ansys网格划分-华东交通大学剖析

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1、有限元及ANSYS,主讲:任继文,华东交通大学机制教研室,renjiwen,MP: 139 7910 7921,第四章 网格划分,网格划分过程 网格划分控制 实体模型网格划分 网格划分练习 常用结构单元类型 网格划分基本原则,主要内容,A 网格划分过程,定义单元属性 单元类型 定义实常数 定义材料参数 网格划分控制 生成网格,网格划分过程,注意:在划分网格前,必须定义单元类型,最好定义好单元属性。,B 网格划分控制,同一实体不同的网格划分,a)Free Quad plane42,b)Mapped Quad plane42,网格划分工具,网格划分器选择,单元属性设置,Smartsize 网格划分

2、控制,单元尺寸控制,单元形状控制,网格划分优化,Main Menu Preprocessor Meshing MeshTool,单元属性设置,或者菜单操作,单元属性设置,在创建有限元模型的过程中,单元属性的设置一般有三种方法: 分网前设置当前的缺省单元属性,即“global”的MAT、TYPE和REAL, 然后对该实体模型相应区域分网,依次完成所有分网。 分网前将单元属性预先赋予实体模型的相应部位,然后一起分网。 分网后对单元属性进行修改。 注意:如果没有设置单元属性,ANSYS则自动将所有单元赋予 缺省值:MAT=1、TYPE=1、和REAL=1。,单元属性设置,当你在划分单元前忘记设置单元

3、属性,划分后的单元属性MAT=1、TYPE=1、REAL=1,怎么办?在这种情况下,有两种方法可以修改单元属性: 一是先清除网格,再设置好单元属性,重新划分网格。 二是先设置当前的单元属性,再修改网格为当前单元属性。 Main Menu: Preprocessor -Attributes- Defines Default Attribs Main Menu: Preprocessor -Modeling- Move/Modify -Elements- Modify Attrib,尺寸控制,缺省单元尺寸,当第一次进入ANSYS进行自由和映射网格划分时,程序自动设置为缺省单元尺寸。缺省单元尺寸以下

4、列量为基础: 最小未划分网格线的最小单元数和最大单元数 每个单元的最大跨角 单元最小和最大的边长 缺省单元尺寸的控制可以改变: Main Menu: Preprocessor Meshing Size Cntrls ManualSize Global Other,缺省尺寸改变结果,Mapped Quad plane42,最小线的缺省等分数为3,最小线的等分数修改为4,Smartsize网格划分控制,在进行自由网格划分时,建议采用Smartsize控制网格的大小。 在进行自动网格划分时,智能网格给网格划分器创造合理的单元形状提供一个好的选择。,注意:打开智能网格并不影响映射网格的划分, 映射网格

5、仍然使用缺省尺寸。,Smartsize网格划分控制,打开智能网格,尺寸级别的范围从 1 (精细) 到10 (粗糙), 缺省级别为 6 ,级别越高说明网格越粗。,1、Smartsize基本控制,Main Menu Preprocessor Meshing MeshTool,Main Menu Preprocessor Meshing Size Cntrls SmartSize Basic,注意: 只有关闭meshtool对话框,才会出现BASIC菜单。,或者:,Smartsize网格划分控制,1、Smartsize基本控制,对同一模型,采用不同的智能网格级别进行网格划分时所得到的网格。,Smar

6、tsize网格划分控制,1、Smartsize基本控制,不同Smartsize水平值下的网格划分结果,Smartsize网格划分控制,2、Smartsize高级控制,Main Menu Preprocessor Meshing Size Cntrls SmartSize Adv Opts,比例因子,膨胀因子,过渡因子,Smartsize网格划分控制,2、Smartsize高级控制,FAC:用于计算默认网格尺寸的比例因子,取值范围0.25。,FAC参数控制效果(plane82 Free Tri Smartsize),FAC=0.5 EXPAND1 TRANS2,FAC=1 EXPAND1 TRA

7、NS2,Smartsize网格划分控制,2、Smartsize高级控制,【EXPAND】:网格划分膨胀因子。,该值决定了面内部单元尺寸与边缘处的单元尺寸的比例关系。取值范围0.54。,FAC参数控制效果(plane82 Free Tri Smartsize),FAC=0.5 EXPAND0.5 TRANS2,FAC=0.5 EXPAND2 TRANS2,Smartsize网格划分控制,2、Smartsize高级控制,【TRANS】:网格划分过渡因子。,该值决定了从面的边界上到内部单元尺寸涨缩的速度。该值必须大于1而且最好小于4。,FAC=0.5 EXPAND2 TRANS1.3,FAC参数控制

8、效果(plane82 Free Tri Smartsize),FAC=0.5 EXPAND2 TRANS3,尺寸控制,由于结构形状的多样性,在许多情况下,由缺省单元尺寸或智能尺寸使产生的网格并不合适,在这些情况下,进行网格划分时必须做更多的处理。可以通过指定下述的单元尺寸来进行更多的控制。,MESHTOOL对话框,对应 MAP 方式 缺省单元尺寸 Global Areas KeyPts Lines (DESIZE) (ESIZE) (AESIZE) (KESIZE ) (LESIZE) 低 高 对应 FREE 方式 智能单元尺寸 Global Areas KeyPts Lines (SMRTS

9、IZE ) (ESIZE) (AESIZE) (KESIZE ) (LESIZE) 低 高,设置单元尺寸优先等级,尺寸控制举例,例1:如图所示半圆环,外径和内径分别为20和10,Ex1.db,1、用缺省的单元大小来划分网格,低价与高价的缺省单元大小比较(Mapped Quad),Plane42(缺省global3),Plane82(缺省global2),Main Menu Preprocessor Meshing Size Cntrls Globalother,2、控制全局单元尺寸来划分网格,划分方式:Plane82 Mapped Quad,Global=8(设置等分数,清除单元尺寸),Glo

10、bal=1(设置单元尺寸),3、控制面单元尺寸来划分网格,Area=2(单元尺寸),划分方式:Plane82 Mapped Quad,4、控制线单元尺寸来划分网格,Line(两直线)=6(等分数),划分方式:Plane82 Mapped Quad,5、控制关键点附近单元尺寸来划分网格,Keypts=0.5(单元尺寸),划分方式:Plane82 Mapped Quad,单元形状控制,同一网格区域的面单元可以是三角形或者四边形,体单元可以是六面体或四面体形状。 在进行网格划分之前,应该决定是使用ANSYS对于单元形状的默认设置,还是自己指定单元形状。,ANSYS支持的单元形状和网格划分类型组合,单

11、元形状控制,单元的“退化”,注意:同一模型尽量不要混用两种形状。,PLANE82,SOLID45,网格划分器选择,映射网格划分 面的单元形状限制为四边形或三角形,体的单元限制为六面体 (方块)。 通常有规则的形式,单元明显成行。 仅适用于 “规则的” 面和体, 如矩形和方块。,两种主要的网格划分方法: 自由网格划分和映射网格划分,自由网格划分 无单元形状限制。 网格无固定的模式。 适用于复杂形状的面和体。,网格划分器选择自由网格划分,自由网格是面和体网格划分时的缺省设置。生成自由网格比较容易:,导出 MeshTool 工具, 划分方式设为自由划分. 推荐使用智能网格划分 进行自由网格划分,激活

12、它并指定一个尺寸级别。 存储数据库。 按 Mesh 按钮开始划分网格。按拾取器中 Pick All 选择所有实体 (推荐)。,网格划分器选择映射网格划分,限制条件 面必须包含 3 或 4 条线 (三角形或四边形). 体必须包含4, 5, 或 6 个面 (四面体, 三棱柱, 或六面体). 对边的单元分割必须匹配.,映射网格划分包含三个步骤: 保证 “规则的”形状, 即面有 3 或4 条边, 或体有 4, 5, 或 6 个面; 指定尺寸和形状控制; 生成网格。,网格划分器选择映射网格划分,1、保证规则的形状 在许多情况下, 模型的几何形状上有多于4条边的面,有多于6个面的体。 为了将它们转换成规则

13、的形状, 可能要进行如下的一项或两项操作: 分割:把面 (或体) 切割成小的、简单的形状。 连接:连接两条或多条线 (或面) 以减少总的边数。 角点选择:选择面上的3个或4个角点暗示 一个连接。,网格划分器选择映射网格划分,分割 可以通过布尔减运算实现. 您可以使用工作平面, 一个面, 或一条线 作为切割工具.,网格划分器选择映射网格划分,连接 操作是生成一条新线 (为网格划分), 它通过连接两条或多条线以减少构成面的线数。 使用命令 Preprocessor Meshing Concatenate Lines,然后拾取须连接的线. 对面进行连接,使用命令Preprocessor Meshin

14、g Concatenate Areas,网格划分器选择映射网格划分,可简单地通过一个面上的3个或4个角点 暗示 一个连接. 此时, ANSYS 内在地 生成一个连接. 在MeshTool中选择Quad shape和Mapped网格. 将 3/4 sided 变为 Pick corners. 按 Mesh 键, 拾取面, 然后拾取 3 或 4 角点形成一规则的形状.,网格划分器选择映射网格划分,网格划分器选择映射网格划分,2、指定尺寸和形状控制 选择单元形状非常简单. 在 MeshTool中,对面的网格划分选择 Quad,对体的网格划分选择 Hex, 点击 Mapped. 设置单元尺寸。,网格划

15、分器选择映射网格划分,若指定线的分割数, 切记: 对边的分割数必须匹配, 但只须指定一边的分割数. 映射网格划分器将把分割数自动传送到它的对边.若对边均指定分割数且不一致,则取较多值。 如果模型中有连接线, 只能在原始(输入)线上指定分割数,而不能在合成线上指定分割数.,每条初始线上指定6份分割. 此线上将自动使用12 份分割 (合成线的对边). 此线指定4份分割. 此线上将自动使用4 份分割,网格划分器选择映射网格划分,3、生成映射网格 只要保证了规则的形状 并指定了合适的份数, 生成网格将非常简单. 只须按MeshTool中的 Mesh 键, 然后按拾取器中的 Pick All 或选择需要的实体即可.,映射网格划分举例,待进行网格划分的五边形面,对五边形进行映射网格划分时的提示,Ex2.db,映射网格划分举例,进行线连接,五边形面映射网格划分结果,L6,映射网格划分举例,映射网格划分举例,选取关键点,选择角点映射网格划分,通过角点选择进行映射网格划分,映射网格划分举例,改变网格,如果你觉得生成的网格不好,可以通过下面的方法改变网格: 采用新的指定重新划分网格. 直接重划分 使用Accept/reject提示 清除网格,然后再重新划分 局部细划.,使用网格的Accept/reject提示,Main Menu Preprocessor Meshing Mesher Opti

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