工作平面(WP)是一个可移动的参考平面,类似于“绘图板”。工作平面是一个无限大的平面,有原点、2D坐标系、捕捉增量和显示栅格。在同一时刻只能定义一个工作平面(即定义一个新的工作平面时就会删除已有工作平面),工作平面与坐标系无关,是独立的。例如,工作平面与激活的坐标系可以有不同的原点和旋转方向。
进入ANSYS后,系统有一个默认的工作平面,即总体笛卡儿坐标系(也称为直角坐标系)的XY平面,工作平面的WX、WY轴分别取为总体笛卡儿坐标系的X轴与Y轴。ANSYS的工作平面如图8-42所示。
图8-42 ANSYS的工作平面
1.使用工作平面
用户可以通过下列五种方法之一定义一个新的工作平面。
1)由3点定义一个工作平面,命令如下:
命令:WPLANE
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>XYZ Locations
2)由3个节点定义一个工作平面,命令如下:
命令:NWPLAN
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Nodes
3)由3个关键点定义一个工作平面,命令如下:
命令:KWPLAN
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Keypoints
4)由经过一指定线上的点的垂直于视向量的平面定义一个工作平面,命令如下:
命令:LWPLAN
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Plane Normal to Line
5)通过现有坐标系的X-Y(或R-θ)平面来定义工作平面,命令如下:
命令:WPCSYS
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Active Coord Sys
Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian
Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Specified Coord Sys
显示工作平面及其状态的命令为:
命令:WPSTYL
GUI:Utility Menu>Working Plane>Display Working Plane
获得工作平面状态(即位置、方向和增量)的命令为:
命令:STAT
GUI:Utility Menu>List>Status>Working Plane
2.移动工作平面
工作平面原点的默认位置与总体坐标原点重合,但可以平移工作平面,便于创建2D几何模型、工作平面及激活的坐标系统。工作平面是2D的绘图板,用于定位在建模过程中的几何项目。用户可以利用下列四种方法之一来移动工作平面到一个新的原点。
1)移动工作平面原点到关键点位置,命令如下:
命令:KWPAVE
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Keypoints
2)移动工作平面原点到节点位置,命令如下:
命令:NWPAVE
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Nodes
3)移动工作平面原点到指定点位置,命令如下:
命令:WPAVE
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Global Origin
Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Origin of Active CS
Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>XYZ Locations
4)平移工作平面一定的增量,命令如下:
命令:WPOFFS
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments
3.旋转工作平面
在平面内同时旋转工作平面的X和Y坐标轴或旋转整个工作平面到新的位置(如果不清楚旋转角度,可以重新定义一个新的工作平面更简单)。旋转工作平面的命令如下:(www.xing528.com)
命令:WPROTA
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments
4.增强工作平面
在徒手创建几何图元时,捕捉功能用离散的、可控的增量代替光滑移动,更精确地选取坐标或关键点等。捕捉功能具有如下特点:捕捉可以打开或关闭,捕捉增量可调,捕捉增量可设置与工作平面间距相等(相当于在坐标纸上绘图)。
用WPSTYL命令或GUI方法可增强工作平面的功能,使其具有捕捉增量、显示栅格、恢复容差和坐标类型功能。然后就可迫使用户坐标系随工作平面移动,命令如下:
命令:CSYS
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cartesian
Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cylindrical
Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Spherical
Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Specified Coordinate Sys
Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Working Plane
Utility Menu>WorkPlane>Offset WP to>Global Origin
5.还原一个已定义的工作平面
尽管实际上不能存储一个工作平面,用户可以在工作平面的原点创建一个局部坐标系,然后利用这个局部坐标系还原一个已定义的工作平面。
在工作平面的原点创建局部坐标系用下列方法:
命令:CSWPLA
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin
利用局部坐标系还原一个已定义的工作平面利用下列方法:
命令:WPCSYS
GUI:Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Active Coord Sys
Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Global Cartesian
Utility Menu>WorkPlane>Align WP with>Specified Coord Sys
6.捕捉增量
如果没有捕捉功能,在工作平面上将光标定位到已定义的点上将是一件非常困难的事。为了能精确地拾取,可用WPSTYL命令或GUI建立捕捉增强功能。一旦建立了捕捉增量,拾取点将定位在工作平面上最近的捕捉点。数学上表示如下,当光标在区域
N∗SNAP-SNAP/Z≤X<N∗SNAP+SNAP/2
对任意正整数N,拾取点的X坐标为
XP=N∗SNAP
在工作平面坐标系中的X、Y坐标均可建立捕捉增量,捕捉增量也可以看成是个方框,拾取到方框里的点将定位于方框的中心,如图8-43所示。
图8-43 捕捉增量
7.显示栅格
可在屏幕上建立栅格以帮助用户观察工作平面上的位置和方向。栅格的间距、状况和边界可由WPSTYL命令来设定(栅格与要捕捉点无任何关系)。发出不带参量的WPSTYL命令控制栅格在屏幕上打开和关闭。
8.恢复容差
需拾取的图元可能不在工作平面上,而是在工作平面附近,这时,通过WPSTYL命令或GUI路径指定恢复容差,在此容差内的图元将认为是在工作平面上的。这种容差就如同在恢复拾取时,给了工作中的一个厚度。
9.坐标系类型
有两种可选的工作平面:笛卡儿坐标系工作平面和极坐标系工作平面。讨论到这一点主要针对笛卡儿坐标系工作平面,但当几何体容易在极坐标(r,θ)系中表述时可能用到极坐标系工作平面。图8-44所示为用WPSTYL命令激活了极坐标系工作平面的栅格。在极坐标系工作平面中拾取操作与在笛卡儿坐标系工作平面中的是一致的。对捕捉参数进行定位的栅格点的标定是通过指定待捕捉点之间的径向距离(SNAP ON WPSTYL)和角度(SNAPANG)来实现的。
图8-44 极坐标系工作平面栅格
10.工作平面的轨迹
如果用户用与坐标系会合在一起的工作平面定义几何体,可能发现工作平面是完全与坐标系分离的。例如,当改变或移动工作平面时,坐标系并不做出反映新工作平面类型或位置的变化。这可能使用户结合使用拾取(靠工作平面)和键盘输入定义关键点(用激活的坐标系)变得无效。例如,用户将工作平面从默认位置移开,然后想要在新的工作平面的原点用键盘输入定义一个关键点(即K,1205,0,0),会发现关键点落在坐标系的原点而不是工作平面的原点,如图8-45所示。
如果用户想强迫激活的坐标系在建模时随工作平面一起移动,可以在用CSYS命令或GUI路径时利用一个选项来自动完成。命令CSYS、WP或CSYS4将迫使激活的坐标系与工作平面有相同类型(如笛卡儿)和相同的位置。那么,尽管用户离开了激活的坐标系WP或4,在移动工作平面时,坐标系将随其一起移动。如果改变所用工作平面的类型,坐标系也将相应更新。例如,当用户将工作平面从笛卡儿坐标系转为极坐标系时,激活的坐标系也将从笛卡儿坐标系转为极坐标系。
图8-45 工作平面与坐标系不匹配
如果重新来看上面讨论的例子,假如用户想在已移动工作平面之后将一个关键点放置在工作平面的原点,但这次在移动工作平面之前激活跟踪工作平面(CSYS,WP),然后像前面一样移动工作平面,现在,当用户使用键盘定义关键点(即K,1205,0,0),这个关键点被放在工作平面的原点,因为坐标系与工作平面的方位一致,如图8-46所示。
图8-46 工作平面与坐标系匹配
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