2.1 认识DesignModeler
DesignModeler（本书将其简写为DM）是ANSYS Workbench 17.0集成的几何建模平台，DM类似于其他的CAD建模工具，不同的是它主要为FEM服务，因此具备了一些其他CAD软件不具备的功能，如Beam Modeling（梁模型）、Spot Welds（点焊设置）、Enclosure Operation（包围体操作）、Fill Operation（填充操作）等。
在进行基本建模操作之前，先来认识一下DM的基本操作。
2.1.1 进入DesignModeler
在ANSYS Workbench主界面的项目管理区中双击Geometry（几何体），即可进入DM，初次进入后会弹出如图2-1所示的DM操作界面。
图2-1 DM主界面
在菜单栏中依次选择Units→需要的单位，即可选择相应的单位制，如图2-2所示。
图2-2 选择单位
技巧提示
通常情况下可根据绘图需要选择Millimete（r毫米mm），同时选中Always use project unit（总采用项目单位）复选框，建模过程中单位不能再更改。
在DM中几何建模通常是由CAD几何体开始的，有如图2-3所示的两种方式。
图2-3 进入DM建模方式
● 从外部活动的CAD系统（Pro/Engineer、SolidWorks等）中探测并导入当前的CAD文件，该导入方式为Plug-in模式（双向模式），具体方法为：在DM中选择菜单栏中的File（文件）→Attach to Active CAD Geometry命令（从活动的CAD系统中导入CAD几何体）。
技巧提示
当外部系统是开启时，则DM与CAD之间会存在关联性。
● 导入DM所支持的特定格式的几何体文件（Parasolid、SAT格式等），该导入方式为Reader模式（只读模式），具体方法为：在DM中选择菜单栏中的File（文件）→ Import External Geometry File命令（导入外部几何体文件）。
技巧提示
在ANSYS中不能通过DM中的几何体直接导入Simulation中。
导入几何体时输入的选项包括：几何体类型（实体、表面、全部）、简化几何体、校验/修复几何体等内容。其中简化几何体有几何体、拓扑两种方法。
● 几何体：如有可能，将NURBS几何体转换为解析的几何体。
● 拓扑：合并重叠的实体。
2.1.2 DesignModeler的操作界面
如图2-4所示为DM的典型操作界面，实际上它与当前流行的三维CAD软件类似，其操作方式也类似。DM操作界面包括菜单栏、工具栏、设计树、图形窗口、模式标签、参数列表等内容。
图2-4 DM操作界面
其中设计树提供了用户在设计时的设计步骤，将设计思路保留在设计树中，可方便用户查阅与修改。参数列表提供的是建模时所用到的相关参数，通过相关参数的修改可以对模型进行控制。
1．菜单栏
如同其他CAD软件，DM的主要功能均集中在各项主菜单中，包括File（文件）、Create（造型）、Tools（工具）等内容。
● File（文件）：该菜单包含了基本的文件操作命令，主要有文件的输入、输出、保存以及脚本的运行等命令。
● Create（造型）：该菜单包含了创建3D图形和修改图形的工具命令（如拉伸、布尔运算、倒角等）。
● Concept（概念）：该菜单包含了修改线和曲面体的工具。
● Tools（工具）：该菜单包含整体建模、参数管理、定制用户程序等操作命令。
● View（视图）：该菜单包含了用来修改显示设置的菜单命令。
● Help（帮助）：利用该菜单，可以获取DM的相关帮助信息，在实际应用中随时可以调用。
2．工具栏
为了方便操作，DM将一些常见的功能以工具栏的形式组合在一起，放置在菜单栏的下方。常用的工具栏如图2-5所示。
图2-5 常用工具栏
● 文件操作工具栏：该工具栏包含了常用的DM应用命令，有新建、保存、输出等命令，方便用户操作。
● 图形选取过滤器工具栏：该工具栏主要用来控制图形的选取，包括点、线、面、体的选择等，方便在绘图时选取对象。
● 图形显示控制工具栏：该工具栏的命令可以用来激活鼠标视角的控制，通过对图形的放大、缩小、移动、全局等控制图形的显示效果。
● 平面/草图控制工具栏：该工具栏可以控制选择草图绘制的基准面，并可以定义草图名称。
●几何建模工具栏：该工具栏的命令可以用于3D界面的各种运算，包括拉伸、旋转、扫描、蒙皮等操作，以生成3D几何体。
3．设计树
如同其他的3D设计软件，设计树区域中显示的内容与建模的逻辑相匹配，建模的整个过程可以显示在设计树的相关分支中，以方便查阅与修改。
4．模式标签
用来进行草图与模型间的切换。草图与模型是在不同的图形编辑环境下进行的。
5．参数列表
参数列表中显示的是绘图命令的详细信息，通过参数列表可以定义相应的尺寸值等内容。
6．图形窗口
用来显示图形的绘制结果，在图形窗口中可以直接预览图形的最终效果。
2.1.3 DesignModeler的鼠标操作
在DM建模中鼠标操作是必不可少的，通常用户使用的均为三键鼠标，其功能如表2-1所示。
表2-1 DM中的鼠标操作方式
2.1.4 图形选取与控制
在建模时常会要求模型的起始位置位于某个面或者边上，因此需要选择该面或者边进行操作，这时就要求进行图形选取过滤操作。例如在图形选取过滤器工具栏中选择面，此时在选择操作时只能选择面。
图形选取过滤是通过图形选取过滤器工具栏实现的，通过激活一个选取过滤器可以控制特性选取，其按钮功能如图2-6所示。
图2-6 图形选取过滤器工具栏
为了更为方便地观察窗口中的视图，DM提供了图形显示控制工具栏来控制图形的显示，工具栏的各按钮命令如图2-7所示，使用时需要与鼠标配合。
图2-7 图形显示控制工具栏
2.1.5 DM几何体
在ANSYS Workbench中，DM几何体建模主要包含以下4个基本方面。
● 草图模式：包括创建二维几何体工具，这些二维几何体为3D几何体的创建和概念建模做准备。
● 3D几何体：将草图进行拉伸、旋转、表面建模等操作后得到的几何体。
● 几何体输入：直接导入商业化CAD模型进入DM并对其进行修补，使之适应有限元网格划分。
● 概念建模：用于创建和修补直线和表面实体，使之能应用于创建梁和壳体的有限元模型。
DM几何体建模方式将在下面的章节中逐一介绍。