ANSYS基础教程网格划分.docx
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ANSYS基础教程网格划分
ANSYS基础教程——网格划分
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ANSYSANSYS教程网格划分
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本文将详细介绍网格划分的3个步骤并讨论网格划分的其他选项.内容包括:
多种单元属性、控制网格密度、改变网格、映射网格划分、过渡网格划分、网格的拖拉、扫掠网格划分及实践。
·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
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)
–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.
·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.
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.
–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.
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,REAL,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.
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>DefaultAttribs...
–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Preprocessor>Move/Modify>-Elements-ModifyAttrib
–拾取需要的单元
4.在后续的对话框,将属性设置为“Alltocurrent.”
牢记以下几点:
·您可以激活属性编号校核单元属性:
–UtilityMenu>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.
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
智能网格划分
·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.
·智能网格划分的缺省设置是关闭,在自由网格划分时建议采用智能网格划分。
它对映射网格划分没有影响.(自由网格划分与映射网格划分将在后面讨论.)
·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.
·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SMRT命令(或Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-SmartSize-AdvOpts...)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.
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>“SizeControls-Global”[Set]
–或Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-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.
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命令或Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-Global-Other调节缺省的尺寸规格.
关键点尺寸
·通过关键点控制单元尺寸:
–Preprocessor>MeshTool>“SizeControls:
Keypt”[Set]
–或KESIZE命令
–或Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-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.
·智能网格划分打开时,为了适应线的曲率或几何近似指定的尺寸可能无效.
线尺寸
·控制线上单元尺寸:
–Preprocessor>MeshTool>SizeControls:
Lines[Set]
–或LESIZE命令
–或Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-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.
面尺寸
·在面的内部控制单元尺寸:
–Preprocessor>MeshTool>“SizeControls:
Areas”[Set]
–或AESIZE命令
–或Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-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.
·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.
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.
·另一个网格划分选项是在指定的区域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“AllElems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.
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.
自由网格
+易于生成;不须将复杂形状的体分解为规则形状的体.
–体单元仅包含四面体网格,致使单元数量较多.
–仅高阶(10-节点)四面体单元较满意,因此DOF(自由度)数目可能很多.
映射网格
+通常包含较少的单元数量.
+低阶单元也可能得到满意的结果,因此DOF(自由度)数目较少.
–面和体必须形状“规则”,划分的网格必须满足一定的准则.
–难于实现,尤其是对形状复杂的体.
生成自由网格
·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
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