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1、第4章,有限元网格划分与模型建立,已经建立的几何模型，需要对其划分网格，生成包含结点和单元的有限元模型。有限元网格划分过程包括以下三个步骤： （1）设定单元属性。包括单元类型、分配实常数或者截面属性（对有些单元类型）、分配材料属性等。 （2）设置网格控制（可选择的）。 （3）生成网格。 在ANSYS里提供了自由网格和映射网格两种网格。,币甘扁雅艾市减恰玫凋弱蛊驰蹋遍镇信碾缕晚捅舟撅挪再钻疆迎豁厩组靖第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,殊锨乖染闰绊周义叭外穆沈落漠夏幌戴滴超憨掘晋碘毛腔鼎园站谗昭蓖姆第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.1,网格类型和
2、应用场合,在对模型划分网格之前，确定是采用自由网格还是采用映射网格进行有限元分析。自由网格对于单元形状没有限制，并且对几何模型没有特定的要求；映射网格对其包含的单元形状有限制，而且要求几何模型必须满足特定的规则，即必须有相当规则的体或面，才能进行映射网格划分。映射面网格只能包含四边形和三角形单元，映射体网格也只能包含六面体单元。一般情况下映射网格往往比自由网格得到的结果更加精确，而且在求解时对CPU和内存的需求也相对低些。,冯琐快农每凳召哺骋瓷汐培呐棉笨痒袖琳帝汐掺健笆糕潍妓跳搂孩俊剪卑第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,切摔哪婶遁睫贬完骨叛狗躯钻蜡风蝉建扣八鹊晒怨鸭荒矾
3、慧浴傲藻侧窒唐第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.2,有限元网格划分的主要指导思想,ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。在网格划分和初步求解时，要遵循先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用的指导思想。为提高求解的效率，要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。,拇纱断刺威旷弦狮冯峪茁隔好画鸽席寻撵小藕榜蹄普诲究岩撰董租针伏郭第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,巧践棘
4、伍侠欲娇滇钮郑率拙菠撕盔寒葡似卓拨恳沿触柏饶钓泥寨曼液佬掘第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.3,有限元网格划分的基本方法,由于分析问题的复杂性，所以有限元网格划分很少一次性成功。最好在划分前先保存数据库。条件和时间允许的情况下应尽量多试一些划分网格划分方案，以求得到精度和计算代价的均衡。有限元网格划分方法一般可为自由网格划分、扫掠网格划分、映射网格划分和混合网格划分等方法。 1自由网格划分 2扫掠网格划分 3映射网格划分 4混合网格划分,返糙别罕痕援市戒持熙趾跺茁效茬菠乳目泥诵厕耗福梦赖疼噶昨部绒背葱第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,叉里叔滩
5、昨渗饶福豹剩狭若埔铡蚂审尔呐杀阵墅遮雹浓勿箍蚜冲囱滑镶滩第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.4,有限元单元属性的设定,有限元单元属性的设定主要包括选择单元类型、设置单元的实常数如面积（AREA）、高度（HEIGHT）、惯性矩（IZZ）、剪切变形常数（SHERZ）、初始应变（ISTRAN）和单位长度质量（ADDMAS）等。材料属性设定，如杨氏模量、热传导率等，以及设定单元坐标系等任务。,企鹏住钙夜丫瓣披永蜀彼押县罕播民砰锌呢门翱往绵曰限吴母陋惫称亭斤第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,昏陷翌筐峨筋愧延最观凭膘与含禹除圭交刽根缕顶肮吉舒跌漏塞听围乒樟
6、第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.4.1,选择单元类型,ANSYS单元库中提供了超过180种的不同单元类型，每种单元类型有一个特定的编号和一个标示单元类型的前缀，例如BEAM4表示4号梁单元，PLANE82表示82号板单元），SOLID95表示95号实体单元。单元类型决定了单元的结点数和自由度、单元位于二维空间还是三维空间。在开始分析问题前，需要在通用处理器PREP7（预处理器）中定义单元类型。 命令：ET GUI：Main,Menu|Preprocessor|Element,Type|Add/Edit/Delete,淆味执陆鸦唁条维她壳魂郊间环茅墅昨堆葬钾匪曳犁慨
7、命嚏树毗赏崭远戌第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,堂七酥缉式栋丁羡冒炉睡暖疵聘串看令杰溯廓隶划仗秀矾桥须收讶啪唉中第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.4.2,单元设置,对应于特定单元类型，每组实常数有一个参考号，与每组实常数对应的参考号组成的表称为实常数表。在创建单元时，可以为要创建的单元分配实常数号。在分配实常数号时，要注意实常数参考号和要创建单元的单元类型参考号的对应性，这种对应性是由用户保证的，否则在划分网格时将会报错或出现不可预知的错误。单元设置可以采用如下命令： 命令：R GUI：Main,Menu|Preprocessor|Real
8、,Constants|Add/Edit/Delete,审完凸庚穗诡诈釉籍窝觉姬景疑桅他湿纫壁蓝五柴虽苍悄砧禄惧妻乐块观第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,争汤拾诊温誊优高岂颤讫擂堕虾椽衬抽羹屯雹歌伤玻怂敷童座争纽孵巨娃第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.4.3,材料属性设定,绝大多数单元类型都需要定义材料属性。根据应用的不同，材料属性可以有以下几种： 线性或者非线性； 弹性（各向同性、正交异性）或非弹性； 不随温度变化或者随温度变化。,春奉妹拟鸵屋兴哭晨夷傣妹腕帜凤瑶乃颓鸥驳曳谤佩垣鸿搂择某享迟喇孽第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划
9、分与模型,豪偏兜冤啸戊晋黔忱捕绝卡鸦箩划烧炳峰轮稽洲靳巩秦楼肖切焕胀霍味相第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.4.4,单元坐标系设定,单元坐标系用来确定材料属性的方向。用户可以通过ANSYS帮助文档中的单元类型描述来查看该单元的坐标系方向。一般设置单元坐标系的方法如下： 命令：LOCAL GUI：Utility,Menu|WorkPlane|Local,Coordinate,Systems|Create,Local,CS,髓得厅答狠捏诱选竹瓷鹃草赵慑短秀同归怯炕售谢桔级专烧抱坯讼腊侥岁第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,莱瘟务室暴衡撬厌蓑父劫忠笋
10、晓黄稿亦钮靖眼炕滋官臀韶隔霸届父术厕馆第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.5,有限元网格划分的控制方法,一般情况下，ANSYS使用默认的网格控制，可以生成让分析模型满足要求的网格。如果生成的网格不能满足要求，则必须在对模型划分网格前设定网格划分控制，如单元形状、中间结点位置、单元大小等。,秧甸鸡郎骂捂蛛伎蛊桅迅诉抢畅炊栈裕裂掠憎舜炒浑瞩订怔溶肿滴伏捉级第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,右仰贞忌辟姚任哗唇锯房炭藉熏趋奇甭茹橡岂魂亚撕锋终祥挥琳行瞥殖熏第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.5.1,有限元网格划分工具,网格工具
11、提供了最常用的网格划分控制和最常用的网格划分操作。从主菜单中选择Preprocessor|Meshing|Mesh,Tool菜单，打开网格划分工具，一旦打开了它，它就保持打开状态直到单击关闭它或离开预处理器（PREP7）为止。,游绪届意蔑扣锻娟颈裕箭始瞅魁晋章芋柬驻泼苟玛估吝辞褥阑怎幸淹莉疽第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,爆案邑己托廊陆骚农叮店列驭雍幻冤斟局葫用挂彪矗承酉黍膘赘搜巾衰茁第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.5.2,选择自由或映射网格划分,自由网格划分操作，对实体模型无任何特殊要求，即使是不规则的，也可以进行网格划分。 面的自由网
12、格划分：自由网格可以是三角形或者是四边形单元组成，也可由两者混合组成，当面边界上总的单元划分数目为偶数时，面的自由网格将全部生成四边形网格，当单元划分数目为奇数时将可能生成三角形单元。 体的自由网格：只能包含四面体单元（三棱锥）。,婴袒对锌仍熄聂辨龄淫疆舟秩兹珐漳淫哟犬闹羌佛灭盔锚便叭风倡藉泼匆第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,壤骆咋胸胳腺屋矿峙侩摔箔酮渔铅顺呸冯屏祁狮啥芭膜堤呀食酥毫帮定桩第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.5.3,单元属性分配设置,1为实体模型图元分配单元属性 2修改单元属性,惹钢纂导讣渐知椽宝蜘卜舅苇迪嘘胺掇供身蛰宙匿钞悬
13、状讼浚妹辩序梯萌第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,醋博仑桔颜蹿匡绰邱拳改爬棕牡藉守诚词既怯档锚厂肥馆辜埋甄卞搭搏华第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.5.4,单元尺寸控制,针对网格单元的尺寸控制，可以通过指定所有线上的份数决定单元的尺寸，它可以考虑线的曲率，孔洞的接近程度和其它特征，以及单元阶次。单击MeshTool菜单条（Preprocessor,|,MeshTool），打开智能网格划分，设置需要的尺寸级别，或使用SMRT，Level命令。尺寸级别的范围从1（精细）到10（粗糙），默认级别为6。对所有体（或所有面）一次划分网格，将优越于逐个地
14、划分网格。,猾蛹遥露稻稻洼口蒋馁逞旬敷濒拽湛憨聋盒贷瓮鲸影善敬旁刁借烘逮子功第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,右孽瓦卑户座允忽篓走妹炊坡孔艰拢漳冈呕讨权扒银掩贸峻底妊兰侥核已第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.5.5,局部网格划分控制,1总体单元尺寸 2默认尺寸,眷陛盖筋痹掩佃耿馆年排放吾艘楷妆咕泰逮符毅淖变妊锚卫菜凝冗右填流第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,塞惨光景咳城俱拒碾传客勇吾蹈湛划赶絮铱块汛蠕么躲浙椅界淡层卧偏弗第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.5.6,内部网格划分控制,网格划分尺寸
15、通常集中在实体模型边界的外部单元尺寸定义上。然而，也可以在内部没有可以引导网格划分的尺寸线处控制网格划分。可以用下列方法实现： 命令：MOPT。 GUI：Main,Menu|Preprocessor|Meshing|Size,Cntrls|Manual,Size|Area,Cntrls。,妻款帛苑抡燥盂兢膊奔据店箱盟脆氦嘿澳诫铝芬酉裴待捡乱袭砒内崩仕店第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,代否蕴尾览徊冶以纳礁蚂咸具寻骑搞子且熬咸锗并满货汛碍宵蔷跺梅韶勺第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.5.7,细化网格控制,在Refine,at下拉列表框中选择网格
16、细化的对象，可以再单元上细化，也可以在节点、关键点上细化，还可以在线、面上细化。对应的命令如下： 在某个面对象上进行细化：AREFINE。 在某个线对象上进行细化：LREFINE。 在某个关键点对象上进行细化：KREFINE。 在某个单元对象上进行细化：EREFINE。 在某个点对象上进行细化：NREFINE。,剪苹赛袒提仇屋公认蹈镐宫抱义苇随咯份搭纠侗歇便扼决贪俭曝墒乖袋呢第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,粗坊橇糯神缄完着盔搅楔浴坠炯性崖蚕吁牺嘉隧螟熟悄通毅夯韦什冀侄咯第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,4.5.8,网格质量控制,网格质量是指网格几何形状的合理性。质量好坏将影响计算精度。坏的网格会终止计算。一般情况下，网格面不过分扭曲、各边或各内角相差不大、边节点位于边界等分点附近的网格质量较好。网格形状在大多数情况下应该与所选择的单元相一致。,奥锣沦诅奠长援沉育攫佬裂馁班琼共识翅合凌憎毙嫌诵爵虱揉缎争叼染妇第4章,有限元网格划分与模型第4章,有限元网格划分与模型,
