第五章 网格划分.ppt

1、第五章第五章 有限元模型网格划分有限元模型网格划分 载荷施加在几何模型的边界上，但是几何模型并不参与有限元分析，（参与有限元分析的是节点和单元，所有施加在几个模型边界上的载荷都要传递到有限元模型（节点和单元）上进行求解，因此，要对几何模型进行网格划分。1、网格划分的过程、网格划分的过程（1 1）定义单元属性）定义单元属性必须进行 单元属性包括单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。（2 2）定义网格划分控制）定义网格划分控制非必须，大多默认即可对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置；没有固定的网格密度可供参考；可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。（3 3）生成网格）生成网格执

2、行网格划分，生成有限元模型；可清除已经生成的网格并重新划分；局部进行细化。2 2、定义单元属性的操作主要有、定义单元属性的操作主要有：单元类型、实常数、材料属性、单元坐标系等。定义单元类型 对于不同的问题，需要应用不同的特性，单元特性的选择直接影响到计算能否进行和结果的精确性。Ansys提供了100余种类型，基本能解决大部分的常见问题。定义单元类型的常见步骤：element typeadd/edit/delete 可添加多个单元，对于不同的单元分类，有不同的特性，单元特性通过option设置。单元类型的显示：list-properties-element type定义实常数 实常数的设置依赖于

3、单元类型，如横截面积、厚度等。步骤：propressor real constants 以梁单元BEAM 3为例：为了方便计算，部分单元可自动计算出相关参数：（1）section-beam-common section（2）选择输入参数定义尺寸（3）preview可查看结果（截面面积、惯性矩等）定义材料参数材料参数与材料本身相关 线性或非线性 各项同性、正交异性和非弹性 不随温度变化或随温度变化material propsmaterial models 在EX文本框中输入弹性模量，在PRXY文本框中输入泊松比 add T 定义与温度相关的材料参数，GRAPH显示材料参数随温度的变化曲线定义线性

4、材料参数定义非线性材料参数3、网格划分的控制、网格划分的控制 确定义了单元类型，理论上可以按ANSYS软件默认的网格控制进行网格划分。但是有时会得到较差的网格，导致精度降低或不能完成计算。网格划分控制不是必须的，因为采用缺网格划分控制不是必须的，因为采用缺省的网格划分控制对多数模型都是合适的；省的网格划分控制对多数模型都是合适的；如果不设置网格划分控制则如果不设置网格划分控制则ANSYSANSYS自动采用自动采用缺省设置对网格进行划分。缺省设置对网格进行划分。网格划分控制在分析过程中非常重要，网格划分控制在分析过程中非常重要，对分析结果的精度和正确性起着决定性作用。对分析结果的精度和正确性起着

5、决定性作用。单元形状控制单元形状控制 三角形单元、四边形单元、四面体单元、六面体单元 选择单元形状时，应考虑所定义的单元类型是否支选择单元形状时，应考虑所定义的单元类型是否支持这种单元形状！持这种单元形状！网格类型选择网格类型选择 自由网格划分（free meshing）映射网格划分（mapped meshing）单元形状和网格划分类型的设置共同影响网格的生单元形状和网格划分类型的设置共同影响网格的生成，二者的组合不同，所生成的网格也不相同。成，二者的组合不同，所生成的网格也不相同。ANSYS提供了强大的网格划分工具栏，包括单元属性选择、单元尺寸控制、自由划分与映射划分等。Element At

6、tributes-单元属性选择-设置实体中存在的相应项点参数 Smart Size-自动对网格进行划分，值越小越精确 Size Control-各种单元属性尺寸的设置及网格清除功能 单元形状控制-体、面、线、点，shape随着类型进行变化 网格划分器-Free（自由网格划分），Mapped（映射网格划分）网格划分优化-可对网格细化操作网格划分工具网格划分工具 Smart size是ANSYS软件提供的强大的自动网格划分工具，在很多情况下更有利于网格生成过程中生成形状合理的单元。注：在自由划分网格时，建议使用smart size控制网格的大小。网格为四边形时，如果生成的单元形状很差或者在边界处出

7、现奇异域，应考虑使用三角形单元。网格划分值越小，效果越好。默认值为6Smart size 网格划分控制网格划分控制Smart size的基本控制的基本控制4、网格划分的高级控制、网格划分的高级控制 对于自由对于自由 网格划分一般不必刻意设置便可对几何模网格划分一般不必刻意设置便可对几何模型划分网格。型划分网格。但对于映射网格划分和体扫掠网格划分但对于映射网格划分和体扫掠网格划分则必须满足一则必须满足一 定的条件，甚至刻意设置才能得到满意定的条件，甚至刻意设置才能得到满意的网格。的网格。自由网格划分时，可全部采用四边形单元、全部自由网格划分时，可全部采用四边形单元、全部 用三角形单元、或者是二者

8、的混合单元；但是，映用三角形单元、或者是二者的混合单元；但是，映射网格划分则只能全部用四边形单元、或全部用三射网格划分则只能全部用四边形单元、或全部用三角形面单元、或全部用六面体单元。角形面单元、或全部用六面体单元。面映射网格划分的条件：面映射网格划分的条件：必须是3条或4条边组成的面。面的对边必须划分为相同数目的单元，或与过渡网格的划分相匹配；该面如仅有3条边，则划分的单元必须为偶数且各边单元数相等；Smart size的高级控制的高级控制网格尺寸控制网格尺寸控制 网格划分过于粗糙，结果可能包含严重错误；过于精细，计算耗时，且可能不能运行，因此必须在网格划分前进行网格尺寸控制设置。A、查看默

9、认设置：Main Menu-Preprocessor-Meshing-Size Cntrls-ManualSize-Global-otherB、直接默认划分：Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh Attributes-Default AttribsC、自定义划分：Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh Tool-各种setD、清除：Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh Tool-各种clear范例：默认设置划分网格 ch03/data/ex1 对面、线进行划分网格，设置全局单元尺寸并进行网格划分

10、同一网格区域的面单元可以是三角形（Tri）或者四边形（Quad），体单元可以是六面体或者四面体。四边形单元进行网格划分时亦可能出现三角形单元，产生了单元退化也可以通过网格划分器选项（Mesher Options）对话框对单元形状进行设置-Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesher Opts单元形状控制单元形状控制 Free 自由网格划分 对单元没有特殊的限制，没有指定的分布模式。Mapped 映射网格划分 具有规则的形状，成排的规则排列，模型要有规则的体或面才能生成。网格划分器选择网格划分器选择 实体模型网格划分之前，要做好定义单元属性、定义实常数、定义材料特性

11、等工作。Meshkeypiont/line/area/volume 关键点网格划分 线网格划分，link单元或beam单元 面网格划分，plane单元或shell单元 体网格划分，solid单元实体模型网格划分实体模型网格划分 对于3D几何体，除采用自由网格划分和映射网格划分外，还可采用“扫 掠(sweep)网格划分”，体扫掠网格划分就是从源面（如边界面）网格扫掠 整个体生成体单元。如果源面网格由四边形网格组成，则扫掠生成的均为六面体单元；如果源面网格由三角形网格组成，则扫掠生成的均为楔形体单元；如果源面网格由四边形和三角形网格组成，则扫掠生成六面体和楔 形体单元。扫掠生成体网格扫掠生成体网格ch03/data/ex3 Mesh attributespick volumes进行属性设置 Meshingmeshvolume sweepsweep opts清除扫掠划分后的单元，取消自动划分 Sizecontrol/pick line4*6 划分网格sweep 网格修改方法：网格修改方法：用新的单元尺寸重新定义划分网格 用接受与拒绝提示对话框放弃生成的网格 清除网格 细化局部网格（重点）改进网格（只适用于四面体单元）网格细化步骤：网格细化步骤：（1）mesh tool 选中节点，advance piont选中（2）选用平滑处理网格修改网格修改作业二角支架的网格划分完成以下模型的网格划分