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1、有限元计算单元网格划分元计算科技发展有限公司 用有限元进行结构分析时，首先应该对结构的几何模型进 行网格划分。当计算方法和边界条件确定以后，几何模型 网格划分好坏，直接影响计算结果的准确性。通常有这样 的说法：边界条件决定计算结果正确与否；网格划分决定 计算结果的精确程度。因此，几何模型网格划分是有限元 结构分析的重要环节。 几何模型网格划分至今没有统一的标准可循，但是通过我 们多年的经验积累，网格划分可以从以下几个方面考虑。单元类型 对于梁结构，在两个节点之间可根据需要划分多个单元。 但要注意：如果想得到中间节点的挠度，需将梁结构划分 偶数等分。对于拉杆、拉索，在两个节点之间，一定不要 再划
2、分单元，即两节点之间只用一个单元，如果划分几个 单元反而不能描述拉杆、拉索的真实变形。 对于面或体结构网格划分时，尽量采用高精度单元，不 采用常应变单元。如果为了模拟复杂边界，对于平面尽量 采用6节点三角形单元或8节点四边形单元，不采用3节点 三角形单元或4节点四边形单元；对于四面体尽量采用10 节点单元，不采用4节点单元；对于五面体尽量采用9节点 单元或15节点单元，不采用6节点单元；对于六面体尽量 20节点单元，不采用8节点单元。当然这些情况应该具体 问题灵活处理，并不是绝对固定的。面或体单元形态 1）网格划分时，单元面内角度的变化用扭 曲度描述，它代表了单元面内的扭转和面 外翘曲程度。不
3、同单元的扭曲度不同，其 值由经验确定。 2）网格划分时,单元各边之间的比例不能 太大，对于线性单元（例如：4节点四边形 单元、8节点六面体单元等）要求小于3； 对于二次单元（例如：8节点四边形单元、 20节点六面体单元等）要求小于10等等。面或体单元大小 标准单元的边长通常以几何模型的最小尺 寸确定，即如果几何模型的厚度是结构的 最小尺寸，那么标准单元的边长至少应与 这个厚度相当。高应力区和应力集中区的 单元应该细分，单元大小取决于计算精度 要求。面或体单元过渡 1）从小单元到大单元过渡时，应使同一节点所 连接的单元不致相差太大，避免突然过渡现象。 通常用计算结果调整，保证同一节点所连接的单
4、元精度值至少在0.1以下。单元精度值根据单元内 节点应力与节点平均应力的误差计算。 2）难于过度处最好使用过渡单元，过渡单元的 使用要比用同一单元勉强过渡的计算结果要好。 例如：对于复杂体结构间的过渡，最好使用“金子 塔”单元过渡。面或体转接部位的单元 几何模型圆角过渡处的单元划分，根据弧 长对应的圆心角和半径确定，对于半径为 3mm左右、圆心角大于90度的转接弧长， 通常至少要划分34个单元。高应力区的单元 对高应力区，要进行网格细分应力稳定性 计算。即采用多次局部网格细分并进行计 算，当前、后两次计算结果满足所需的精 度要求时（通常要求小于0.03）确定网格。 总之，几何模型网格划分时，要在单元类 型、单元形态、单元大小、单元过渡和局 部应力稳定等方面下功夫，才能满足工程 上的精度要求，达到预期的结果。Thanks！
