学会用SolidWorks建模进阶技巧

Step1：打开SolidWorks软件，单击菜单栏上的“新建”按钮，在弹出的“新建SolidWorks文件”对话框中单击“gb-part”（国标零件），单击“确定”按钮，新建一个零件文件，如图5-120所示。

在具体描述建模过程前，作者想对软件建模问题发表一点见解。

与其他三维机械设计软件一样，SolidWorks也是首先绘制线条草图，通过参数化设定尺寸完成对草图的定义，然后通过拉伸、切除、抽壳等布尔运算命令生成各种形状的实体模型。接着，将这些模型保存为ANSYS可以识别的中间格式文件并导入到ANSYS Workbench17.0中进行分析工作。

这样做的好处是，从操作角度看，Solid Works操作简单高效并且是通过尺寸驱动模型，这样当需要更改模型时仅仅调整零件尺寸的数值以及在装配体中调整零件间的装配关系就能非常方便、快捷地进行修改。而在ANSYS Workbench17.0的Design Modeler模块中，没有在各种三维机械设计软件中广泛使用的“装配体”建模概念，其模型都是一个整体。这样在修改模型时必须重新进行独立的布尔运算，尤其对于使用经典版ANSYS的用户来说，对一个模型不停地旋转工作基准面、不停地计算每一条线条的位置关系与尺寸是非常耗时而痛苦的事件。

随着ANSYS Workbench平台的逐渐完善，其已经可以兼容市面上绝大多数三维机械设计软件生成的模型。

因此，作者强烈建议，优先使用工程技术人员熟练掌握的三维软件甚至像作者这样完全放弃使用Design Modeler模块建立模型而转投工作中常用的Solid Works。对于没有学习过各种三维机械设计软件的ANSYS Workbench用户来说，作者也强烈建议用一段时间学习这些软件来建模，也许会比使用Design Modeler模块更加简单、高效。

关于模型文件格式，作者在实际工作中通过使用X_T格式模型成功导入过数百个不同复杂程度的模型，成功率接近100%。而IGS格式虽然也属于中间格式，但是偶尔会发生“丢线、缺面”等问题，可在X_T格式无法满足时作为备用手段。

笔者的Solid Works在安装ANSYS时设置了两个程序的模型接口，这样Solid Works的模型文件也可以方便地通过接口直接传递到ANSYS Workbench17.0中。

需要说明的是，软件安装顺序为SolidWorks→ANSYS Workbench 17.0。

Step2：在Solid Works特征树中，单击“前视基准面”，然后鼠标略微向右上方运动2～3mm，程序会自动生成一个对话框，单击其中向上箭头的“正视于”按钮，如图5-121所示。这样操作的目的是将草图建立在“前视基准面”上。

图5-120 新建零件文件

图5-121 设定基准面

Step3：现在开始绘制模型草图。

单击菜单栏中的“草图”→，转到模型空间，随便画几根如图5-122所示的折线，然后对其设定尺寸。

注意：这步操作对于使用ANSYS经典版的用户来说是“颠覆性”的。因为在经典版ANSYS的建模过程中，用户需要精确计算每一条线的尺寸后才能建立模型。而使用三维机械设计软件则可以先大致画出模型的草图，然后通过详细定义线条之间的尺寸驱动模型关系来完成。

Step4：单击“草图”→“智能尺寸”，如图5-123所示。

图5-122 绘制概略草图

图5-123 定义线条尺寸

Step5：回到模型空间，单击草图最左边竖向的线条并向左拉动鼠标至合适距离，然后单击模型空间，这样程序会自动弹出一个“修改”对话框，在其中输入相应的尺寸，如100mm，如图5-124所示。其操作过程与其他机械设计软件中“尺寸标注”的操作方法非常接近。

Step6：为了简化模型，将所有竖向的线都定义成100mm。定义后如图5-125所示。

图5-124 定义竖向尺寸

图5-125 定义完毕

Step7：下面定义所有水平线的尺寸为30mm。依然使用“智能尺寸”功能，分别单击每个水平线条以及两个竖线条之间的空隙，在弹出的“修改”对话框中输入“30”mm，并重复以上操作。定义水平尺寸对话框，如图5-126所示。图5-127显示了设定尺寸后的草图。

图5-126 定义水平尺寸

图5-127 设定完毕的草图

Step8：下面对草图所有直角部分都执行“倒角”操作。单击“草图”中的“绘制圆角”图标按钮，如图5-128所示。(www.xing528.com)

Step9：在左边的“绘制圆角”对话框的“圆角参数”中输入圆角半径为10mm，然后回到模型空间，分别单击相邻的互相垂直的两条草图线，这时程序会自动生成将要生成倒角的黄色线条的预览，然后单击“绘制圆角”对话框中的绿色对号以确定操作，如图5-129所示。

图5-128 对草图倒角

图5-129 设定倒角

重复这个操作，直到所有位置都倒角。图5-130显示了倒角后的草图。

Step10：由于模型需要一定的厚度，因此要用有一定宽度的双线表示，这里使用“等距实体”命令。单击“草图”中的“等距实体”按钮，如图5-131所示。

图5-130 倒角后的草图

图5-131 选择等距实体

Step11：单击草图上任意一条线条，程序会自动以黄色线条预览将会出现的等距线。

在左边“等距实体”对话框中输入4mm的线距，然后单击绿色的对号按钮以确定操作，如图5-132所示。

Step12：经过以上操作，该模型草图还不是闭合的，其在左下方及右下方存在开口，还需要绘制两条直线封闭它。

单击“草图”→“直线”命令，分别单击两个断开处的两个端点，绘制直线，如图5-132所示的两个方框所示。

图5-132 绘制等距实体

Step13：通过以上操作，完成了一个封闭草图的绘制。下面可以通过布尔运算方式生成需要的实体。单击“特征”→“拉伸凸台/基体”，如图5-133所示。

图5-133 选择“拉伸凸台/基体”

Step14：在左边的“凸台-拉伸”对话框的“方向1”中输入拉伸的深度为30mm，同时模型空间处会用黄色半透明显示拉伸的预览，如图5-134所示。

图5-134 定义拉伸深度

Step15：到此就完成了模型建模过程。单击模型空间右上角的绿色对号确认并完成操作。图5-135显示了生成的模型。

图5-135 建模完毕

Step16：保存模型文件。文件名使用默认名称，然后单击菜单栏最上方的“保存”按钮，如图5-136所示。

Step17：在弹出的“另存为”对话框中，选定合适的文件保存位置并使用默认的零件文件名，然后单击“保存（S）”按钮，如图5-137所示。

图5-136 保存模型

图5-137 模型文件命名