在航空结构设计过程中经常使用3D的CAD设计工具，如Catia、ProE、Solidwork、UG、SolidEdge等。在进行有限元分析时，可以把CAD直接导入ANSYS进行分析。在对几何模型划分网格时，需要考虑采用哪种单元类型来进行模拟。对于几何模型的厚度与短边长度的比值小于0.1时，对承弯构件需要采用壳单元。使用壳单元模拟薄的实体结构，可以降低模型的规模，而且满足精度要求。把实体模型转换成壳模型的传统处理方法是通过删除实体，保留所需要的面。对面之间的缝隙进行人工建面连接，在划分网格时对壳进行偏置，使模型的几何位置保持与原形一致。但该方法的处理工作量较大，比如壳之间的缝隙、细节特征的处理、变厚度壳的实常数赋值，因此需要采用新的技术来提高效率。模型处理技术ANSYS提供了绝大部分的CAD接口。

下面针对航空薄壁结构，说明在读入几何模型后，如何快速地把CAD薄实体模型，处理成满足有限元分析的壳模型。

1.抽取中面：快速抽取，自动记忆厚度信息ANSYS可以对薄实体进行抽中面，可以处理各种T型截面、变厚度、有小突台等复杂特征的薄实体。自动抽中面的过程可以手动操作，而且可以对所有操作脚本化。在对类似结构抽中面时可以直接读入命令流，而避免重复操作。对于T字形截面、凹槽，在抽取中面后会有缝隙，可以采用自动延伸功能消除缝隙。机翼工字型钢图（a）抽完中面后，由于板是有厚度的会在连接处出现缝隙图（b），可以采用自动延伸功能缝补缝隙，如图（c）。机翼工字型钢抽中面图金属模压零件结构其厚度是变化的，而且经常变化范围较大，可以通过设定厚度范围，然后抽取中面；对于各个构件之间的厚度差别较大时，可以分别抽中面；对局部的复杂特征，可以在剖面上创建线，使所抽面的位置在线上。抽完中面后，实体的厚度会直接赋给面作为实常数，而无需人工干预。可以大大的减少认为的给壳单元赋厚度的工作量。

2.几何修改、编辑自动搜索几何拓扑关系，检查几何缺陷。方便几何修复：拓扑重建、填充孔、清除孔、闭合缝隙、缝合装配边界、延伸面、劈分折叠面、面法向调整。下面对部分功能应用进行举例说明。实际的零件会有很多小孔、小倒角等细节特征，而且薄实体抽完中面后的边沿线缝隙、层叠面等，可以通过设置容差进行几何拓扑运算把小的细节特征忽略掉。对于复杂薄实体，可以通过特征探测功能，探测小的按钮、突台、倒角的位置，然后可以从模型中删除这些小特征。对于小孔通过设置孔的直径最大值和最小值，可以自动把在设置范围内的小孔补上。对于重迭面、近似面、小角面等也可以通过设置容差范围来清除。

3.装配连接航空薄壁结构经常使用焊点、焊缝、铆接等连接方式。对于这几种连接方式在ANSYS模拟时，根据计算规模和计算目标可以采用不同的方式进行模拟：

●对于整体分析，如整架飞机的整体受力分析，由于计算规模非常大，不考虑局部的连接方式，采用共节点自由度协调进行连接；

●对于分段分析，如前机身的分析，如果焊点或铆接之间的间距较大时就需要考虑连接方式对结构受力的影响，需要采用焊缝模拟；

●局部零件分析，此时需要把焊接和铆接的连接方式，在模型中完整的体现出来。对于分段分析和局部零件分析，ANSYS提供了多种方法方便的建立焊点、焊缝、铆接：

●焊点：通过连接两个点直接创建焊点，而且焊点可以独立于网格；

●焊缝：通过选择焊缝的边线，直接设置焊缝上焊点的间距或焊点数生成焊缝。而且可以分别设置焊缝端部焊点与边线端点的距离、边沿线与焊缝的距离等来控制焊缝的位置；

●通过读入坐标文件：对于大量的焊点，在设计时有焊点坐标文件。可以直接读入焊点的坐标文件，批量生成焊点。

4.网格划分忽略细节特征设置可以自动跨越几何缺陷及多余的细小特征，生成满意网格。一劳永逸的Replay技术可以对几何尺寸改变后的几何模型自动重划分网格。ANSYS提供了全四边形、四边形为主、只允许一个三角形、全三角形等多种网格控制方法、工具来提高网格质量；大量的网格质量诊断对网格质量进行评估，并采用不同的颜色表达质量差异；多种光滑技术、自动网格修补工具、网格转换、局部细化/粗化等。而且在划分网格时也可以设置容差，忽略小的结构细节特征，如小孔、小碎面边线等，以使单元更均匀，避免因为拓扑结构的原因局部过细。针对航空薄壁构件的特殊性，ANSYS的模型处理技术能够快速地把CAD实体模型转换成有限元壳模型。通过功能强大的模型处理技术，可以快速批量处理航空薄壁构件。模型简化后进行划分完网格、施加载荷及约束，可以输出给各种FEA求解器，包括ANSYS、CFX、Ls-dyna、abaqus、nastran等。