2.6 使用布尔操作来修正几何模型

在布尔运算中，对一组数据可用诸如交、并、减等逻辑运算处理，ANSYS程序也允许对实体模型进行同样的操作，这样修改实体模型就更加容易。

无论是自顶向下还是自底向上构造的实体模型，都可以对它进行布尔运算操作。需注意的是，布尔运算对通过连接生成的图元无效，对退化的图元也不能进行某些布尔运算。通常，完成布尔运算之后，紧接着就是实体模型的加载和单元属性的定义，如果用布尔运算修改了已有的模型，需要重新进行单元属性和加载的定义。

2.6.1 布尔运算的设置

对两个或多个图元进行布尔运算时，可以通过以下的方式确定是否保留原始图元，如图2-17所示。

命令：BOPTN。

GUI：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Settings。

一般来说，对依附于高级图元的低级图元进行布尔运算是允许的，但不能对已划分网格的图元进行布尔操作，必须在执行布尔操作之前将网格清除。

2.6.2 布尔运算之后的图元编号

ANSYS的编号程序会对布尔运算输出的图元依据其拓扑结构和几何形状进行编号。例如：面的拓扑信息包括定义的边数，组成面的线数（即三边形面或四边形面），面中的任何原始线（在布尔操作之前存在的线）的线号，任意原始关键点的关键点号等。面的几何信息包括形心的坐标、端点和其他相对于一些任意的参考坐标系的控制点。控制点是由NURBS定义的描述模型的参数。

编号程序首先给输出图元分配按其拓扑结构唯一识别的编号（以下一个有效数字开始），任何剩余图元按几何编号。但需注意的是，按几何编号的图元顺序可能会与优化设计的顺序不一致，特别是在多重循环中几何位置发生改变的情况下。

2.6.3 交运算

布尔交运算的命令及GUI菜单路径如表2-19所示。

图2-18～图2-22所示为一些图元相交的实例。

2.6.4 两两相交

两两相交时由图元集叠加而形成的一个新的图元集。就是说，两两相交表示至少任意两个原图元的相交区域。比如，线集的两两相交可能是一个关键点（或关键点的集合），或是一条线（或线的集合）。

布尔两两相交运算的命令及GUI菜单路径如表2-20所示。

图2-23和图2-24所示为一些两两相交的实例。

2.6.5 相加

加运算的结果是得到一个包含各个原始图元所有部分的新图元，这样形成的新图元是一个单一的整体，没有接缝。在ANSYS程序中，只能对三维实体或二维共面的面进行加操作，面相加可以包含有面内的孔即内环。

加运算形成的图元在网格划分时通常不如搭接形成的图元。

布尔相加运算的命令及GUI菜单路径如表2-21所示。

2.6.6 相减

如果从某个图元（E1）减去另一个图元（E2），其结果可能有两种情况：一种情况是生成一个新图元E3（E1-E2=E3），E3和E1有同样的维数，且与E2无搭接部分；另一种情况是E1与E2的搭接部分是个低维的实体，其结果是将E1分成两个或多个新的实体（E1-E2=E3, E4）。布尔相减运算的命令及GUI菜单路径如表2-22所示。

图2-25和图2-26所示为一些相减的实例。

2.6.7 利用工作平面做减运算

工作平面可以用来做减运算，将一个图元分成两个或多个图元。可以将线、面或体利用命令或相应的GUI路径用工作平面去减。对于以下的每个减命令，“SEPO”用来确定生成的图元有公共边界或者独立但恰好重合的边界，“KEEP”用来确定保留或者删除图元，而不管“BOPTN”命令（GUI：Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Settings）的设置。

利用工作平面做减运算的命令及GUI菜单路径如表2-23所示。

2.6.8 搭接

搭接命令用于连接两个或多个图元，以生成3个或更多新图元的集合。搭接命令除了在搭接域周围生成了多个边界外，与加运算非常类似。也就是说，搭接操作生成的是多个相对简单的区域，加运算生成一个相对复杂的区域。因而，搭接生成的图元比加运算生成的图元更容易划分网格。

搭接区域必须与原始图元有相同的维数。

布尔搭接运算的命令及GUI菜单路径如表2-24所示。

2.6.9 分割

分割命令用于分割两个或多个图元，以生成3个或更多的新图元。如果分割区域与原始图元有相同的维数，那么分割结果与搭接结果相同。但是分割操作与搭接操作不同的是，没有参加分割命令的图元将不被删除。

布尔分割运算的命令及GUI菜单路径如表2-25所示。

2.6.10 粘接（或合并）

粘接命令与搭接命令类似，只是图元之间仅在公共边界处相关，且公共边界的维数低于原始图元的维数。这些图元之间在执行粘接操作后仍然相互独立，只是在边界上连接。

布尔粘接运算的命令及GUI菜单路径如表2-26所示。