
6) 如圖形區顯示中截面。
7) 創建偏移工作平面【Plane5】，偏移【XYPlane】距離80mm。
8) 創建草圖援引【Sketch3】，其援引草圖【Sketch1】，比例0.8。
9) 如圖形區顯示上截面。
10) 工具條選擇蒙皮命令【Skin/Loft】。
11) 選擇要蒙皮的所有草圖：按住CTRL 鍵，選取好每個草圖輪廓后，顯示灰色的引導線，鼠標右鍵彈出菜單用于引導線的修改，繼續通過所有的剖面，【Apply】確認后，【Details View】?【Details of Skin1】?【Profiles】=3 Sketches。
12) 【Generate】操作生成3D實體，見圖3-46,保存文件。
圖3-46 蒙皮/放樣
提示：鼠標右鍵彈出菜單中可以對引導線重新排列，排列方向出現差錯可能導致出現不可預知的形狀。
5、 抽殼【Thin/Surface】:
1. 抽殼特征有兩個明顯的用處：
a) 創建薄壁實體【Thin】
b) 創建簡化殼【Surface】
2. 詳細菜單中的選擇方式：
a) 刪除面【Face to Remove】： 所選面將從體中刪除。
b) 保留面【Face to Keep】： 保留所選面, 刪除沒有選擇的面。
c) 僅對體操作【Boldies only】： 只對所選體上操作不刪除任何面。
3. 將實體轉換成薄壁體或面時，可以采用以下三種方向中的一種偏移方向指定模型的厚度：向內，向外，中面。
提示
1) 創建面幾何體并非薄壁實體時， 必須將厚度屬性域設為零。
2) 如果所選面是表面體的一部分，則可以將【Thin/Surface】 特征的厚度設為> 0，這個操作可以對某個輸入的面增厚。
3) 中面選項：并非意味著中面抽取體是中空的。
案例演示：
1) 接上例，工具條中選擇抽殼命令【Thin/Surface】。
2) 屬性設置去除面：【Details View】?【Details of Thin1】?【Selection Type】=Face to Remove。
3) 圖形區選擇上表面。
4) 確認要去除的面：【Details View】?【Details of Thin1】?【Geometry】=Apply。
5) 抽殼成面體：【Details View】?【Details of Thin1】?【FD1，Thickness】=0
6) 選擇【Generate】生成抽殼特征。
7) 圖形區顯示結果。
8) 導航樹零件下由原來的實體【Solid】變成面體【Surface Body】見圖3-47，保存文件。
圖3-47 抽殼特征操作
6、圓角【Blend】
1) 固定半徑圓角【Fixed Radius】：
固定半徑圓角可以在模型邊界上創建圓角。選擇3D 邊或面用于圓角，如果面選將圓角面上的所有邊，在詳細列表菜單中可以編輯圓角半徑，點擊【Generate】完成特征。案例操作見圖3-48
圖3-48 固定半徑導圓角
2) 可變半徑圓角【Variable Radius】:
用詳細列表菜單可以改變每邊的起始和結尾的圓角半徑，也可以設定圓角間的過渡形式為光滑還是線性，點擊生成完成特征，創建更新模型，如圖3-49。
圖3-49 可變半徑導圓角
3) 頂點倒圓（Vertex Radius）
允許在面體和線體上的頂點導圓角，但頂點必須和兩條邊相連，圍繞頂點的幾何模型必須共面。
7、 倒角:
倒角特征用來在模型邊上創建平面過渡。
1) 選擇3D 邊或面來倒角，如果選擇的是面, 那個面上的所有邊緣將被倒角。
2) 面上的每條邊都有方向， 該方向定義右側和左側。
3) 可以用平面(倒角面)過渡的兩條邊的距離或距離(左或右)和角度來定義斜面。
4) 在詳細列表菜單中設定倒角類型包括設定距離和角度。
圖3-50 倒角特征操作
8、點特征
點特征可以使點相對面或邊的位置按尺寸放置。
1) 選取一組基準面和引導邊。
2) 選擇點分析類型:。
(1) 焊點:用于將裝配體中的分離的零件焊接在一起,僅那些成功匹配的點才能作為焊點傳到數值模擬中。
(2) 加載點：用于分析的“hard points” 節點，所有成功生成的點都可以傳到數值模擬中。
(3) 構造點：這類點不能夠傳到數值模擬中。
3) 從三種可能的點定義中選擇，每一種明確地定義了位置，如圖3-51：
(1) 單點【Single】： Sigma and Offset
(2) 根據間隔控制序列點【Sequence By Delta】： Sigma, Offset, Delta
(3) 根據數量控制序列點【Sequence By N】： Sigma, Offset, N, Omega
(4) 坐標點【From Coordinates File】：文本格式文件，類似于3D曲線。
參數【Sigma】：導引邊起始端和起始點之間的距離。
邊偏移【Edge Offset】：導引邊和基準面上點陣放置處之間的距離。
參數【Delta】：對于按間隔控制序列點【Sequence By Delta】選項，這項指的
是引導上測得的兩個連續點之間的距離。
N：放置的點數，與導引邊相關，在根據數量控制序列點【Sequence By N 】選項情況下使用。
參數Omega：對根據數量控制序列點【Sequence By N】 選項，這項是導引邊末端和末點之間的距離。
圖3-51 點特征參數示例
9、陣列特征【Pattern】
陣列特征可以以下列形式復制面或體，如圖3-52：
1) 線性(方向+ 偏移距離)。
2) 環形(旋轉軸+ 角度)：將角度設為0,系統會自動計算均布放置。
3) 矩形(兩個方向+ 偏移)。
提示： 對于面選定, 每個復制的對象實例必須和原始體保持一致，復制對象不能彼此接觸或相交，復制的總數= “Copies” + 1
圖3-52 陣列特征
3.1.5.7 3D實體建模案例——排氣裝置
創建一個排氣裝置如圖3-53主要操作： 建立草圖，草圖分割，工作面偏移，草圖援引，草圖投影，蒙皮/放樣，旋轉，抽殼及面體生成 。
圖3-53 排氣裝置模型
操作過程：
1. 組件窗口中將【Geometry】拖入工程流程圖，保存工程文件為DM5-exhaust.wbpj 。
2. 幾何組件命名exhaust。
3. 選擇幾何建模【Geometry】，鼠標右鍵選【New Geometry】如圖3-54
圖3-54 創建新的幾何模型
4. 在XY面上創建草圖【sketch1】
1) 在導航樹點擊【XYPlane】。
2) 工具條選新草圖 。
3) 切換到【Sketching】草圖選項，將在XY面上創建草圖。
4) 創建圖示圓，并將圓分割為8分，旋轉22.5 。
5) 設置圓半徑2.5cm，如圖3-55。
圖3-55 創建草圖1
5. 生成草圖【Sketch2】
1) XY平面Z軸平移2cm生成新平面【Plane4】
2) 插入草圖援引【Insert】>【Skech Instance】
3) 援引草圖設置：【Base Skeitch】
4) 縮放比例1.2倍：【Scale】=1.2
5) 如圖3-56
圖3-56 創建草圖2
6. 生成草圖【Sketch3】
1) XY平面Z軸平移7cm生成新平面【Plane5】
2) 建立草圖【Skech 3】
3) 繪制圖示圓角四邊形
4) 標注相關尺寸 ，如圖3-57
圖3-57 創建草圖3
7. 生成草圖【Sketch4】
1) XY平面Z軸平移9cm生成新平面【Plane6】
2) 插入草圖援引【Insert】>【Skech Instance】生成草圖【Sketch4】
3) 援引草圖設置：【Base Sketch】=Sketch3
4) 縮放比例1.2倍：【Scale】=1.2
5) 如圖 3-58
圖3-58 創建草圖4
8. 生成蒙皮特征
1) 工具條選擇蒙皮命令【Skin/Loft】
2) 顯示4個草圖輪廓，按順序同時選中圖中草圖黃色線段，提示引導線的方向
3) 選擇【Generate】
4) 生成蒙皮圖形
5) 導航樹顯示生成的蒙皮特征包含4個草圖輪廓，如圖3-59
圖3-59 創建蒙皮特征
9. 生成旋轉特征
1) 平面【Plane6】生成草圖【Sketch5】。
2) 【Sketch5】上畫旋轉軸線。
3) 體上表面生成平面【Plane7】>【Insert 】>【Sketch Projection】。
4) 選擇體上表面確認【Plane7】上建草圖【Sketch6】。
5) 選擇旋轉命令【Revolve】。
6) 旋轉面為【Sketch6】。
7) 旋轉軸為【Sketch5】中的線 。
8) 旋轉角為【Angle】=45
9) 【Generate】生成
10) 導航樹顯示生成旋轉特征，如圖3-60
圖3-60 創建旋轉特征
10. 生成抽殼特征
1) 選擇抽殼命令【Thin/Surface】
2) 設置面去除【Face to Remove】
3) 選擇圖形中上下兩個表面。
4) 設置零厚度【Thickness】=0
5) 【Generate】生成，如圖3-61，保存文件。
圖3-61 創建抽殼特征
3.1.6 概念建模及案例
【Concept】菜單中的特征用于創建和修改線體或表面體,這些體將變成有限元梁和板殼模型，可以用繪圖工具箱中的特征創建線或表面體，用來設計2D草圖或生成3D模型；也可以導入外部幾何體文件特征。概念建模工具命令如下表3-3：
表3-3：概念建模命令
【Concept】概念建模命令 說明 【Cross Section】橫截面
用點生成線體
用草圖生成線體
用邊生成線體
3D曲線
分割線體
用邊生成面體
用草圖生成面體
線體橫截面
3.1.6.1 創建線體及案例
1) 點生成線體【Line From Points】
點可以是任何2D 草圖點、3D 模型頂點或點特征點，一個點分段通常是一條連接兩個選定點的直線，該特征可以產生多個線體，這一點取決于所選點分段的連接性質。操作域允許在線體中選擇添加材料或添加凍結選擇。
2) 草圖生成線體【Line From Sketches】：基于草圖創建線體。
3) 邊生成線體【Line From Edges】：基于已有的2D和3D模型邊界創建線體。
4) 分割線體【Split Edges】：分割線體邊成段，用比例特性控制分割位置，如0.5等效于在一半處分割。
5) 橫截面【Cross Section】：橫截面作為一種屬性賦給線體，這樣就可以在有限元數值模擬中定義梁的屬性。
(1) DM中在草圖中描繪橫截面并通過一組尺寸控制橫截面的形狀。
(2) DM中可以自定義橫截面，不用畫出橫截面，而只需在詳細列表窗口填寫截面的屬性。
(3) DM中橫截面位于XY平面，定義橫截面對齊采用局部坐標系或橫截面的+Y方向，默認的對齊是全局坐標系的+Y 方向。
(4) DM中用有色編碼顯示線體橫截面的狀態:
a) 紫色: 線體未賦值截面屬性。
b) 黑色: 線體賦予了截面屬性且對齊合法。
c) 紅色: 線體賦予了截面屬性但對齊非法。
(5) 樹形目錄中的線體圖標有同樣的可視化幫助:
a) 綠色：有合法對齊的賦值橫截面。
b) 黃色：沒有賦值橫截面或使用默認對齊。
c) 紅色：非法的橫截面對齊用視圖菜單進行圖形化的截面對齊檢查。
圖3-62 線體圖標表示橫截面狀態
6) 選擇默認的對齊總是要修改橫截面方向,有2種方式可以進行橫截面對齊,選擇法或矢量法。任何一種方式都可以輸入旋轉角度或是否反向如圖3-63：
a) 選擇使用現有幾何體：邊、點等作為對齊參照方式。
b) 矢量方式法輸入相應的X, Y, Z 坐標方向。
圖3-63 修改橫截面方向
7) 橫截面偏移：將橫截面賦給一個線體后, 詳細列表窗口中允許用戶對橫截面進行偏移：
a) 質心：橫截面中心和線體質心相重合(默認)。
b) 剪力中心：橫截面剪力中心和線體中心相重合，提示質心和剪力中心的圖形顯示看起來是一樣的，但分析時使用的是剪力中心。
c) 原點：橫截面不偏移。
3.1.6.2 3D 曲線特征及案例
3D 曲線可用于：為概念建模定制曲線，建立特征時的基本對象
1. 創建3D 曲線：可以從現有模型點【Point Select】或者坐標(文本) 文件【From Coordinates File】。
2. 曲線通過鏈路上所有的點：所有點必須唯一的，曲線可能是開放的也可能是閉合的。
演示：
1. 接上例，選擇【Concept】?【3D Curve】
2. 選擇【Definition】?【Point Select】
3. 選擇已有模型上的點按住<CTRL> 鍵選擇多個點
4. 【Apply】確認選擇的4個點
5. 曲線可以是開放的也可以是閉合的， 產生的曲線通過所有選取的點，如圖3-64
圖3-64 創建3D曲線
提示：通過XYZ坐標的文本文件創建3D曲線，文本需要滿足一定的格式如圖，格式化文本文件，# 表示此行是注解，忽略空行，數據行包括5個數據域， 被空格或TAB鍵隔開，依次為組號(整數)， 點號(整數)，X 坐標，Y 坐標，Z 坐標，對于封閉曲線， 最后一行的點號應該是0，如圖3-65。
圖3-65 3D曲線文本文件格式
3.1.6.2 創建面體及案例
平面體是在XY面的表面體，在DM中創建的平面體用于進行2D 數值模擬，應用于平面應變、 平面應力、軸對稱，在數值運算上比3D模型高效的模型。3D曲面則用于數值模擬殼體模型。
1. 用邊生成表面體【Surface From Edges】
用線體邊作為邊界創建表面體，線體邊必須是沒有交叉的閉合回路，每個閉合回路都創建一個凍結表面體，回路應該形成一個可以插入模型的簡單表面形狀，如平面、圓柱面、圓環面、 圓錐面、球面和簡單扭曲面。
3-66 邊生成面體
提示：無橫截面屬性的線體能用于將表面模型連在一起，在這種情況下線體僅僅起到確保表面邊界有連續網格的作用。
2. 草圖生成面體【Surface From Sketches】
由草圖作為邊界創建面體，單個或多個草圖都是可以的，但基本草圖必須是不自相交叉的閉合剖面，可以選擇“添加” 或“加入凍結體” 操作。
3. 邊接合顯示【Edge Joints】
邊接合【Joint】就是將放在一起的面體以及概念模型中梁和表面相粘合，每當生成一個接合，從邊界生成線或從線特征生成表面時，DM就隱含地創建了邊接合，在視圖菜單中打開邊接合顯示【Edge Joints】選項就可以瀏覽邊連接：藍色表示邊接合包含在已正確定義的多體素零件中， 紅色表示邊接合沒有分組進同一個零件中。
圖3-67 邊接合顯示
3.1.7 高級工具及案例
【Tools】工具菜單給出用于數值模擬分析常用命令，見表3-4，其中一些命令及案例演示如下:
表3-4：高級工具菜單命令列表
命令 說明 修補命令Repair及說明
Freeze 冰凍 Repair Edges 小邊修補
Unfreeze 解凍 Repair Seams 縫隙修補
Named Selection 命名選擇 Repair Holes 孔洞修補
Attribute 屬性 Repair Sharp Angles 尖角修補
Mid-Surface 抽取中面 Repair Slivers 裂痕修補
Joint 接合 Repair Spikes 釘修補
Encolsure 包圍 Repair Face 碎面修補
Symmetry 對稱
Fill 填充 分析工具Analysis Tools及說明
Surface Extension 表面延伸 Distance Finder 檢測距離
Surface Patch 表面修補 Entity Information 實體信息
Surface Flip 表面翻轉 Bounding Box 邊界框
Solid Extensior 實體擴展 Mass Properties 質量屬性
Merge 合并 Fault Detection 默認檢測
Connect 連接 Small Entity Search 查找小體
Projection 投影
3.1.7.1 冰凍【Freeze】及案例
通常3D 實體特征操作如下:
1. 創建3D特征體(例如拉伸特征)
2. 通過布爾操作將特征體和現有模型合并: 加入材料, 切除材料，表面印記等
而冰凍特征【Freeze】的作用是構造模型歷程的隔離器，也就是在冰凍前創建的特征將變成冰凍體，冰凍特征之后，對任何特征所做的添加、去除、印記面材料操作都將忽略所有的冰凍體。
案例演示：
1) 打開文件DM5-exhaust.wbpj，另存為DM6-Frozent.wbpj，雙擊【Geometry】，進入DM環境，加入冰凍命令【Tools】?【Freeze】。
2) 導航樹在最后的特征處【Thin1】出現冰凍特征【Freeze1】。
3) 圖形區顯示冰凍面體。
4) 選擇工作面【Plane6】點擊鼠標右鍵插入草圖援引【Insert】?【Sketch Instance】建立新草圖【Sketch9】。
5) 草圖屬性：援引草圖【Details View】?【Details of Sketch9】?【Base Sketch】=Sketch3
6) 草圖屬性：草圖比例【Details View】?【Details of Sketch9】?【FD6，Scale】=1.2
7) 生成草圖【Sketch9】，如圖3-68。
圖3-68 創建冰凍體
8) 創建拉伸特征【Extrude2】
9) 拉伸特征屬性設置：【Details of Extrude2】?【Base Object】=Sketch9
10) 拉伸特征屬性：拉伸草圖【Details of Extrude2】?【Base Object】=Sketch9
11) 拉伸特征屬性：拉伸長度【Details of Extrude2】?【FD1，Depth】=5cm
12) 拉伸特征屬性：拉伸為面體【Details of Extrude2】?【As Thin/Surface】=Yes
13) 拉伸特征屬性：輸入厚度【Details of Extrude2】?【FD2，Inward Thickness】=0cm
14) 【Generate】生成拉伸面體如圖
15) 導航樹顯示兩個面體，前一個冰凍，后一個激活，如果沒有冰凍特征，則兩個面體將合并為一個面體，如圖3-69,保存文件。
圖3-69 創建薄壁拉伸
3.1.7.2 解凍【Unfreeze】
凍結是全局操作，解凍【Unfreeze】可以有選擇地移除對單個或多個體的凍結。
提示： 如果從CAD軟件中導入一個裝配體，DM將默認為裝配體是沒有凍結的分離零件，然而接下來的任何3D建模操作將合并裝配體中的任何相互接觸體，這些合并可以用凍結和解
凍工具避免。
3.1.7.3 命名選擇【Named Selection】
命名選擇【Named Selection】將一組實體組織在一個名字下，可以傳遞到數值模擬分析模塊中。
3.1.7.4 接合【Joint】
接合【Joint】將表面體接合在一起，以便在分析模塊中對其適當處理，可用于激活體或凍結體，拓撲結構可以共享網格或不共享成接觸區域。將共享拓撲設為【Yes】(缺省)，分析模型沿邊界的網格是連續的；將共享拓撲設為【No】則用接觸單元對邊/面的邊界進行建模，提示：表面/邊探測必須設為【Yes】。
3.1.7.5 包圍【Enclosure】及案例
包圍命令【Enclosure】沿體創建一個環繞區域以便于對場效應區進行數值模擬，如流體和電磁場等。可以使用塊體、 球體、柱體或自定義的形狀創建包圍體，夾層特性允許將包圍體邊界延伸至指定值但須> 0，可以將包圍應用于所有的體或僅對選定目標，合并特性可以對多體零件自動創建包圍體，確保劃分網格時原始零件和包圍體有公共節點。
1. 接上例，加入包圍特征【Tools】?【Enclosure】。
2. 導航樹顯示包圍特征【Enclosure1】。
3. 設置包圍體為球體：【Details View】?【Details of Enclosure1】?【Shape】=Sphere
4. 設置球體半徑：【Details View】?【Details of Enclosure1】?【FD1,Cushion】=10cm
5. 【Generate】生成。
6. 圖形區顯示球體包圍。
7. 導航樹選實體。
8. 圖形區顯示包圍的球體，如圖3-70，保存文件。
圖3-70 創建包圍區域
3.1.7.6 填充【Fill】及案例
填充命令【Fill】用于創建充滿內部空腔的實體，可在激活或凍結體中操作，但只能在實體中操作。該操作對大量的CFD應用軟件非常有用。填充可以通過指定空腔內部表面或創建封蓋面完成，見下面的案例演示：
1. 拖入【Geometry】到【Project Schematic】。
2. 調入填充模型文件：【Geometry】?【Import Geometry】=fill model.agdb，如圖3-71。
圖3-71 調入填充模型文件
3. 創建空腔表面填充：
1) 選擇填充命令：【Tools】?【Fill】
2) 選擇空腔內表面。
3) 確認選擇的表面【Details View】?【Details of Fill1】?【Faces】=Apply
4) 【Generate】生成特征。
5) 導航樹顯示出現2個實體，選擇空腔生成的實體。
6) 圖形區顯示內部實體，如圖3-72。
如圖3-72 創建空腔表面填充
4. 創建封蓋面填充：
1) 創建封蓋面：【Concept】?【Surface From Edges】。
2) 圖形區選擇邊。
3) 確認選擇的表面【Details View】?【Details of Surf1】?【Edges】=Apply。
4) 【Generate】生成表面特征。
5) 導航樹顯示出現2個面體，。
6) 生成填充特征【Fill3】。
7) 設置封蓋面填充【Details View】?【Details of Fill3】?【Extraction Type】=by Caps
8) 圖形區顯示填充后實體，如圖3-73。
圖3-73 創建封蓋面填充
3.1.7.7 抽取中面【Mid-Surface】與表面延伸【Face Extend】及案例
抽取中面【Mid-Surface】將實體模型轉化為面體，表面延伸【Face Extend】則在所選邊上創建表面延伸,延伸可以是固定或延伸到選定表面，使用DM表面模型工具實例演示如下:
1. 拖入幾何建模系統【Geometry】到工程流程圖【Project Schematic】。
2. 命名工程為Surface。
3. 選擇【Geometry】-【Import Geometry】-【Browse】加入文件MidSurfaceBracket.agdb。綠勾標記表明模型加載成功。
4. 保存工程文件。
5. 選擇【Geometry】-【Edit】如圖3-74。
圖3-74 調入幾何模型
6. 【DM】窗口中出現支座模型，該模型有兩個實體，前支架為一單獨實體，選擇【Generate】更新模型。
7. 使用抽取中面工具獲得實體中間截面的面體，如圖3-75，選擇【Tools】-【Mid-Surface】
8. 點擊面選過濾器。
9. 圖形區選擇面。
10. 選面小窗口，按住【Ctrl】鍵，也選擇被遮蓋的面。
11. 確認，【Details View】-【Face Pairs】-【Apply】。
圖3-75A 抽取中面
12. 前面只選擇一對面，需要增加其它的面對，設置選擇方法【Selection Method】=Automatic，
13. 實體面對之間的控制距離為【Minimum Threshold】=1mm。
14. 【Maximum Threshold】=2mm。
15. 自動查找匹配的面對追加到前面的面對【Find Face Pairs Now】=Yes，Add to Face Pairs
16. 現在生成11個面對【Face Pairs】=11。
圖3-75B 抽取中面
17. 選擇【Generate】更新模型
18. 需要刪除多余的面對，右擊鼠標【Midsurf】-【Edit Selections】。
19. 圖形區選擇多的面。
20. 圖形區右擊鼠標選擇【Remove Face Pairs】。
21. 選擇【Generate】更新模型。
22. 得到面體模型。
23. 前支架和支座需要用表面延伸命令連接起來，因此使用延伸工具延伸面體，如圖3-76，選擇【Tools】-【Surface-Extension】。
24. 圖形區選擇前支架邊。
25. 確認選擇邊：【DetailsView】-【Surface Extension Group 1】-【Edges】=Apply。
26. 所選邊延伸到表面：【Surface Extension Group 1】-【Extend】-【To Surface】。
27. 圖形區選擇要延伸到的面。
28. 確認目標面：【Surface Extension Group 1】-【Target Face】-【Apply】。
圖3-76A 創建表面延伸
29. 延伸前支架另一邊，增加新的延伸組，點擊鼠標右鍵【Surface Extension Group 1】-【Add
New Extension Group】。
30. 圖形區選擇前支架另一邊。
31. 確認選擇邊：【DetailsView】-【Surface Extension Group 2】-【Edges】=Apply
32. 所選邊延伸到表面：【Surface Extension Group 2】-【Extend】-【To Surface】。
33. 圖形區選擇要延伸到的面。
34. 確認目標面：【Surface Extension Group 2】-【Target Face】-【Apply】。
35. 選擇【Generate】更新模型。
36. 輸出幾何模型，【File】-【Export】-Surface.agdb 。
圖3-76B 創建表面延伸
3.1.7.8 切片【Slice】
當模型完全由冰凍體組成時才可以使用切片【Slice】,切片有兩個選項:
1. 用平面切片： 選定一個面并用此面對模型進行切片操作
2. 切開表面：在模型中選擇表面，DM將這些表面切開，然后就可以用這些切開的面創建一個分離體
詳細原文，詳見附件：
詳細原文，詳見附件：ANSYS_12.0_Workbench-熱分析教程.pdf
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