3.2.3 自顶向下建模实例
自顶向下的建立模型是指按照从体到面、从面到线、从线到点的顺序进行建模，因为线是由点构成，面是由线构成，而体是由面构成，所以称这个顺序为自顶向下建模。在建立模型的过程中，自顶向下并不是绝对的，有时也用到自底向上的方法。现在通过建立一个联轴体来介绍自顶向下建模的方法，联轴体如图3-31所示。
建立联轴体的具体步骤如下。
首先从主菜单中选择Main Menu：执行Preprocessor命令，进入前处理（/PREP7）。
1.创建圆柱体
1）进入ANSYS工作目录，单击照前面讲过的方法，将example-3-3-1作为job-name。
2）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞modeling＞Create＞Volumes＞Cylinder＞Solid Cylinder命令。
3）在打开的创建柱体对话框中，在WP X中输入0，在WP Y中输入0，在Radius中输入5，在Depth中输入10，单击“Apply”按钮。
4）分别在WP X中输入12，WP Y中输入0，Radius中输入3，Depth中输入4，单击OK按钮生成一个圆柱体，如图3-32所示，得到两个圆柱体，结果如图3-33所示。
图3-31 需要创建的联轴体
图3-32 创建圆柱体
5）显示线。从实用菜单中选择Utility Menu：依次执行Plot＞Lines命令，结果如图3-34所示。
图3-33 生成的两个圆柱体
图3-34 线显示
2.建立两圆柱面相切的4个关键点
（1）创建局部坐标系
1）从实用菜单中选择Utility Menu：依次执行WorkPlane＞Local Coordinate Systems＞Cre-ate Local CS＞At Specified Loc+命令。
2）在打开的创建坐标系对话框中，在Global Cartesian文本框中输入0，0，0，如图3-35所示。然后单击OK按钮，得到Create Local CS At Specified Location对话框。
3）在Ref number of new coord sys中输入11，在Type of coordinate system中选择Cylindri-cal1选项，在Origin of coord system文本框中分别输入0，0，0，单击OK按钮，如图3-36所示。
图3-35 输入坐标系的原点坐标
图3-36 创建局部柱坐标系
（2）建立两圆柱面相切的4个关键点
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Create＞Keypoints＞In Active CS命令。
2）在Keypoint number文本框中输入110，在Location in active CS文本框中分别输入5，-80.4，0，创建一个关键点，如图3-37所示，单击Apply按钮，在Keypoint number文本框中输入120，在Location in active CS文本框中分别输入5，80.4，0，单击OK按钮，创建另一个关键点。
图3-37 在局部坐标系中创建关键点
（3）创建局部坐标系
1）从实用菜单中选择Utility Menu：依次执行WorkPlane＞Local Coordinate Systems＞Cre-ate Local CS＞At Specified Loc+按钮。
2）在Global Cartesian文本框中输入12，0，0，然后单击OK按钮，得到Create Local CS At Specified Location对话框。
3）在Ref number of new coord sys文本框中输入12，在Type of coordinate system中选择Cylindrical 1选项，在Origin of coord system文本框中分别输入12，0，0，单击OK按钮。
4）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Create＞Keypoints＞In Active CS命令。
5）在Keypoint number文本框中输入130，在Location in active CS文本框中分别输入3，-80.4，0，创建一个关键点，单击Apply按钮，在Key point number文本框中输入140，在Lo-cation in active CS文本框中分别输入3，80.4，0，单击OK按钮，创建另一个关键点。
3.生成与圆柱底相交的面
（1）用4个相切的点创建4条直线
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Create＞Lines＞Lines＞Strainght lines命令。
2）连接点110和点130，点120和点140，点110和点120，点130和点140，使它们成为4条直线，单击OK按钮，如图3-38所示。
（2）创建一个四边形面
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Create＞Areas＞Arbi-trary＞By Lines命令。
2）依次拾取刚刚建立的4条直线，单击OK按钮，如图3-39所示。
图3-38 创建4条直线
图3-39 拾取直线创建面
生成的四边形面如图3-40所示。
4.沿面的法向拖拉面形成一个四棱柱
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Operate＞Extrude＞Areas＞Along Normal命令。
2）在图形窗口中拾取四边形面，单击OK按钮，如图3-41所示。
图3-40 创建四边形面
图3-41 拾取面创建体
3）这时打开创建体对话框，输入DIST=4，厚度的方向是向圆柱所在的方向，单击OK按钮，如图3-42所示。
生成的四棱柱如图3-43所示。
图3-42 输入体的厚度
图3-43 生成的四棱柱
5.形成一个完全的轴孔(https://www.daowen.com)
（1）将坐标系转到全局直角坐标系下
从实用菜单中选择Utility Menu：依次执行WorkPlane-＞Change Active CS to＞Global Cartesian命令。
（2）偏移工作平面
1）从实用菜单中选择Utility Menu：依次执行WorkPlane＞Off-set WP to＞XYZ Locations +命令。
2）在Global Cartesian文本框中输入0，0，8.5，单击OK按钮，如图3-44所示。
（3）创建圆柱体
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Mod-eling＞Create＞Volumes＞Cylinder＞Solid Cylinder命令。
2）在创建圆柱体对话框中，在WP X中输入0，在WP Y中输入0，在Radius中输入3.5，在Depth中输入1.5，单击Apply按钮。
图3-44 偏移工作平面
3）在WP X中输入0，在WP Y中输入0，在Radius中输入3.5，在Depth中输入-8.5，单击OK按钮生成另一个圆柱体。得到两个圆柱体，结果如图3-45所示。
（4）从联轴体中“减”去圆柱体形成轴孔
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Operate＞Booleans＞Subtract＞Volumes命令。
2）在图形窗口中拾取联轴体及大圆柱体，作为布尔“减”操作的母体，单击Apply按钮。
3）在图形窗口中拾取刚刚建立的两个圆柱体作为“减”去的对象，单击OK按钮，所得结果如图3-46所示。
（5）偏移工作平面
1）从实用菜单中选择Utility Menu：依次执行WorkPlane＞Offset WP to＞XYZ Locations +命令。
2）在偏移工作平面对话框的Global Cartesion文本框中输入0，0，0，单击OK按钮。
图3-45 生成两个圆柱体
图3-46 形成圆轴孔
（6）生成长方体
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Create＞Volumes＞Block＞By Dimensions命令。
2）输入X1=0，X2=-3，Y1=-0.6，Y2=0.6，Z1=0，Z2=8.5，如图3-47所示。得到的结果如图3-48所示。
图3-47 创建长方体
图3-48 生成长方体
（7）从联轴体中再“减”去长方体形成完全的轴孔
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Pre-processor＞Modeling＞Operate＞Booleans＞Subtract＞Volumes命令。
2）在图形窗口中拾取联轴体及大圆柱体，作为布尔“减”操作的母体，单击Apply按钮。
3）在图形窗口中拾取刚刚建立的长方体作为“减”去的对象，单击OK按钮，所得结果如图3-49所示。
图3-49 生成完全的轴孔
6.形成另一个轴孔
（1）偏移工作平面
1）从实用菜单中选择Utility Menu：依次执行WorkPlane＞Offset WP to＞XYZ Locations +命令。
2）打开工作平面设置对话框，在Global Cartesian文本框中输入12，0，2.5，单击OK按钮。
（2）创建圆柱体
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Create＞Volumes＞Cylinder＞Solid Cylinder命令。
2）打开创建圆柱体对话框，在WP X中输入0，在WP Y中输入0，在Radius中输入2，在Depth中输入1.5，单击Apply按钮。
3）在WP X中输入0，在WP Y中输入0，在Radius中输入1.5，在Depth中输入-2.5，单击OK按钮生成另一个圆柱体，得到两个圆柱体。
（3）从联轴体中“减”去圆柱体形成轴孔
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Operate＞Booleans＞Subtract＞Volumes按钮。
2）拾取联轴体，作为布尔“减”操作的母体，单击Apply按钮。
3）拾取刚建立的两个圆柱体作为“减”去对象，单击OK按钮，所得结果如图3-50所示。
7.连接所有体
1）从主菜单中选择Main Menu：依次执行Preprocessor＞Modeling＞Operate＞Booleans＞Add＞Volumes命令。
2）在出现的对话框中单击Pick All按钮。
3）打开体号显示开关并画体
从实用菜单中选择Utility Menu：依次执行PlotCtrls＞Numbering命令。设置Volume num-bles选项为on，单击OK按钮，所得结果如图3-51所示。
图3-50 形成轴孔
图3-51 体显示的结果
8.保存并退出ANSYS
1）选取工具条上的SAVE_DB。
2）选取工具条上的QUIT。
本例的操作命令流如下。
