2.3 几何模型的布尔运算.docx

2.3 几何模型的布尔运算创建复杂的几何模型，可运用布尔运算对模型进行加工和修改无论是自顶向下建模或是自底向上建模创建的图素都可进行布尔运算，通过简单的几何模型进行一系列布尔操作可创建复杂的模型，使得建模较为容易和快捷对于包含退化的模型，有时布尔运算是无法完成的对于已经划分网格的图素不能进行布尔运算，在操作前应清除网格，否则提示错误信息；同样地，如果定义了荷载和单元属性，在布尔运算后这些属性不会转换到新图素上，需重新定义2.3.1 布尔运算的设置(1) 布尔运算的一般设置命令：BOPTN, Lab, ValueLab - 控制参数，其值可取为以下各项之一：DEFA - 恢复各选项的缺省设置 STAT - 列表当前的设置状态KEEP - 删除或保留输入图素选项NUMB - 输出图素编号警告信息选项NWARN - 警告信息选项 VERSION - 布尔操作兼容性选项Value - 各种 Lab 对应不同的 Value：当 Lab=KEEP 时：Value=NO（缺省）则删除输入图素； Value=YES 则保留输入图素当 Lab=NUMB 时：Value=0（缺省）则不输出编号警告信息；Value=1 则输出编号警告信息。

当 Lab=NWARN 时：Value=0（缺省）布尔操作失败时产生一个警告信息；Value=1 布尔操作失败时不产生警告信息Value=-1 布尔操作失败时产生一个错误信息当 Lab=VERSION 时：Value=RV52（缺省）激活 5.2 版本兼容性选项； Value=RV51 激活 5.1 版本兼容性选项该命令的全部缺省设置是操作失败产生一个警告信息，删除输入图素，不输出编号警告信息，使用 5.2 版本布尔兼容性选项该命令可多次设置，以便确定各个 Lab 及其 Value2) 布尔运算的容差设置命令：BTOL, PTOL其中 PTOL 为点重合容差，缺省为 1E-5在布尔操作时，如果点之间的距离在此值范围之内，则认为这些点是重合的放松此值则会增加运算时间和存贮需求，但会使较多的布尔运算成功；尽管如此当模型的拓扑关系比较复杂时，仍有可能不能完成布尔运算，此时应改变模型的创建方法以求能够完成布尔操作PTOL=DEFA 时，则恢复缺省设置；PTOL=STAT 时，则列表输出当前设置2.3.2 交运算 Intersection交运算就是由图素的共同部分形成一个新的图素，其运算结果只保留两个或多个图素的重叠部分。

交运算分为公共相交和两两相交两种公共相交就是仅保留所有图素的重叠部分，即只生成一个图素，当图素很多时可能不存在公共部分，这时布尔运算不能完成两两相交是保留任意两个图素的公共部分，有可能生成很多图素公共交运算对图素没有级别要求，即任何级别的图素都可作公共交运算，而不管其相交部分是何级别的图素例如线、面、体的两两与相互交运算都可；再如体的交运算中，其相交部分可以是关键点、线、面或体等两两相交运算则要求为同级图素，但相交部分可为任何级别的图素例如只能作线与线（相交部分可为关键点、线）、面与面（相交部分可为关键点、线、面）、体与体的两两相交（相交部分可为关键点、线、面、体）交运算完成后，输入图素的处理采用 BOPTN 的设置1) 同级图素相交运算线线相交：LINL, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NL7, NL8, NL9面面相交：AINA, NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6, NA7, NA8, NA9体体相交：VINV, NV1, NV2, NV3, NV4, NV5, NV6, NV7, NV8, NV9其中 NX1~NX9 为相交图素的编号，NX1 可以为 P、ALL 或组件名（其中 X 表示 L、A 或 V）。

2) 不同级图素相交运算线面相交：LINA, NL, NA面体相交：AINV, NA, NV线体相交：LINV, NL, NV其中 NL 为相交线号，NA 为相交面号，NV 为相交体号被交图素不能为 ALL 或组件名，这对实际应用造成一定的不便3) 同级两两相交运算线线两两相交：LINP, NL1, NL2, NL3, NL4, NL5, NL6, NL7, NL8, NL9面面两两相交：AINP, NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6, NA7, NA8, NA9体体两两相交：VINP, NV1, NV2, NV3, NV4, NV5, NV6, NV7, NV8, NV9其中 NX1~NX9 为相交 X 的编号，NX1 可以为 P、ALL 或组件名（其中 X 表示 L、A 或V）示例：线相交面相交： 体相交：线与面相交： 面与体相交：线与体相交：多线相交： 多面相交：多体相交： (4) 交运算的命令流示例a. 线相交任意创建一组线，分别作交运算和两两相交运算，命令流如下/prep7 ! 进入前处理*do,i,1,20 ! 利用 DO 循环创建关键点*if,mod(i,2),eq,0,then !如果 I 能被 2 整除则执行下面命令k,i,2*i,4 !创建坐标为 (2*i,4) 的关键点*else !否则（I 不能被 2 整除）k,i,2*i,-4 !创建坐标为 (2*i,-4) 的关键点*endif !结束 IF 语句*enddo !结束循环语句*do,i,1,19 $l,i,i+1 $*enddo !利用循环创建线l,2,19 $l,1,20LINL,all ! 作多线相交运算，由于没有公共部分不能运算 (指所有线的公共部分)LINP,ALL ! 作线两两相交运算，生成许多关键点，且删除了输入线! 如果在执行 LINP 之前，设置 BOPTN,KEEP,YES 则输入线保留下来。

求所有线的公共部分： 线两两相交：b. 绘制一个玫瑰花瓣利用两个圆心分别在 X 和 Y 坐标轴上的圆相交即可得到单个玫瑰花瓣，如用四个圆作两两相交运算可得到四瓣，命令流如下：/prep7 ! 进入前处理r=1 ! 定义变量 Rcyl4,r,,r $ cyl4,,r,r ! 创建两个圆面aina,all ! 作面相交运算（即以上两个圆的公共部分）wpoff,3*r ! 移动工作平面（避免覆盖，以利观察）cyl4,r,,r $cyl4,,r,r ! 创建四个圆面cyl4,-r,,r $cyl4,,-r,rasel,s,loc,x,2*r,4*r ! 用坐标选择刚刚创建的四个圆面ainp,all ! 作面两两相交运算asel,all ! 选择所有面aplot ! 显示面 c. 两端为球面的圆柱体设球体直径与圆柱体全高相同，命令流如下：/prep7 !进入前处理r=3$ h=8 !设置圆柱体半径和高度sph4,,,h/2 ! 创建半径为 H/2 的球体wpoff,,,-h/2 ! 沿 Z 轴移动工作平面cyl4,,,r,,,,h ! 创建半径为 R 高度为 H 的圆柱体VINV,all ! 作体相交运算d. 两球体、两圆柱体、两棱柱体相交、两圆锥体、两环体相交/PREP7 ! 进入前处理SPH4,,,2$SPH4,1,,2 ! 创建两球体CYL4,8,,2,,,,6 $RPR4,5,16,,2,,6 ! 创建圆柱体和棱柱体con4,24,,,2,6 $torus,,0.5,4 ! 创建圆锥体和环体WPROTA,,90 ! 移动工作平面torus,,0.6,4 ! 创建环体 WPOFF,,3,-3 ! 旋转工作平面CYL4,8,,2,,,,6 $ RPR4,5,16,,2,,6 ! 再创圆柱体和棱柱体con4,24,,,3,6 ! 创建圆锥体VINP,ALL ! 进行体相交操作/PREP7 ! 进入前处理torus,,1,4 $con4,10,,,2,6 ! 创建环体和圆锥体WPROTA,,90 ! 旋转工作平面torus,,1,4 ! 创建与上一环体相同但垂直的环体WPOFF,,3,-3 ! 移动工作平面特殊位置（高度一半）con4,10,,,2,6 ! 创建与上一圆锥体相同但垂直的圆锥体vinv,1,3 ! 生成两个面素，不是期望的。

两环体有四个退化点vinv,2,4 ! 无法完成操作，两锥体有两个退化点2.3.3 加运算 Addition加运算是由多个几何图素生成一个几何图素，而且该图素是一整体即没有“接缝” （内部的低级图素被删除），当然带孔的面或体同样可以进行加运算加运算仅限于同级几何图素，而且相交部分最好与母体同级，但在低于母体一级时也可作加运算如体与体的相加，其相交部分如为体或面，则加运算后为一个体；如相交部分为线，则运算后不能生成一个体，但可公用相交的线；如相交部分为关键点，同样加运算后公用关键点，但体不是一个，不能作完全的加运算如面与面相加，其相交部分如果面或线，则可完成加运算如果相交部分为关键点，则可能生成的图素会有异常，当然一般情况下不会出现这种加运算加运算完成后，输入图素的处理采用 BOPTN 的设置如采用缺省设置，则输入图素被删除加运算有 2 个命令，即 AADD,VADD线合并 LCOMB 命令不能算布尔加运算，其命令说明详见前面创建线部分1) 加运算命令面加运算：AADD, NA1, NA2, NA3, NA4, NA5, NA6, NA7, NA8, NA9体加运算：VADD, NV1, NV2, NV。