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1、.CATIA有限元高级网格划分教程盛选禹 李明志1.1 进入高级网格划分工作台（1） 翻开例题中的文件Sample01.CATPart。（2） 点击主菜单中的【开场】【分析与模拟】【Advanced Meshing Tools】(高级网格划分工具，就进入【Advanced Meshing Tools】高级网格划分工具工作台，如图11所示。进入工作台后，生成一个新的分析文件，并且显示一个【New Analysis Case】新分析算题对话框，如图12所示。图11【开场】【分析与模拟】【Advanced Meshing Tools】(高级网格划分工具（3） 在【New Analysis Case】
2、新分析算题对话框内选择【Static Analysis】静力分析选项。如果以后翻开该对话框的时候均希望是计算静力分析，可以把对话框内的【Keep as default starting analysis case】在开场时保持为默认选项勾选。这样，下次进入本工作台时，将自动选择静力分析。（4） 点击【新分析算题】对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。1.2 定义曲面网格划分参数本节说明如何定义一个曲面零件的网格类型和全局参数。（1） 点击【Meshing Method】(网格划分方法)工具栏内的【高级曲面划分】按钮，如图13所示。需要在【Meshing Method】(网格划分方法)工具栏内点击
3、中间按钮的下拉箭头才能够显示出【高级曲面划分】按钮。图12【New Analysis Case】新分析算题对话框图13【高级曲面划分】按钮（2） 点击【高级曲面划分】按钮后在图形区选择零件，弹出【Global Parameters】全局参数对话框，如图1-4所示。图1-4 【Global Parameters】全局参数对话框（3） 在【Global Parameters】全局参数对话框内定义需要的网格参数。在本例题中，用户需要定义的参数如下：l 选择【Set frontal quadrangle method】设置前四边形网格方法按钮，作为网格的类型。l 点击【Mesh】网格选项卡，定义下面的
4、全局参数：i. 在【Mesh size】网格尺寸数字栏内输入5mm；ii. 在【Offset】偏移量数字栏内输入0mm。l 点击【Geometry】几何选项卡，定义下面的全局参数：i. 在【Constraint sag】约束垂度数字栏内输入1mm；ii. 在【Min holes size】最小孔大小数字栏内输入10mm；iii. 选择【Merge during simplification】简化过程中合并选项；iv. 在【Min size】最小尺寸数字栏内输入2mm。（4） 点击【Global Parameters】全局参数对话框内的【确定】按钮，在左边的模型树中出现新的元素【Advanced
5、 Surface Mesh】高级曲面网格，如图15所示。图15模型树中的新元素【Advanced Surface Mesh】高级曲面网格注意！进入【高级曲面网格】工作台后，以下工具栏将显示出来：l 【Local Specifications】局部网格设置；l 【Execution】执行；l 【Edition Tools】编辑工具。在任何时候，都可以对全局参数进展修改和显示。点击【Global Parameters】全局尺寸工具栏内的【Global Parameters】全局尺寸按钮，就可以弹出【Global Parameters】全局参数对话框。1.3 设置控制和节点本节说明如何定义棱边点分布
6、的控制，为了完成设置，需要选择棱边、顶点、曲线或者点几何形状上的点。继续1.2节的设置，文件仍然处于翻开状态，仍然处于【Advanced Surface Meshing】高级网格划分工作台。（1） 点击【Local Specifications】局部规定工具栏内的【Add/Remove Constraints】添加/移除控制按钮，如图16所示。弹出【Add/Remove Constraints】添加/移除控制对话框和【Trap Type】选择方法对话框，如图17和图18所示。图16【Local Specifications】局部规定工具栏内的【Add/Remove Constraints】添加
7、/移除控制按钮图17 【Add/Remove Constraints】添加/移除控制对话框图18【Trap Type】选择方法对话框（2） 点击选择要约束的棱边，如图19所示。点击选择后，棱边颜色显示为黄色，【Add/Remove Constraints】添加/移除控制对话框更新显示内容，如图110所示。图19选择的棱边图110 更新显示的【Add/Remove Constraints】添加/移除控制对话框（3） 点击【Add/Remove Constraints】添加/移除控制对话框内的【确定】按钮。（4） 点击【Local Specifications】局部规定工具栏内的【Imposed
8、Elements】强制单元按钮，弹出【Imposed Elements】强制单元对话框，如图111所示。（5） 选择上面控制布置设置的棱边，弹出【Edit Elements Distribution】编辑单元分布对话框，如图112所示。图111【Imposed Elements】强制单元对话框图112 【Edit Elements Distribution】编辑单元分布对话框（6） 设置单元分布新的参数，在本例题中设置的参数如下：l 在下拉列表框内选择【Uniform】均匀分布类型；l 在【Number of elements】单元数量数字栏内输入10。点击【Edit Elements Dis
9、tribution】编辑单元分布对话框内的【确定】按钮。在选择的棱边上对节点或者单元进展分布。节点分布的描述出现在【Imposed Elements】强制单元对话框内，如图113所示。（7） 点击【Imposed Elements】强制单元对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。同时图形上所选棱边显示出划分的节点，如图114所示。图113 节点分布的描述出现在【Imposed Elements】强制单元对话框图114所选棱边显示出划分的节点1.4 启动网格划分操作本节说明如何生成网格，生成网格的参数是本章前面几节设定的网格参数。（1） 点击【Execution】执行工具栏内的【Mesh The P
10、art】划分零件网格按钮， 程序自动对零件进展网格划分，并且在【Mesh The Part】划分零件网格对话框内显示一个根本的总结，如图115所示。同时零件被自动划分网格，如图116所示。图115在【Mesh The Part】划分零件网格对话框内显示的总结图116 零件自动划分的网格显示被自动切换到划分质量模式，用户自己可以查看生成网格的单元质量。（2） 点击【Mesh The Part】划分零件网格对话框的【确定】按钮，关闭对话框。1.5 分析单元质量本节说明如何使用一些根本的网格质量分析功能。质量分析功能在所有网格划分过程中，都是可以调用的。可以对所有的单元，或者针对某一个单元分析单元质
11、量。（1） 点击【Mesh Analysis Tools】网格分析工具工具栏内的【Quality Analysis】质量分析按钮，弹出【Quality Analysis】质量分析对话框，如图117所示。图117 【Quality Analysis】质量分析对话框【Quality Analysis】质量分析对话框是一个显示指定质量和分析网格的过滤器，通过选择特定的参数，用户可以决定如何观察划分的网格。对话框还提供了一系列的功能，可以对网格进展更加深入的分析。（2） 点击【Quality Analysis】质量分析对话框内的【Show Quality Report】显示分析报告按钮，弹出【Qual
12、ity Report】质量报告对话框，显示出所选择局部网格质量的统计数据：Good好、 Poor差、Bad坏、Worst最坏 和Average平均，如图118所示。图118【Quality Report】质量报告对话框（3） 点击对话框内的【Connectivities】连通性选项卡，显示网格的连通性统计结果节点数量，单元数量，连通性，每个连通的单元数。，如图119所示。图119 【Connectivities】连通性选项卡显示的内容（4） 点击【Quality Report】质量报告对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。下面说明如何分析单个单元的质量。（5） 点击【Quality Analys
13、is】质量分析对话框内的【Analyze An Element】分析一个单元按钮。（6） 选择已经划分网格的一个单元，如图120所示。图120选择网格的一个单元图121【Analyze Single】分析单个单元对话框弹出【Analyze Single】分析单个单元对话框，如图121，显示出所选择单元的质量：Taper变尖，Distortion扭曲，Warp Factor翘曲系数， Warp Angle翘曲角度， Skew Angle歪斜角度, Min. Length最小长度，Max. Length最大长度，Length Ratio长度比和 Normalized Value归一化数值。换句话说
14、，可以检查每个单元的质量是否适宜。（7） 点击【Analyze Single】分析单个单元对话框内的【确定】按钮，关闭该对话框。（8） 点击【Quality Analysis】质量分析对话框内的【确定】按钮，关闭该对话框。1.6 网格编辑本节说明如何通过使用自动平滑功能移动选项编辑一个网格单元，然后将一个单元切割为两个。（1） 点击【Edition Tools】编辑工具工具栏内的【Edit Mesh】编辑网格按钮，如图122所示。弹出【Edit Mesh】编辑网格对话框，如图1-23所示。图122【Edition Tools】编辑工具工具栏内的【Edit Mesh】编辑网格按钮图1-23 【E
15、dit Mesh】编辑网格对话框（2） 在图形区选择一个节点，如图124所示。移动该节点，根据节点移动到的位置，单元的质量和可视化动态更新。（3） 点击选择【Edit Mesh】编辑网格对话框内的【Smooth around modifications】在修改点周围平滑选项，如图125所示。图124 图形区选择一个节点图125选择【Smooth around modifications】在修改点周围平滑选项（4） 再在图形区选择一个节点，将节点移动到希望的位置，如图126所示。图126 移动节点的位置注意到，当【Edit Mesh】编辑网格对话框内的【Smooth around modifications】在修改点周围平滑选项仍然处于被激活状态时，无论用户将节点移动到什么位置，单元的质量都不再改变。（5） 将鼠标移动
