ANSYS入門教程第8講,網格劃分控制?

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工具/原料

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方法/步驟

ANSYS使用的預設網格控制也許可以使分析模型生成足夠的網格以便於分析。但是,如果採用網格剖分控制,則必須在對實體模型網格剖分之前設定網格剖分控制。網格劃分控制允許建立用於實體模型網格劃分的因素,例如,單元形狀、中間節點的位置、單元大小等。此步驟是整個分析中最重要的步驟之一,因為,此階段所得到的有限元網格將對分析的準確性和經濟性起決定作用。

網格劃分工具

ANSYS網格劃分工具(MeshTool)提供了最常用的網格劃分控制和網格劃分操作的快捷途徑。

ANSYS入門教程第8講,網格劃分控制

Element Attributes:單元屬性設定。對將要劃分的網格單元設定單元屬性。在“Element Attributes”下面的下拉選單中有5個選項,如圖。

ANSYS入門教程第8講,網格劃分控制

選擇其中需要設定單元屬性的項,單擊“Set”按鈕,則彈出如下圖所示的對話方塊,在該對話方塊中各選項可相應地設定單元型別號、材料參考號、實常數號、單元座標號和截面號。

ANSYS入門教程第8講,網格劃分控制

Smart Size:智慧化控制。這個命令用於對網格劃分進行智慧化控制。但這個命令只在自由網格劃分中有效,不能用於對映網格劃分。

開啟智慧網格,尺寸級別的範圍從 1 (精細) 到10 (粗糙), 預設級別為 6 ,級別越高說明網格越粗。

GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Size Cntrls > SmartSize > Basic

注意:只有關閉meshtool對話方塊,才會出現BASIC選單。

Smartsize高階控制:

GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Size Cntrls > SmartSize > Adv Opts

I:[FAC]:用於計算預設網格尺寸的比例因子,取值範圍0.2~5。

II:【EXPAND】:網格劃分膨脹因子。該值決定了面內部單元尺寸與邊緣處的單元尺寸的比例關係。取值範圍0.5~4。

III:【TRANS】:網格劃分過渡因子。該值決定了從面的邊界上到內部單元尺寸漲縮的速度。該值必須大於1而且最好小於4。

ANSYS入門教程第8講,網格劃分控制

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ANSYS入門教程第8講,網格劃分控制

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Size Controls:單元尺寸控制。此命令可以對不同幾何元素的網格劃分進行尺寸控制。

由於結構形狀的多樣性,在許多情況下,由預設單元尺寸或智慧尺寸使產生的網格並不合適,在這些情況下,進行網格劃分時必須做更多的處理。可以通過指定下述的單元尺寸來進行更多的控制。

各項作用:

Global:對整個模型進行尺寸設定。執行這個命令會彈出子選單,其各項功能如下:

Size:設定網格單元邊的長度和邊界線上網格的個數。

Area Cntrls:設定面網格劃分的選項,包括面網格縮放因子和網格過度因子。

Volu Cntrls:設定體網格劃分選項,僅包括四面體網格縮放因子。

Other:控制預設的單元大小,適用於對映網格。

Areas:對於設定面模型劃分網格單元大小的選項。執行這個命令會彈出子選單,其功能如下:

All Areas:對所有面設定劃分網格單元大小。

Picked Areas:對所選定的面設定劃分網格單元大小。

Clr Size:刪除已經設定好的面單元劃分大小。

Lines:用於設定模型中線上劃分網格的單元尺寸。

Keypoints:用於設定離關鍵點最近的單元的邊長。

Layers:在模型中線上設定分割等分數和步長比率。

單元形狀控制:

I:同一網格區域的面單元(二維)可以是三角形或者四邊形,體單元(三維)可以是六面體或四面體形狀。

II:在進行網格劃分之前,應該決定是使用ANSYS對於單元形狀的預設設定,還是自己指定單元形狀。

III:此命令的功能是對實體單元劃分網格進行控制。在“Mesh”後的下拉選單中有Volumes、Areas、Lines和Keypoints四個實體模型選項,選擇不同的實體模型會有不同的單元形狀選項,選擇合適的單元形狀,再選擇網格劃分方式,單擊“Mesh”按鈕,即可開始網格劃分。若對網格劃分結果不滿意,可以單擊“Clear”按鈕,清除網格,然後可以更新設定重新劃分網格。

ANSYS入門教程第8講,網格劃分控制

網格劃分器的選擇:

I:兩種主要的網格劃分方法: 自由網格劃分和對映網格劃分。

II:自由網格劃分

• 無單元形狀限制。

• 網格無固定的模式。

• 適用於複雜形狀的面和體。

III:對映網格劃分

• 面的單元形狀限制為四邊形或三角形,體的單元限制為六面體 (方塊)。

• 通常有規則的形式,單元明顯成行。

• 僅適用於 “規則的” 面和體, 如矩形和方塊。

網格劃分器選擇-自由網格劃分

自由網格是面和體網格劃分時的預設設定。生成自由網格比較容易:

• 匯出 MeshTool 工具, 劃分方式設為自由劃分.

• 推薦使用智慧網格劃分 進行自由網格劃分,啟用它並指定一個尺寸級別。 儲存資料庫。

• 按 Mesh 按鈕開始劃分網格。按拾取器中 [Pick All] 選擇所有實體 (推薦)。

對映網格劃分

對映網格劃分要求面或體有一定的形狀規則,可以指定程式全部用四邊形面單元、三角形單元或者六面體單元生成網格模型。

面對映網格劃分

面對映網格包括全部是四邊形單元或者全部是三角形單元,面對映網格需滿足下列條件:

1、 該面必須是三條邊或者四條邊(有無連線均可)

2、 如果是四條邊,對邊必須劃分為相同數目的單元,或者是劃分一過度型網格。如果是三條邊,則線分割總數必須是偶數且每條邊分割數相同。

3、 網格劃分必須設定為對映網格。

如果一個面多於四條邊,則不能直接用對映網格劃分,但可以使某些線合併,或者連線時匯流排數減少到四條之後再用對映劃分網格,方法如下:

(1) 連線線LCCAT

(2) 合併線LCOB

體對映網格劃分

要將體全部劃分為體六面體單元,必須滿足下列條件:

1、 該體的外形應為塊狀(6個面)、契形或崚柱(5個面)、四面體(4個面)。

2、 對邊上必須劃分相同的單元數,或分割符合過度網格形式適合六面體網格劃分。

3、 如果是崚柱體或者四面體,三角形上的單元分割數必須是偶數。

當需要減少圍成體的面數進行對映網格劃分時,可對面進行加(AADD)或者連線(ACCAT)。

(6)Refine at:區域性細化控制。

在“Refine at”後的下拉選單中選擇網格細化的範圍,然後單擊“Refine”按鈕,進行區域性網格的細化。

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