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1、网格 划分 理论,第 10 章,January 30, 2001 Inventory #001441 10-2,网格划分 概述,网格划分包含以下3个步骤 : 定义单元属性 指定网格的控制参数 生成网格 本章, 我们将详细介绍上述3个步骤并讨论网格划分的其他选项. 内容包括: A. 多种单元属性 E. 过渡网格划分 B. 控制网格密度 F. 网格的拖拉 C. 改变网格 G. 扫掠网格划分 D. 映射网格划分 H. 实践,January 30, 2001 Inventory #001441 10-3,网格划分 A. 多种单元属性,如前所述, 每个单元有以下与之相关的属性: 单元类型 (TYPE)
2、实常数 (REAL) 材料特性 (MAT) 许多 FEA 模型有多种属性. 例如，下图所示的筒仓有两种单元类型, 三种实常数, 以及两种材料.,材料 1 = 混凝土 材料 2 = 钢,实常数 1 = 3/8” 厚度 实常数 2 = 梁单元特性 实常数 3 = 1/8” 厚度,类型 1 = 壳单元 类型 2 = 梁单元,January 30, 2001 Inventory #001441 10-4,网格划分 .多种单元属性,只要您的模型中有多种单元类型(TYPEs), 实常数(REALs) 和 材料 (MATs), 就必须确保给每一种单元指定了合适的属性. 有以下3种途径: 在网格划分前为实体模
3、型指定属性 在网格划分前对MAT, TYPE,和REAL进行 “总体的” 设置 在网格划分后修改单元属性 如果没有为单元指定属性, ANSYS将MAT=1, TYPE=1, 和 REAL=1作为模型中所有单元的缺省设置. 注意, 采用当前激活的TYPE, REAL, 和 MAT 进行网格操作.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-5,网格划分 .多种单元属性,为实体模型指定属性 1. 定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数. 2. 然后使用 网格工具的“单元属性” 菜单条 (Preprocessor MeshTool): 选择实体类型后按 SET键.
4、拾取您想要指定属性的实体. 在后续的对话框设置适当的属性. 或 选择需要的实体,使用 VATT, AATT, LATT, 或 KATT 命令. 3. 当您为实体划分网格时, 它的属性将自动转换到单元上.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-6,网格划分 .多种单元属性,使用总体的属性设置 1. 定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数. 2. 然后使用网格工具的“单元属性” 菜单条 (Preprocessor MeshTool): 选择 Global 后按 SET 键. 在 “网格划分属性” 对话框中激活需要的属性组合. 这些被视为激活的 TYPE, R
5、EAL,和 MAT 设置. 或使用 TYPE, REAL, 和 MAT 命令. 3. 仅对使用上述设置属性的实体划分网格.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-7,网格划分 .多种单元属性,修改单元属性 1. 定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数. 2. 激活需要的TYPE, REAL, 和 MAT设置的组合: Preprocessor -Attributes- Define Default Attribs. 或使用 TYPE, REAL, 和 MAT 命令 3. 仅修改使用上述设置属性的单元的属性: 使用 EMODIF,PICK 命令或选择 Pre
6、processor Move/Modify -Elements- Modify Attrib 拾取需要的单元 4. 在后续的对话框,将属性设置为 “All to current.”,January 30, 2001 Inventory #001441 10-8,网格划分 .多种单元属性,牢记以下几点: 您可以激活属性编号校核单元属性 : Utility Menu PlotCtrls Numbering 或用 /PNUM,attr,ON命令, attr 可以是 TYPE, MAT, 或 REAL,在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性. 在实体模型上指定属性, 您可以避免在网格划分操作中重新设
7、置属性. 由于 ANSYS 的网格划分算法在一次对所有实体进行网格划分时更为有效,因而这种方法更为优越. 清除实体模型上的网格将不会删除指定的单元属性.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-9,网格划分 B. 控制网格密度,ANSYS 提供了多种控制网格密度的工具, 既可以是总体控制也可以是局部控制: 总体控制 智能网格划分 总体单元尺寸 缺省尺寸 局部控制 关键点尺寸 线尺寸 面尺寸,January 30, 2001 Inventory #001441 10-10,网格划分 .控制网格密度,January 30, 2001 Inventory #001
8、441 10-11,网格划分 .控制网格密度,使用智能网格划分: 导出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). 缺省级别为 6. 对所有体 (或所有面)一次划分网格, 将优越于一个一个地划分网格.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-12,网格划分 .控制网格密度,如图所示为采用不同的SmartSize尺寸级别进行四面体网格划分的例子. 高级的 SmartSize 控制, 如网格扩张和过渡系数在
9、SMRT 命令 (或Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -SmartSize- Adv Opts.)中提供. 您可以使用MeshTool菜单条或采用smrt,off命令关闭智能网格划分.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-13,网格划分 .控制网格密度,总体单元尺寸 您可以为整个模型指定最大的单元边长 (或每条线的份数): ESIZE,SIZE 或 Preprocessor MeshTool “Size Controls - Global” Set 或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrl
10、s -Global- Size,可单独使用或与 智能网格划分联合使用. 单独使用ESIZE (智能网格划分关闭) 将采用相同的单元尺寸对体 (或面) 划分网格. 在 智能网格划分 打开时, ESIZE 充当 “向导,” 但为了适应线的曲率或几何近似指定的尺寸可能无效.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-14,网格划分 .控制网格密度,缺省尺寸 如果您不指定任何控制, ANSYS 将使用缺省尺寸, 它将根据单元阶次指定线的最小和最大份数, 表面高宽比等. 用于映射网格划分, 但在智能网格划分关闭时, 自由网格划分也可使用. 您可以采用 DESIZE 命令
11、或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Global- Other 调节缺省的尺寸规格.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-15,网格划分 .控制网格密度,关键点尺寸 通过关键点控制单元尺寸: Preprocessor MeshTool “Size Controls: Keypt” Set 或 KESIZE 命令 或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Keypoints- 不同的关键点可以不同的 KESIZE, 为您在网格上有更多的控制. 对应力集中区域非常有用. 智能网格划分打
12、开时,为了适应线的曲率或几何近似指定的尺寸可能无效.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-16,网格划分 .控制网格密度,线尺寸 控制线上单元尺寸: Preprocessor MeshTool Size Controls: Lines Set 或 LESIZE 命令 或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Lines- 不同的线可以有不同的 LESIZE. 指定尺寸可以是 “硬的” 或 “软的.” “硬的” 尺寸即使在智能网格划分打开时也将被网格划分器采用. 在所有其它尺寸控制最优先. “软的” 尺寸在智能网格划分打开
13、时可能无效. 您也可以指定一个边长比例 最后一个分割与第一个分割的比率. 使网格偏向线的一端或中间.,对 “软的”选是 对 “硬的”选否,January 30, 2001 Inventory #001441 10-17,网格划分 .控制网格密度,面尺寸 在面的内部控制单元尺寸: Preprocessor MeshTool “Size Controls: Areas” Set 或 AESIZE 命令 或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Areas- 不同的面可以有不同的AESIZE. 面与面的交线仅在未指定LESIZE 或 KESIZE 且邻近无尺寸更小的
14、面时使用指定尺寸. 智能网格划分打开时,为了适应线的曲率或几何近似 指定的尺寸可能无效.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-18,网格划分 .控制网格密度,演示: 恢复 ribgeom.db 用 SMRT,6 划分网格. (并非很好的网格) 用 SMRT,3 重新划分网格(好的网格) 将ESIZE设为0.2后重新划分网格. 由于智能网格划分器考虑了 ESIZE ,即使SMRT设为 3, 网格也变得很粗糙. 同时注意单元尺寸并不相同 (因为 SMRT 为打开状态). 关闭 SMRT重新划分网格. 单元尺寸现在完全相同.,January 30, 2001
15、Inventory #001441 10-19,网格划分 C. 改变网格,如果划分的网格不满意, 您总可以通过以下步骤重新划分网格: 1. 清除网格. clear 操作网格划分的逆操作 : 它将 删除 节点和单元. 使用在 MeshTool中得 Clear 按钮, 或使用 VCLEAR, ACLEAR, 等. (若您在使用 MeshTool, 您可以跳过这一步,因为程序将在执行第3步时提示您是否清除网格) 2. 指定新的或不同的网格控制. 3. 再次划分网格.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-20,网格划分 .改变网格,另一个网格划分选项是在指定的区
16、域 refine (细化)网格. 对所有的面单元和四面体体单元有效. 简易的方法是使用 MeshTool: 存储数据库. 选择您想要细化的区域 在节点, 单元, 关键点, 线, 或面 按 Refine 键. 拾取您想要细化的实体. (若选择 “All Elems 不必执行此操作.”) 选择细化的尺寸级别. 级别 1 (最小细化) 是一个好的起点.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-21,网格划分 D. 映射网格划分,有两种主要的网格划分方法: 自由划分和映射划分. 自由划分 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. 映射划分 面的单元形状限制为四边形,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.,January 30, 2001 Inventory #001441 10-22,网格划分 .映射网格划分,自由网格 易于生成; 不须将复杂形状的体分解
