2.1 DesignModeler基础

DesignModeler 简称 DM，是 ANSYS Workbench 的几何建模平台。DM 类似于其他的CAD软件，在强大的绘制2D草图功能基础上，提供了丰富的3D几何体创建工具来建立全参数化的几何体模型，所创建的几何体模型可以为所有仿真软件所使用。但又与普通的CAD 软件不同，它主要为 FEM 软件服务，具有一些普通 CAD 软件所没有的功能，如Beam Modeling（创建梁模型）、Fill Operation（填充操作）、Spot Welds（点焊）。

2.1.1 DesignModeler的用户界面及使用

在 Workbench 项目管理区双击项目流程图中的 Geometry（几何体）项，即可启动 DM 软件。在所属项目中初次启动 DM 时，会弹出图2-1 所示窗口，供用户选择建立几何体时所使用的长度单位，关闭此窗口后，即可进入DM的用户界面（如图2-2所示）。

DM 的用户界面包括图形窗口、菜单栏、工具条、特征树（或草图工具箱）、细节窗口、状态/提示行组成。图形窗口主要用于显示几何体图形；特征树用于显示操作类型、顺序和其他必要信息；草图工具箱提供绘制2D草图的工具；细节窗口显示的信息内容与选择的对象种类有关，包括几何体、操作、其他对象的特征、尺寸等信息；菜单栏和工具条用于执行命令。

1.菜单栏

DM菜单栏包括File、Create、Concept、Tools、View、Help 6种菜单项。

（1）File菜单：包括基本的文件操作命令，如图2-3所示。

（2）Create菜单：包括创建和修改3D几何体命令，如图2-4所示。

（3）Concept 菜单：包括进行概念建模即线体（Line Body）和面体（Surface Body）的创建命令，如图2-5所示。

（4）Tools菜单：包括整体建模、参数管理、定制用户程序等操作命令，如图2-6所示。

（5）View菜单：包括显示设置命令，如图2-7所示。

（6）Help菜单：用于获得帮助信息，如图2-8所示。

2.工具条

为了方便用户使用，DM 将一些常见的功能组成工具条放置在用户界面上，只要用鼠标拾取相应图标即可执行命令，常见的工具条如图2-9所示。

2.1.2 DesignModeler的基本操作

1.DM的鼠标操作

三键鼠标各按键的功能见表2-1，用户也可以在 Workbench 主界面执行菜单命令 Tools→Options→Graphics Interaction进行修改。

2.DM的几何体选择

图形选择过滤用于控制在选择操作时只能选择某种类型的几何体。例如，如果选择过滤为面，则选择操作只能选择面。图形选择过滤通过选择图2-10 所示工具条上的按钮来实现，也可以在图形窗口中用快捷菜单进行设定（如图2-11所示）。

当完成初次选择后，在图形窗口的左下方显示如图2-12 所示 Panes（方格），通过选择Panes可以选择被遮挡的几何体。

3.显示控制

为方便观察图形窗口中的视图，可以使用视图控制命令（如图2-13 所示）来控制图形的显示，也可以使用鼠标操作进行视图控制（见表2-1）。

2.1.3 2D草图绘制

2D 草图（Sketching）绘制是创建 3D 几何体和概念建模的开始。草图是绘制在平面（Plane）上的，用户可以使用Workbench提供的位于全局坐标系坐标平面上的三个绘图平面XY Plane、ZX Plane、YZ Plane，也可以根据需要创建新平面。

1.创建新平面

单击如图2-14 所示“平面/草图”工具条上的“创建新平面（New Plane）”按钮，并在细节窗口中做必要的设置，然后再单击“Generate”按钮，即完成新平面的创建。

如图2-15所示，创建新平面有6种方法。

（1）From Plane：基于一个已有平面（如XYPlane）创建新平面。

（2）From Face：基于几何体表面创建新平面。

（3）From Point and Edge：基于一个点和一条直线创建新平面。

（4）From Point and Normal：基于一个点和一条法线创建新平面。

（5）From Three Points：基于三个点创建新平面。

（6）From Coordinates：通过输入原点的坐标和法线方向创建新平面。

绘制草图在当前平面上进行，当前平面名称显示在平面/草图工具条（如图2-14 所示）上。可以单击当前平面名称后方的下拉箭头改变当前平面，也可以在特征树上选择某个平面作为当前平面。

2.创建新草图

单击如图2-14 所示“平面/草图”工具条上的“创建新草图（New Sketching）”按钮，即在当前平面上创建一个新草图。一个平面（Plane）上可以创建多个草图，但绘制 2D图形在当前草图上进行，当前草图的显示和选择类似当前平面。

3.绘制2D图形

选择图2-16所示的Modeling模式标签，DM进入3D建模模式，在界面显示图2-17所示的特征树。选择图2-16所示的Sketching模式标签，DM进入绘制2D图形模式，用户可以使用Sketching Toolboxes（草图工具箱）中的各种工具绘制2D图形。

Sketching Toolboxes中包括绘制（Draw）、修改（Modify）、标注尺寸（Dimensions）和约束（Constraints）四类工具，它们分属四个相应面板（如图2-16 所示）。绘制命令的使用见表2-2，修改命令的使用说明见表2-3，标注尺寸命令的使用说明见表2-4。

*注：用快捷菜单显示选项。

可以对草图对象的位置和尺寸进行约束，灵活使用约束对提高绘图效率以及参数化建模都比较重要。DM 对草图对象用不同颜色显示不同的约束状态：深青色表示未约束或欠约束，蓝色表示完整约束，黑色表示固定，红色表示过约束，灰色表示矛盾。标注尺寸可以实现为对象添加约束，也可以使用图2-18 所示的自动约束，还可以使用表2-5 所示的命令人工添加约束。用户可以在草图细节窗口删除对象上被添加的约束。