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ANSYS六面体网格划分规则(map or sweep)

ANSYS六面体网格划分规则(map or sweep)
ANSYS六面体网格划分规则(map or sweep)

虽说是ansys网格划分,但是同时也适用于其他的软件,因为网格生成思想是一样的。

1、面映射网格划分(map)

需满足以下条件:1)该面必须是3或4条边;面的对边必须划分为相同数目的单元或与一个过渡形状网格的划分匹配。2)该面如果有三条边,则划分的单元必须为偶数且各边单元数相等。3)网格划分必须设置为映射网格,结果得到全部四边形网格单元或三角形单元的映射网格,依赖于当前单元类型和单元形状设置。

如果变的数目多于4条,可以通过合并或连结线使面中连接线的数目减少到4条。建议采用AMAP替代连接线,对拾取面的3或4个角点对面进行映射网格划分。

2、体映射网格划分(vmap)

需满足条件:1)该体的外形应为块状(6个面)、楔形(5个面)或四面体。2)体的对边必须划分相同的单元数或分割符合过渡网格形式适用于六面体网格划分。3)如果体是棱柱或四面体,三角形面上的单元分割数必须是偶数。

组成体的面数超过上述条件限制时,需减少面数以进行映射网格划分。可以对面进行加或连接操作,如果连接面有交界线,则线必须连接在一起,必须连接面后连接线。

3、体扫掠方法(VSWEEP)

可以从一边界面网格扫掠贯穿整个体(该体必须存在且未划分网格)生成体单元。如果源面网格有四边形网格组成,则生成六面体网格。如果面由三角形网格组成,则生成楔形单元。如果面有三角形和四边形组成,则体由楔形和六面体共同填充。

==============================个人总结==================================

同时划分体单元的还有(VROTAT,VEXT,VOFFST,VDRAG),这些划分方式需要先建立一个已划分网格的面,然后利用该面进行旋转、拉伸、偏移等。

很多时候,我们需要将一个体进行切割,分成许多个适合划分的体,切割的技巧很多,以后慢慢的再谈。ansys建模计算-常用单元和材料类型

土木计算过程中常用的单元和材料类型!

一、单元

(1)link(杆)系列:

link1(2D)和link8(3D)用来模拟珩架,注意一根杆划一个单元。

link10用来模拟拉索,注意要加初应变,一根索可多分单元。

link180是link10的加强版,一般用来模拟拉索。

(2)beam(梁)系列:

beam3(2D)和beam4(3D)是经典欧拉梁单元,用来模拟框架中的梁柱,画弯据图用etab读入smisc数据然后用plls命令。注意:虽然一根梁只划一个单元在单元两端也能得到正确的弯矩图,但是要得到和结构力学书上的弯据图差不多的结果还需多分几段。该单元需要手工在实常数中输入Iyy和Izz,注意方向。beam44适合模拟薄壁的钢结构构件或者变截面的构件,可用"/eshape,1"显示单元形状。

beam188和beam189号称超级梁单元,基于铁木辛科梁理论,有诸多优点:考虑剪切变形的影响,截面可设置多种材料,可用"/eshape,1"显示形状,截面惯性矩不用自己计算而只需输入截面特征,可以考虑扭转效应,可以变截面(8.0以后),可以方便地把两个单元连接处变成铰接(8.0以后,用ENDRELEASE 命令)。缺点是:8.0版本之前beam188用的是一次形函数,其精度远低于beam4等单元,一根梁必须多分几个单元。8.0之后可设置“KEYOPT(3)=2”变成二次形函数,解决了这个问题。可见188单元已经很完善,建议使用。beam189与beam188的区别是有3个结点,8.0版之前比beam188精度高,但因此建模较麻烦,8.0版之后已无优势。

(3)shell(板壳)系列

shell41一般用来模拟膜。

shell63可针对一般的板壳,注意仅限弹性分析。

它的塑性版本是shell43。

加强版是shell181(注意18*系列单元都是ansys后开发的单元,考虑了以前单元的优点和缺陷,因而更完善),优点是:能实现shell41、shell63、shell43...的所有功能并比它们做的更好,偏置中点很方便(比如模拟梁版结构时常要把板中面望上偏置),可以分层,等等。

(4)solid(体)系列

土木中常用的就solid45、46、65、95等。

45就不用多说了,95是它的带中结点版本。

solid46可以容忍单元的长厚比达到20比1,可以用来模拟钢板碳纤维板钢管等。

solid65是专门的混凝土单元,可以考虑开裂,这个讨论得很多了,清华的陆新征写的一个讲义(https://www.wendangku.net/doc/cf18901535.html,)里面有详细解释。

(5)combin(弹簧)系列

常用的有7、14、39、40等。

7可以用来模拟铰接点。14是最简单的带阻尼弹簧。39是非线性弹簧,在实常数中可以灵活定义力-位移关系,可用来模拟钢筋与混凝土的粘结滑移等。40可模拟隔震结构(据说)。

(6)contact(接触)系列

常用的有conta52,可用来模拟橡胶垫支座。这个很简单,可以用命令流添加(eintf)。TARGE16*和CONTA17*系列可用接触向导添加,三维的接触往往会造成收敛困难,和混凝土非线性分析一样,需要凭经验调参数反复试算。

二、材料

弹性部分(必需)用MP命令输入,非线性部分用TB命令输入。

(1)TB,DP

即Drucker-Prager模型,ansys中唯一用来模拟土的模型。可以和几乎所有单元类型(2维和3维)配合使用,所以有时也会在计算2维的混凝土模型时用到它。

(2)TB,CONCR

用来模拟混凝土,采用w-w五参数破坏准则,只能和solid65配合使用。同样参见陆新征的讲义。

(3)TB,BKIN(BISO,MKIN,MISO)

一般用来模拟钢材。

双线形随动强化(双线形等向强化、多线形随动强化、多线形等向强化)模型。

顾名思义,双线形和多线形的区别就是应力应变曲线是两段还是很多段;随动强化和等向强化的区别就是考不考虑包辛格效应。

如果不和其他准则配合的话,默认是von mises屈服准则。

有限元的网格划分技术

对于有限元分析来说,网格划分是其中最关键的一个步骤,网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。网格化有三个步骤:定义单元属性(包括实常数)、在几何模型上定义网格属性、划分网格。

定义网格的属性主要是定义单元的形状、大小。单元大小基本上在线段上定义,可以用线段数目或长度大小来划分,可以在线段建立后立刻声明,或整个实体模型完成后逐一声明。采用Bottom-Up方式建立模型时,采用线段建立后立刻声明比较方便且不易出错。例如声明线段数目和大小后,复制对象时其属性将会一起复制,完成上述操作后便可进行网格化命令。

网格化过程也可以逐步进行,即实体模型对象完成到某个阶段就进行网格话,如所得结果满意,则继续建立其他对象并网格化。

网格的划分可以分为自由网格(free meshing)、映射网格(mapped meshing)和扫略网格(sweep meshing)等。

一、自由网格划分

自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一,它在面上可以自动生成三角形或四边形网格,在体上自动生成四面体网格。通常情况下,可利用ANSYS的智能尺寸控制技术(SMARTSIZE命令)来自动控制网格的大小和疏密分布,也可进行人工设置网格的大小(AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及选择分网算法等(MOPT 命令)。

对于复杂几何模型而言,这种分网方法省时省力,但缺点是单元数量通常会很大,计算效率降低。同时,由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元,为了获得较好的计算精度,建议采用二次四面体单元(92号单元)。

如果选用的是六面体单元,则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元,因此,最好不要选用线性(一阶次)的六面体单元(没有中间节点,比如45号单元),因为该单元退化后为线性的四面体单元,具有过大的刚度,计算精度较差;如果选用二次的六面体单元(比如95号单元),由于其是退化形式,节点数与其六面体原型单元一致,只是有多个节点在同一位置而已,因此,可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元(如92号单元),减少每个单元的节点数量,提高求解效率。

在有些情况下,必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分,比如,在进行混合网格划分(后面详述)时,只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言,自由网格划分中的层网格功能(由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制)是非常有用的。

二、映射网格划分

映射网格划分是对规整模型的一种规整网格划分方法,映射网格要求面或体的形状是规则的,也就是说它们必须遵循一定的规则。

给面划分四边形映射网格时,必须满足3个条件:

1. 此面必须由3或4条线围成。

2. 在对边上必须有相等的单元划分数。

3. 如果此面由3条线围成,则三条边上的单元划分数必须相等则必须是偶数。

给体划分六边形单元映射网格时,必须满足4个条件:

1. 它必须是砖形(六面体),楔形体(五面体)或四面体形。

2. 在对面和侧边上所定义的单元划分数必须相等。

3. 如果体是棱柱形或四面体形,在三角形面上的单元划分数必须是偶数。

4. 相对棱边上划分的单元数必须相等,但不同方向的对应边可以不相等。

对于三维复杂几何模型而言,通常的做法是利用ANSYS布尔运算功能,将其切割成一系列四、五或六面体,然后对这些切割好的体进行映射网格划分。也可以用连接的方式来得到规则的面和体,连接后生成的线或面对任何实体建模操作都是无效的,仅用于网格的划分。

面可以是三角形、四边形、或其它任意多边形。对于四边以上的多边形,必须用LCCAT命令将某些边联成一条边,以使得对于网格划分而言,仍然是三角形或四边形;或者用AMAP命令定义3到4个顶点(程序自动将两个顶点之间的所有线段联成一条)来进行映射划分。注意线与线的夹角不要太大或太小。

体可以是四面体、五面体、六面体或其它任意多面体。对于六面以上的多面体,必须用ACCAT 命令将某些面联成一个面,以使得对于网格划分而言,仍然是四、五或六面体。

面的三角形映射网格划分往往可以为体的自由网格划分服务,以使体的自由网格划分满足一些特定的要求,比如:体的某个狭长面的短边方向上要求一定要有一定层数的单元、某些位置的节点必须在一条直线上、等等。这种在进行体网格划分前在其面上先划分网格的方式对很多复杂模型可以进行良好的控制,但别忘了在体网格划分完毕后清除面网格(也可用专门用于辅助网格划分的虚拟单元类型-MESH200-来划分面网格,之后不用清除)。

三、扫略网格划分

对于由面经过拖拉、旋转、偏移(VDRAG、VROTAT、VOFFST、VEXT等系列命令)等方式生成的复杂三维实体而言,可先在原始面上生成壳(或MESH200)单元形式的面网格,然后在生成体的同时自动形成三维实体网格;对于已经形成好了的三维复杂实体,如果其在某个方向上的拓扑形式始终保持一致,则可用(人工或全自动)扫略网格划分(VSWEEP命令)功能来划分网格;这两种方式形成的单元几乎都是六面体单元。

通常,采用扫略方式形成网格是一种非常好的方式,对于复杂几何实体,经过一些简单的切分处理,就可以自动形成规整的六面体网格,它比映射网格划分方式具有更大的优势和灵活性。

https://www.wendangku.net/doc/cf18901535.html,/document/200708/article1257_6.htm

四、混合网格划分

混合网格划分即在几何模型上,根据各部位的特点,分别采用自由、映射、扫略等多种网格划分方式,以形成综合效果尽量好的有限元模型。混合网格划分方式要在计算精度、计算时间、建模工作量等方面进行综合考虑。

通常,为了提高计算精度和减少计算时间,应首先考虑对适合于扫略和映射网格划分的区域先划分六面体网格,这种网格既可以是线性的(无中节点)、也可以是二次的(有中节点),如果无合适的区域,应尽量通过切分等多种布尔运算手段来创建合适的区域(尤其是对所关心的区域或部位)。

其次,对实在无法再切分而必须用四面体自由网格划分的区域,采用带中节点的六面体单元进行自由分网(自动退化成适合于自由划分形式的单元),此时,在该区域与已进行扫略或映射网格划分的区域的交界面上,会自动形成金字塔过渡单元(无中节点的六面体单元没有金字塔退化形式)。

ANSYS中的这种金字塔过渡单元具有很大的灵活性:如果其邻接的六面体单元无中节点,则在金字塔单元四边形面的四条单元边上,自动取消中间节点,以保证网格的协调性。同时,应采用前面描述的TCHG命令来将退化形式的四面体单元自动转换成非退化的四面体单元,提高求解效率。

如果对整个分析模型的计算精度要求不高、或对进行自由网格划分区域的计算精度要求不高,则可在自由网格划分区采用无中节点的六面体单元来分网(自动退化成无中节点的四面体单元),此时,虽然在六面体单元划分区和四面体单元划分区之间无金字塔过渡单元,但如果六面体单元区的单元也无中节点,则由于都是线性单元,亦可保证单元的协调性。

五、利用自由度耦合和约束方程

对于某些形式的复杂几何模型,可以利用ANSYS的约束方程和自由度耦合功能来促成划分出优良的网格并降低计算规模。

比如,利用CEINTF命令(Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Adjacent Region)可以将相邻的体在进行独立的网格划分(通常是采用映射或扫略方式)后再"粘结"起来,由于各个体之间在几何上没有联系,因此不用费劲地考虑相互之间网格的影响,所以可以自由地采用多种手段划分出良好的网格,而体之间的网格"粘结"是通过形函数差值来进行自由度耦合的,因此连接位置处的位移连续性可以得到绝对保证,如果非常关注连接处的应力,可以如下面所述再在该局部位置建立子区模型予以分析。还可以先将各个体GLUE(粘接)起来然后再划分网格;

再如,对于循环对称模型(如旋转机械等),可仅建立一个扇区作为分析模型,利用CPCYC 命令可自动对扇区的两个切面上的所有对应节点建立自由度耦合条件(用MSHCOPY命令可非

常方便地在两个切面上生成对应网格)。

六、利用子区模型等其它手段

子区模型是一种先总体、后局部的分析技术(也称为切割边界条件方法),对于只关心局部区域准确结果的复杂几何模型,可采用此手段,以尽量小的工作量来获得想要的结果。

其过程是:先建立总体分析模型,并忽略模型中的一系列细小的特征,如导角、开孔、开槽等(因为根据圣维南原理,模型的局部细小改动并不特别影响模型总的分析结果),同时在该大模型上划分较粗的网格(计算和建模的工作量都很小),施加载荷并完成分析;其次,(在与总体模型相同的坐标系下)建立局部模型,此时将前面忽略的细小特征加上,并划分精细网格(模型的切割边界应离关心的区域尽量远),用CBDOF等系列命令自动将前面总体模型的计算结果插值作为该细模型的边界条件,进行求解计算。

该方法的另外好处是:可以在小模型的基础上优化(或任意改变)所关心的细小特征,如改变圆角半径、缝的宽度等;总体模型和局部模型可以采用不同的单元类型,比如,总体模型采用板壳单元,局部模型采用实体单元等。

子结构(也称超单元)也是一种解决大型问题的有效手段,并且在ANSYS中,超单元可以用于诸如各种非线性以及装配件之间的接触分析等,有效地降低大型模型的求解规模。

巧妙地利用结构的对称性对实际工作也大有帮助,对于常规的结构和载荷都是轴对称或平面对称的问题,毫无疑问应该利用其对称性,对于一些特殊情况,也可以加以利用,比如:如果结构轴对称而载荷非轴对称,则可用ANSYS专门用于处理此类问题的25、83和61号单元;对于由多个部件构成装配件,如果其每个零件都满足平面对称性,但各对称平面又不是同一个的情况下,则可用多个对称面来处理模型(或至少可用此方法来减少建模工作量:各零件只需处理一半的模型然后拷贝或映射即可生成总体模型)。

总之,对于复杂几何模型,综合运用多种手段建立起高质量、高计算效率的有限元模型是极其重要的一个步骤,这里介绍的注意事项仅仅是很少一部分,用户自己通过许多工程问题的不断摸索、总结和验证才是最能保证有效而高效地处理复杂模型的手段。

ANSYS网格划分简述

在划分网格前,用户首先需要对模型中将要用到的单元属性进行定义。单元属性主要包括:单元类型、实常数、材料常数。典型的实常数包括:厚度、横截面面积、高度、梁的惯性矩等。材料属性包括:弹性模量、泊松比、密度、热膨胀系数等。

ANSYS为用户提供了两种网格划分类型:自由和映射

所谓“自由”,体现在没有特定的准则,对单元形状无限制,生成的单元不规则,基本适用于所有的模型。自由网格生成的内部节点位置比较随意,用户无法控制。操作方式是打开Mesh Tool工具条上的Free选项。所用单元形状依赖于是对面还是对体进行网格划分。对于面,自由网格可以只由四边形单元组成,也可以只由三角形单元组成,或两者混合。对于体,自由网格一般限制为四面体单元。

映射网格划分要求面或体形状满足一定规则,且映射面网格只包括三角形单元或四边形单元,映射体网格只包括六面体单元,它生成的单元形状比较规则,适用于形状规则的面和体。对于映射网格划分,生成的单元尺寸依赖于当前DSIZE、ESIZE、KESIZE、LESIZE和ASIZE的设置。Smartsize不能用于映射网格划分。当使用硬点时,不支持映射网格划分。

面映射网格划分:包括全部是四边形单元或者全部是三角形单元。

此面必须由3或4条线围成,在对边上必须有相等的单元划分数。如果此面由3条线围成,则三条边上的单元划分数必须相等且必须是偶数。对边网格数之差相等,或者一对对边网格数相等,另一对网格数之差为偶数,也可以进行映射网格划分。

如果一个面由多于4条的线围成,则它不能直接采用映射网格进行划分,然而,为了将总的线数减少到4,其中的某些线可以被加起来(add)或连接起来(concatenated,一种进行网格划分时的操作)。

代替进行连接操作(concatenation),可以用拾取一个面的3个或4个角点来进行面映射网格划分,这种简化的映射网格划分方法将两个关键点之间的多条线内部连接起来。

为了得到映射网格,必须在面的对边上指定相等的线的划分数(或者定义线的划分数对应于某种传递方式)。不需要在所有的线上指定划分数,只要是采用映射网格划分,程序会将线的划分数由一条边传递到对边,传递所有相邻的要划分网格的面)

体映射网格:为了给一个体划分六面体单元,则必须满足

·它必须是块形(六面体),五面体或四面体形

·在对面和侧边上所定义的单元划分数必须相等

·如果体是棱柱形或四面体形,在三角形面上的单元划分数必须是偶数

·相对棱边上划分的单元数必须相等

为了进行体映射网格划分,可以通过连接面来减少围成体的边界面的数目。给体进行映射网格划分时,连接面也要求连接线。在有些情况下,也可以将面加起来而不用面连接的方法(当面是平的并且共面时),这样,使用加的操作比使用连接操作更好。在完成加的操作后,仍需进行边界线的连接操作。MSHKEY,KEY指定网格划分种类,KEY的值为“0”时采用自由网格划分,为“1”时采用映射网格划分,为“2”时首先按映射网格划分,不能划分时则采用自由网格划分。

MSHAPE,KEY,DIMENSION指定单元划分形状,当KEY=0、DIMENSION=2D时采用四边形单元划分网格;当KEY=0、DIMENSION=3D时采用六面体形单元划分网格;当KEY=1、DIMENSION=2D时采用三角形单元划分网格;当KEY=1、DIMENSION=3D时采用四面体形单元划分网格

智能尺寸网格划分

灵活的Smartsize(单元大小)是自由网格划分操作生成初始单元大小的网格划分特点,它在自动网格生成过程中对生成合理的单元形状提供了机会。Smartsize算法首先对将要划分网格的面或体上的所有线估

算单元边长大小,然后对几何体上的弯曲近似区域的线进行细化,最后自动生成合理形状的单元和单元尺寸分布。它的控制有两种:基本控制和高级控制。

①基本控制:可以简单指定网格划分尺寸(1~10,对应网格由细到粗)命令SMRTSIZE,SIZLVL

②高级控制:用来设置人工控制网格质量,命令SMRTSIZE

ansysworkbenchmeshing网格划分总结

Base point and delta创建出的点重合时看不到 大部分可划分为四面体网格,但六面体网格仍是首选,四面体网格是最后的选择,使用复杂结构。 六面体(梯形)在中心质量差,四面体在边界层处质量差,边界层处用棱柱网格prism。 棱锥为四面体和六面体之间的过渡 棱柱由四面体网格被拉伸时生成 3D Sweep扫掠网格划:只有单一的源面和目标面,膨胀层可生成纯六面体或棱柱网格 Multizone多域扫掠网格:对象是多个简单的规则体组成时(六面体)——mapped mesh type映射网格类型:包括hexa、hexa/prism ——free mesh type自由网格类型:包括not allowed、tetra、hexa dominant、hexa core(六面体核心) ——src/trg selection源面/目标面选择,包括automatic、manual source手动源面选择 patch conforming:考虑一些小细节(四面体),包括CFD的膨胀层或边界层识别 patch independent:忽略一些小细节,如倒角,小孔等(四面体),包括CFD 的膨胀层或边界层识别 ——max element size 最大网格尺寸 ——approx number of elements大约网格数量 mesh based defeaturing 清除网格特征 ——defeaturing tolerance 设置某一数值时,程序会根据大小和角度过滤掉几何边 Use advanced size function 高级尺寸功能 ——curvature['k??v?t??]曲率:有曲率变化的地方网格自动加密,如螺钉孔,作用于边和面。 ——proximity[pr?k's?m?t?]邻近:窄薄处、狭长的几何体处网格自动加密,如薄壁,但花费时间较多,网格数量增加较多,配合min size使用。控制面网格尺寸可起到相同细化效果。 hex dominant六面体主导:先生成四边形主导的网格,然后再得到六面体再按需要填充棱锥和四面体单元。 ——此方法对于不可扫掠的体,要得到六面体网格时推荐 ——对内部容积大的体有用 ——对体积和表面积比小的薄复杂体无用 ——对于CFD无边界层识别 ——主要对FEA分析有用 Automatic自动网格:在四面体网格(patch conforming考虑细节)和扫掠网格(sweep)之间自动切换。 2D Quadrilateral dominant [,kwɑdr?'l?t?r?l]四边形主导 triangles['tra???g(?)l]三角形

ANSYS网格划分总结大全

有限元分析中的网格划分好坏直接关系到模型计算的准确性。本文简述了网格划分应用的基本理论,并以ANSYS限元分析中的网格划分为实例对象,详细讲述了网格划分基本理论及其在工程中的实际应用,具有一定的指导意义。 1 引言 ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步,它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。从几何表达上讲,梁和杆是相同的,从物理和数值求解上讲则是有区别的。同理,平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。在有限元数值求解中,单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成,连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯(Gauss)积分,而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生(Simpson)积分。辛普生积分点的间隔是一定的,沿厚度分成奇数积分点。由于不同单元的刚度矩阵不同,采用数值积分的求解方式不同,因此实际应用中,一定要采用合理的单元来模拟求解。 2 ANSYS网格划分的指导思想 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,做到先简单后复杂,先粗后精,2D单元和3D单元合理搭配使用。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。利用轴对称或子结构时要注意场合,如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时,则应采用整体模型,同时选择合理的起点并设置合理的坐标系,可以提高求解的精度和效率,例如,轴对称场合多采用柱坐标系。有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系,按照相应的误差准则和网格疏密程度,避免网格的畸形。在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。在选用单元时要注意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不可压缩材

ANSYS网格划分技巧

【分享】复杂几何模型的系列网格划分技术 众所周知,对于有限元分析来说,网格划分是其中最关键的一个步骤,网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。在ANSYS中,大家知道,网格划分有三个步骤:定义单元属性(包括实常数)、在几何模型上定义网格属性、划分网格。在这里,我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题,尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。 一、自由网格划分 自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一,它在面上(平面、曲面)可以自动生成三角形或四边形网格,在体上自动生成四面体网格。通常情况下,可利用ANSYS的智能尺寸控制技术(SMARTSIZE命令)来自动控制网格的大小和疏密分布,也可进行人工设置网格的大小(AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及选择分网算法等(MOPT命令)。对于复杂几何模型而言,这种分网方法省时省力,但缺点是单元数量通常会很大,计算效率降低。同时,由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元,为了获得较好的计算精度,建议采用二次四面体单元(92号单元)。如果选用的是六面体单元,则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元,因此,最好不要选用线性的六面体单元(没有中间节点,比如45号单元),因为该单元退化后为线性的四面体单元,具有过刚的刚度,计算精度较差;如果选用二

次的六面体单元(比如95号单元),由于其是退化形式,节点数与其六面体原型单元一致,只是有多个节点在同一位置而已,因此,可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元,减少每个单元的节点数量,提高求解效率。在有些情况下,必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分,比如,在进行混合网格划分(后面详述)时,只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言,自由网格划分中的层网格功能(由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制)是非常有用的。 二、映射网格划分     映射网格划分是对规整模型的一种规整网格划分方法,其原始概念是:对于面,只能是四边形面,网格划分数需在对边上保持一致,形成的单元全部为四边形;对于体,只能是六面体,对应线和面的网格划分数保持一致;形成的单元全部为六面体。在ANSYS中,这些条件有了很大的放宽,包括: 1 面可以是三角形、四边形、或其它任意多边形。对于四边以上的多边形,必须用LCCAT命令将某些边联成一条边,以使得对于网格划分而言,仍然是三角形或四边形;或者用AMAP命令定义3到4个顶点(程序自动将两个顶点之间的所有线段联成一条)来进行映射划分。 2 面上对边的网格划分数可以不同,但有一些限制条件。

ansys_网格网格划分教程

血管模型网格划分 网格划分即将所用的模型划分为有限体积或单元,这里我们使用Ansys自身的网格划分器对提取出来的血管模型(STL格式的三维模型)进行网格划分。具体步骤为: 一、软件启动 单击开始---所有程序--Ansys14.0---Meshing---ICEM CFD 14.0。 二、模型导入 1、单击主菜单栏中的File---Import Geometry---STL,如下图: 主菜单烂

2、在下拉菜单对话框中选取血管模型并确定后,血管模型导入完成,如下图; 三、图形参数设置(封闭模型) 1、单击Geometry 工具栏中的Repair Geometry 图标,后单击Build Diagnostic 按钮单击Apply 按钮运行,如下图: 单击此处可调整显示边框与实体 Geometry 工具栏 Repair Geometry 按钮 单击此按钮后单击Apply 按钮 运行后端口显示封闭黄线

2、运行完成后,单击左侧工具栏中的Close Holes图标,然后单击鼠标图形按钮,而后单击模型端口处黄线并单击Apply运行,从而使模型端口封闭,模型有几个端口则反复操作几次,如下图: Close Holes按 钮运行结束 后端口封 闭 四、网格化分参数设置 1、单击Mesh工具栏的Compute Mesh按钮,选取Volume mesh按钮,后单击Compute按钮,而后单击YES按钮,进行初步的电脑网格划分; Mesh工具栏,Compute Mesh 按钮 单击此按钮,而后在下面的Mesh方法中选择,一般选择默 认的方法

运行结束后显示 网格 2、完成上步操作后,单击Mesh工具栏中的Globe mesh setup按钮,一般不更改默认设置,单击Apply按钮运行完成; 3、再次重复单击Compute Mesh按钮,后单击Apply按钮,而后单击YES按钮,进行初步的电脑网格划分,注:(1)可用多种方式进行划分而后单击融合操作,直至满意;(2)若模型有其他漏洞,程序会提示是否修复,一般选择不修复; 五、设置模型边界---共包括:出口端、入口端及墙壁 1、右键单击屏幕左侧控制树中的Part,在下拉菜单中选取Part create,而后在下面的窗口栏中Part部分对端口命名(如:input),然后在Creat Part by Selection部分单击鼠标箭头图形,再在浏览界面中左键单击所需设定的端口(如:输入端),注:只单击一次后进行下步操作,是否选中可能显示不明显,单击Apply运行完成此步操作; 2、依次完成输入端、输出端以及墙的设定。如下图:

ansysworkbench中划分网格的几种方法

转自宋博士的博客 如何在ANSYS WORKBENCH中划分网格经常有朋友问到这个问题。我整理了一下,先给出第一个入门篇,说明最基本的划分思路。以后再对某些专题问题进行细致阐述。 ANSYS WORKBENCH中提供了对于网格划分的几种方法,为了便于说明问题,我们首先创建一个简单的模型,然后分别使用几种网格划分方法对之划分网格,从而考察各种划分方法的特点。 1. 创建一个网格划分系统。 2. 创建一个变截面轴。 先把一个直径为20mm的圆拉伸30mm成为一个圆柱体 再以上述圆柱体的右端面为基础,创建一个直径为26mm的圆,拉伸30mm得到第二个圆柱体。 对小圆柱的端面倒角2mm。

退出DM. 3.进入网格划分程序,并设定网格划分方法。双击mesh进入到网格划分程序。 下面分别考察各种网格划分方法的特点。(1)用扫掠网格划分。 对整个构件使用sweep方式划分网格。

结果失败。 该方法只能针对规则的形体(只有单一的源面和目标面)进行网格划分。(2)使用多域扫掠型网格划分。 结果如下

可见ANSYS把该构件自动分成了多个规则区域,而对每一个区域使用扫略网格划分,得到了很规则的六面体网格。这是最合适的网格划分方法。 (3)使用四面体网格划分方法。 使用四面体网格划分,且使用patch conforming算法。 可见,该方式得到的网格都是四面体网格。且在倒角处网格比较细密。 其内部单元如下图(这里剖开了一个截面) 使用四面体网格划分,但是使用patch independent算法。忽略细节。

?、网格划分结果如下图 此时得到的仍旧是四面体网格,但是倒角处并没有特别处理。(4)使用自动网格划分方法。 得到的结果如下图

ANSYS 13.0 Workbench 网格划分及操作案例

第 3章 ANSYS 13.0 Workbench网格划分及操作案例 网格是计算机辅助工程(CAE)模拟过程中不可分割的一部分。网格直接影响到求解精 度、求解收敛性和求解速度。此外,建立网格模型所花费的时间往往是取得 CAE 解决方案所 耗费时间中的一个重要部分。因此,一个越好的自动化网格工具,越能得到好的解决方案。 3.1 ANSYS 13.0 Workbench 网格划分概述 ANSYS 13.0 提供了强大的自动化能力,通过实用智能的默认设置简化一个新几何体的网 格初始化,从而使得网格在第一次使用时就能生成。此外,变化参数可以得到即时更新的网 格。ANSYS 13.0 的网格技术提供了生成网格的灵活性,可以把正确的网格用于正确的地方, 并确保在物理模型上进行精确有效的数值模拟。 网格的节点和单元参与有限元求解,ANSYS 13.0在求解开始时会自动生成默认的网格。 可以通过预览网格,检查有限元模型是否满足要求,细化网格可以使结果更精确,但是会增 加 CPU 计算时间和需要更大的存储空间,因此需要权衡计算成本和细化网格之间的矛盾。在 理想情况下,我们所需要的网格密度是结果随着网格细化而收敛,但要注意:细化网格不能 弥补不准确的假设和错误的输入条件。 ANSYS 13.0 的网格技术通过 ANSYS Workbench的【Mesh】组件实现。作为下一代网格 划分平台, ANSYS 13.0 的网格技术集成 ANSYS 强大的前处理功能, 集成 ICEM CFD、 TGRID、 CFX-MESH、GAMBIT网格划分功能,并计划在 ANSYS 15.0 中完全整合。【Mesh】中可以根 据不同的物理场和求解器生成网格,物理场有流场、结构场和电磁场,流场求解可采用 【Fluent】、【CFX】、【POLYFLOW】,结构场求解可以采用显式动力算法和隐式算法。不同的 物理场对网格的要求不一样,通常流场的网格比结构场要细密得多,因此选择不同的物理场, 也会有不同的网格划分。【Mesh】组件在项目流程图中直接与其他 Workbench分析系统集成。 3.2 ANSYS 13.0 Workbench 网格划分 ANSYS 网格划分不能单独启动,只能在 Workbench 中调用分析系统或【Mesh】组件启 动,如图 3-1 所示。 图3-1 调入分析系统及网格划分组件

AnsysWorkbench划分网格

Ansys Workbench 划分网格 (张栋zd0561@https://www.wendangku.net/doc/cf18901535.html,) 1、对于三维几何体(对于三维几何体(3D 3D 3D) )有几种不同的网格化分方法。如图1下部所示。 图1网格划分的种类 1.1、Automatic(自动划分法) 1.2、Tetrahedron(四面体划分法) 它包括两种划分方法:Patch Conforming(A W 自带功能),Patch Independent(依靠ICEM CFD Tetra Algorithm 软件包来实现)。

步骤:Mesh(右键)——Insert——Method (操作区上方)Meshcontrl——Method (左下角)Scope——Geometry Method——Tetrahedrons(四面体网格) Algorithm——Patch Conforming (补充:Patch Independent该算法是基于Icem CFD Tetra的,Tetra部分具有膨胀应用,其对CAD许多面的修补均有用,包括碎面、短边、较差的面参数等。在没有载荷或命名选项的情况下,面和边无需考虑。) 图2四面体网格分两类

图3四面体划分法的参数设置 1.3、Hex Dominant(六面体主导法) 1.4、Sweep(扫掠划分法) 1.5、MultiZone(多区划分法) 2、对于面体或者壳二维几何 对于面体或壳二维(2D),A W有一下: Quad Dominant(四边形单元主导) Triangles(三角形单元) Uniform Quad/Tri(均匀四面体/三角形单元) Uniform Quad(均匀四边形单元) 3、网格参数设置 下图为缺省设置(Defaults)下的物理环境(Physics Preferance)

ANSYS 网格划分方法总结

(1) 网格划分定义:实体模型是无法直接用来进行有限元计算得,故需对它进行网格划分以生成有限元模型。有限元模型是实际结构和物质的数学表示方法。 在ANSYS中,可以用单元来对实体模型进行划分,以产生有限元模型,这个过程称作实体模型的网格化。本质上对实体模型进行网格划分也就是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域。这些子区域(单元),是有属性的,也就是前面设置的单元属性。 另外也可以直接利用单元和节点生成有限元模型。 实体模型进行网格划分就是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域(单元)。 (2)为什么我选用plane55这个四边形单元后,仍可以把实体模型划分成三角 形区域集合??? 答案:ansys为面模型的划分只提供三角形单元和四边形单元,为体单元只提供四面体单元和六面体单元。不管你选择的单元是多少个节点,只要是2D单元,肯定构成一个四边形或者是三角形,绝对没有五、六边形等特殊形状。网格划分也就是用所选单元将实体模型划分成众多三角形单元和四边形子区域。 见下面的plane77/78/55都是节点数目大于4的,但都是通过各种插值或者是合并的方式形成一个四边形或者三角形。 所以不管你选择什么单元,只要是对面的划分,meshtool上的划分类型设置就只有tri和quad两种选择。 如果这个单元只构成三角形,例如plane35,则无论你在meshtool上划分设置时tri还是quad,划分出的结果都是三角形。

所以在选用plane55单元,而划分的是采用tri划分时,就会把两个点合并为一个点。如上图的plane55,下面是plane单元的节点组成,可见每一个单元上都有两个节点标号相同,表明两个节点是重合的。 。 同样在采用plane77 单元,进行tri划分时,会有三个节点重合。这里不再一一列出。(3)如何使用在线帮助: 点击对话框中的help,例如你想了解plane35的相关属性,你可以

ANSYS自适应网格划分教程

自适应网格划分 何为网格自适应划分? ANSYS程序提供了近似的技术自动估计特定分析类型中因为网格划分带来的误差。(误差估计在ANSYS Basic Analysis Procedures Guide第五章中讨论。)通过这种误差估计,程序可以确定网格是否足够细。如果不够的话,程序将自动细化网格以减少误差。这一自动估计网格划分误差并细化网格的过程就叫做自适应网格划分,然后通过一系列的求解过程使得误差低于用户指定的数值(或直到用户指定的最大求解次数)。 自适应网格划分的先决条件 ANSYS软件中包含一个预先写好的宏,ADAPT.MAC,完成自适应网格划分的功能。用户的模型在使用这个宏之前必须满足一些特定的条件。(在一些情况下,不满足要求的模型也可以用修正的过程完成自适应网格划分,下面还要讨论。)这些要求包括: 标准的ADAPT过程只适用于单次求解的线性静力结构分析和线性稳态热分析。 模型最好应该使用一种材料类型,因为误差计算是根据平均结点应力进行的,在不同材料过渡位置往往不能进行计算。而且单元的能量误差是 受材料弹性模量影响的。因此,在两个相邻单元应力连续的情况下,其 能量误差也可能由于材料特性不同而不一样。在模型中同样应该避免壳 厚突变,这也可能造成在应力平均是发生问题。 模型必须使用支持误差计算的单元类型。(见表3-1) 模型必须是可以划分网格的:即模型中不能有引起网格划分出错的部分。 表3-1 自适应网格划分可用单元 2-D Structural Solids PLANE2 2-D 6-Node Triangular Solid PLANE25 Axisymmetric Harmonic Solid PLANE42 2-D 4-Node Isoparametric Solid PLANE82 2-D 8-Node Solid PLANE83 Axisymmetric Harmonic 8-Node Solid 3-D Structural Solids SOLID45 3-D 8-Node Isoparametric Solid SOLID64 3-D Anisotropic Solid SOLID73 3-D 8-Node Solid with Rotational DOF SOLID92 3-D 10-Node Tetrahedral Solid SOLID95 3-D 20-Node Isoparametric Solid 3-D Structural Shells

Ansys15.0workbench网格划分教程(修订)

第3章Workbench网格划分 3.1 网格划分平台 ANSYS Workbench中提供ANSYS Meshing应用程序(网格划分平台)的目标是提供通用的网格划分格局。网格划分工具可以在任何分析类型中使用。 ●FEA仿真:包括结构动力学分析、显示动力学分析(AUTODYN、ANSYS LS/DYNA)、 电磁场分析等。 ●CFD分析:包括ANSYS CFX、ANSYS FLUENT等。 3.1.1 网格划分特点 在ANSYS Workbench中进行网格划分,具有以下特点: ●ANSYS网格划分的应用程序采用的是Divide & Conquer(分解克服)方法。 ●几何体的各部件可以使用不同的网格划分方法,亦即不同部件的体网格可以不匹配 或不一致。 ●所有网格数据需要写入共同的中心数据库。 ●3D和2D几何拥有各种不同的网格划分方法。

ANSYS Workbench 15.0从入门到精通 3.1.2 网格划分方法 ANSYS Workbench中提供的网格划分法可以在几何体的不同部位运用不同的方法。 1.对于三维几何体 对于三维几何体(3D)有如图3-1所示的几种不同的网格划分方法。 图3-1 3D几何体的网格划分法 (1)自动划分法(Automatic) 自动设置四面体或扫掠网格划分,如果体是可扫掠的,则体将被扫掠划分网格,否则将使用Tetrahedrons下的Patch Conforming网格划分器划分网格。同一部件的体具有一致的网格单元。 (2)四面体划分法(Tetrahedrons) 四面体划分法包括Patch Conforming划分法(Workbench自带功能)及Patch Independent划分法(依靠ICEM CFD Tetra Algorithm软件包实现)。四面体划分法的参数设置如图3-2所示。 图3-2 四面体划分法的参数设置 Patch Independent网格划分时可能会忽略面及其边界,若在面上施加了边界条件,便不能忽略。它有两种定义方法:Max Element Size用于控制初始单元划分的大小;Approx number of Elements用于控制模型中期望的单元数目(可以被其他网格划分控制覆盖)。 当Mesh Based Defeaturing设为ON时,在Defeaturing Tolerance选项中设置某一数值时,程序会根据大小和角度过滤掉几何边。 56

ANSYS自适应网格划分

ANSYS自适应网格划分 (1) 何为网格自适应划分? ANS YS程序提供了近似的技术自动估计特定分析类型中因为网格划分带来的误差。(误差估计在ANSYS Basic Analysis Procedures Gui第五章中讨论。)通过这种误差估计,程序可以确定网格是否足够细。如果不够的话,程序将自动细化网格以减少误差。这一自动估计网格划分误差并细化网格的过程就叫做自适应网格划分,然后通过一系列的求解过程使得误差低于用户指定的数值 (或直到用户指定的最大求解次数)。 自适应网格划分的先决条件 ANSYS软件中包含一个预先写好的宏,ADAPT.MAC完成自适应网格划分的功能。 用户的模型在使用这个宏之前必须满足一些特定的条件。(在一些情况下,不满足要求的模型也可以用修正的过程完成自适应网格划分,下面还要讨论。)这些要求包括: 标准的ADAPT过程只适用于单次求解的线性静力结构分析和线性稳态热分析。模型最好应该使用一种材料类型,因为误差计算是根据平均结点应力进行的,在不同材料过渡位置往往不能进行计算。而且单元的能量误差是受材料弹性模量影响的。因此,在两个相邻单元应力连续的情况下,其能量误差也可能由于材料特性不同而不一样。在模型中同样应该避免壳厚突变,这也可能造成在应力平均是发生问题。 模型必须使用支持误差计算的单元类型。 模型必须是可以划分网格的:即模型中不能有引起网格划分出错的部分。 自适应网格划分可用单元 2-D Structural Solids PLANE2 2-D 6-Node Triangular Solid PLANE25 Axisymmetric Harmonic Solid

ANSYS网格划分详细介绍

ANSYS网格划分详细介绍 众所周知,对于有限元分析来说,网格划分是其中最关键的一个步骤,网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。在ANSYS中,大家知道,网格划分有三个步骤:定义单元属性(包括实常数)、在几何模型上定义网格属性、划分网格。在这里,我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题,尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。一、自由网格划分 自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一,它在面上(平面、曲面)可以自动生成三角形或四边形网格,在体上自动生成四面体网格。通常情况下,可利用ANSYS 的智能尺寸控制技术(SMARTSIZE命令)来自动控制网格的大小和疏密分布,也可进行人工设置网格的大小(AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及选择分网算法等(MOPT命令)。对于复杂几何模型而言,这种分网方法省时省力,但缺点是单元数量通常会很大,计算效率降低。同时,由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元,为了获得较好的计算精度,建议采用二次四面体单元(92号单元)。如果选用的是六面体单元,则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元,因此,最好不要选用线性的六面体单元(没有中间节点,比如45

号单元),因为该单元退化后为线性的四面体单元,具有过刚的刚度,计算精度较差;如果选用二次的六面体单元(比如95号单元),由于其是退化形式,节点数与其六面体原型单元一致,只是有多个节点在同一位置而已,因此,可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非 退化的四面体单元,减少每个单元的节点数量,提高求解效率。在有些情况下,必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分,比如,在进行混合网格划分(后面详述)时,只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言,自由网格划分中的层网格功能(由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制)是非常有用的。二、映射网格划分 映射网格划分是对规整模型的一种规整网格划分方法,其原始概念是:对于面,只能是四边形面,网格划分数需在对边上保持一致,形成的单元全部为四边形;对于体,只能是六面体,对应线和面的网格划分数保持一致;形成的单元全部为六面体。在ANSYS中,这些条件有了很大的放宽,包括: 1 面可以是三角形、四边形、或其它任意多边形。对于四边以上的多边形,必须用LCCAT命令将某些边联成一条边,以使得对于网格划分而言,仍然是三角形或四边形;或者用AMAP命令定义3到4个顶点(程序自动将两个顶点之间的

ANSYS第3章网格划分技术及技巧(完全版)

ANSYS 入门教程 (5) - 网格划分技术及技巧之 网格划分技术及技巧、网格划分控制及网格划分高级技术 第 3 章网格划分技术及技巧 3.1 定义单元属性 单元类型 / 实常数 / 材料属性 / 梁截面 / 设置几何模型的单元属性 3.2 网格划分控制 单元形状控制及网格类型选择 / 单元尺寸控制 / 部网格划分控制 / 划分网格 3.3 网格划分高级技术 面映射网格划分 / 体映射网格划分 / 扫掠生成体网格 / 单元有效性检查 / 网格修改 3.4 网格划分实例 基本模型的网格划分 / 复杂面模型的网格划分 / 复杂体模型的网格划分 创建几何模型后,必须生成有限元模型才能分析计算,生成有限元模型的方法就是对几何模型进行网格划分,网格划分主要过程包括三 个步骤: ⑴定义单元属性 单元属性包括:单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。 ⑵定义网格控制选项 ★对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置; ★没有固定的网格密度可供参考; ★可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。 ⑶生成网格 ★执行网格划分,生成有限元模型; ★可清除已经生成的网格并重新划分; ★局部进行细化。 3.1 定义单元属性 一、定义单元类型 1. 定义单元类型 命令: ET, ITYPE, Ename, KOP1, KOP2, KOP3, KOP4, KOP5, KOP6, INOPR ITYPE - 用户定义的单元类型的参考号。 Ename - ANSYS 单元库中给定的单元名或编号,它由一个类别前缀和惟一的编号组成,类别前缀可以省略,而仅使用单元编号。 KOP1~KOP6 - 单元描述选项,此值在单元库中有明确的定义,可参考单元手册。也可通过命令KEYOPT进行设置。 INOPR - 如果此值为 1 则不输出该类单元的所有结果。 例如: et,1,link8 ! 定义 LINK8 单元,其参考号为 1;也可用 ET,1,8

ANSYS网格划分原则

ANSYS有限元网格划分的基本原则 默认分类 2009-05-20 13:56:46 阅读508 评论0 字号:大中小订阅 1 引言 ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步,它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。从几何表达上讲,梁和杆是相同的,从物理和数值求解上讲则是有区别的。同理,平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。在有限元数值求解中,单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成,连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯(Gauss)积分,而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生(Simpson)积分。辛普生积分点的间隔是一定的,沿厚度分成奇数积分点。由于不同单元的刚度矩阵不同,采用数值积分的求解方式不同,因此实际应用中,一定要采用合理的单元来模拟求解。 2 ANSYS网格划分的指导思想 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,做到先简单后复杂,先粗后精,2D单元和3D单元合理搭配使用。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。利用轴对称或子结构时要注意场合,如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时,则应采用整体模型,同时选择合理的起点并设置合理的坐标系,可以提高求解的精度和效率,例如,轴对称场合多采用柱坐标系。有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系,按照相应的误差准则和网格疏密程度,避免网格的畸形。在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。在选用单元时要注意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不可压缩材料的体积自锁等问题 ANSYS软件平台提供了网格映射划分和自由适应划分的策略。映射划分用于曲线、曲面、实体的网格划分方法,可使用三角形、四边形、四面体、五面体和六面体,通过指定单元边长、网格数量等参数对网格进行严格控制,映射划分只用于规则的几何图素,对于裁剪曲面或者空间自由曲面等复杂几何体则难以控制。自由网格划分用于空间自由曲面和复杂实体,采用三角形、四边形、四面体进行划分,采用网格数量、边长及曲率来控制网格的质量。 3 ANSYS网格划分基本原则 3.1 网格数量 网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲,网格数量增加,计算精度会有所提高,但同时计算规模也会增加,所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。

ansys划分网格原则

Ansys划分网格原则 1、网格的数量 在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。在静力分析时,如果仅仅是计算结构的变形,网格数量可以少一些。如果需要计算应力,则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。同样在响应计算中,计算应力响应所取的网格数应比计算位移响应多。在计算结构固有动力特性时,若仅仅是计算少数低阶模态,可以选择较少的网格,如果计算的模态阶次较高,则应选择较多的网格。在热分析中,结构内部的温度梯度不大,不需要大量的内部单元,这时可划分较少的网格。 2、网格的疏密: 划分疏密不同的网格主要用于应力分析(包括静应力和动应力),而计算固有特性时则趋于采用较均匀的钢格形式。这是因为固有频率和振型主要取决于结构质量分布和刚度分布,不存在类似应力集中的现象,采用均匀网格可使结构刚度矩阵和质量矩阵的元素不致相差太大,可减小数值计算误差。同样,在结构温度场计算中也趋于采用均匀网格。 3、单元阶次 增加网格数量和单元阶次都可以提高计算精度。因此在精度一定的情况下,用高阶单元离散结构时应选择适当的网格数量,太多的网格并不能明显提高计算精度,反而会使计算时间大大增加。为了兼顾计算精度和计算量,同一结构可以采用不同阶次的单元,即精度要求高的重要部位用高阶单元,精度要求低的次要部位用低阶单元。不同阶次单元之间或采用特殊的过渡单元连接,或采用多点约束等式连接。 4、网格质量 划分网格时一般要求网格质量能达到某些指标要求。在重点研究的结构关键部位,应保证划分高质量网格,即 使是个别质量很差的网格也会引起很大的局部误差。而在结构次要部位,网格质量可适当降低。当模型中存在质量很差的网格(称为畸形网格)时,计算过程将无法进行。 5、网络分界面个分界点 结构中的一些特殊界面和特殊点应分为网格边界或节点以便定义材料特性、物理特性、载荷和位移约束条件。即应使网格形式满足边界条件特点,而不应让边界条件来适应网格。常见的特殊界面和特殊点有材料分界面、几何尺寸突变面、分布载荷分界线(点)、集中载荷作用点和位移约束作用点等。 6、位移协调性 位移协调是指单元上的力和力矩能够通过节点传递相邻单元。为保证位移协调,一个单元的节点必须同时也是相邻单元的节点,而不应是内点或边界点。相邻单元的共有节点具有相同的自由度性质。否则,单元之间须用多点约束等式或约束单元进行约束处理。 7、网格布局 当结构形状对称时,其网格也应划分对称网格,以使模型表现出相应的对称特性(如集中质矩阵对称)。不对称布局会引起一定误差。 8、节点和单元编号 节点和单元的编号影响结构总刚矩阵的带宽和波前数,因而影响计算时间和存储容量的大小,因此合理的编号有利于提高计算速度。但对复杂模型和自动分网而言,人为确定合理的编号很困难,目前许多有限元分析软件自带有优化器,网格划分后可进行带宽和波前优化,从而减轻人的劳动强度。

ANSYS基础教程——网格划分

ANSYS基础教程——网格划分 关键字:ANSYS ANSYS教程网格划分 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享 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.

Ansys网格划分功能简介

Ansys网格划分功能简介 第一讲 1、首先确定单元形状: Mshape,key,dimension Dimension:2D or 3D,对与2D(3D)来说,key=0,四边形(六面体)单元,key=1,三角形(四面体)单元。 2、确定单元的划分方式(free or mapped) Mshkey, value,其中value=1,mapped划分方式,value=0,free,value=2,尽量mapped,如果不可以,进行free. 3、中节点的设置:mshmid 对与mapped的划分方式是大家最喜欢的,优点不比多说。 首先说一下(area)的mapped的划分方式: ●基本条件:(1)面有三条或四条线组成(2)对边划分相等的等份,或者符合过度模 式(transition pattern).(3)若是三条线组成的面,所有边必须等份。满足三者之一,可以采用mapped方式,进行area网格划分。 若面有多余四条的线组成:可以采用:lcomb(推荐首先采用)或lccat变成四条。对于线、面、体上的keypoint,ansys在划分网格时,将有节点设置。 ●Transition pattern(过度模式) 对于面来说,有两种过度模式可选(以有四条线组成的面为例): 第一种:满足条件:对边的等分份数之差必须相等。 第二种:满足条件:一组对边等分份数相等,另一组对边等分份数之差为偶数(even number) 其次,体(volume)的mapped方式划分方法(单元形状只能采用六面体形状): ●基本条件:(1)体必须有六个面、五个面、或者四个面构成(2)若是六个面,必须 是对边等分份数相等(3)五面体的边(edge)必须等分,上下底面的边必须偶数 等分(4)四面体上所有的边必须偶数等分。 若不满足上述条件,可以采用aadd或accat将面连接,若有线需要连接,先对面进 行,然后对线进行lccat. ●体的过渡模式 主要把面的过度模式理解清楚,可以很容易的理解体的过度模式。还有一点,就是,对边等分份数相等。有4中过度模式。(可以参看ansys帮助)。 第二讲网格划分控制(meshing control) 网格划分的控制主要考虑以下三个因素: (1)单元形状(element shape)(2)中节点的设置(midside node placement)(3)单元尺寸(element size). 现在分别加以说明: ●单元形状:对于2d的面的划分,可以采用三角形单元或者四边形单元。对于3D的 体的划分,要么采用六面体单元,要么采用四面体单元。二者的混合使用一般不推 荐使用。若采用(transitional pyrmid element)过度的金字塔单元,可以采用二者的混 合使用。单元形状、划分方式的指定第一讲已经有描述(略)。 ●中间节点设置的控制(controling placement of midside nodes) ansys默认情况下,将具有中节点的单元的中节点设置在边界线上或边界的面上。

ANSYS教程(非常有用)

第一章ANSYS的安装和配置 ANSYS程序包括两张光盘:一张是ANSYS经典产品安装盘,另一张是ANSYSWorkbench产品安装盘。本章以ANSYS10.0为例介绍ANSYS 的安装、配置、启动及ANSYS的相关知识。 第一节ANSYS的安装 一、安装ANSYS对系统的要求 安装ANSYS对计算机系统的要求如下。 1.硬件要求 ①内存至少256M; ②采用显存不少于32M的显卡,分辨率至少为1024x768,色彩为真彩色32位: ③硬盘剩余空间至少2G; ④安装网卡,设置好TCP/IP协议,并且TCP/IP协议绑定到此网卡上。注意在TCP/1P协议中要设定计算机的hostname。 2.软件系统要求 操作系统为Windows2000或WindowsXP以上。 二、安装ANSYS前的准备工作 1.拷贝文件 先将安装光盘中MAGNITUDE文件夹拷入计算机中,如D:LMAGNITUDE,用Windows的记事本打开D:~IAGNITUDE文件夹中的ansys.dat文件,该文件的第一行内容为"SERVERhostOOOOO(30000001055”,把host改为你的计算机名,如1wm是我的主机名,则host 改为Ivan。执行命令所有程序>附件,命令提示符进入DOS状态,键入1PCONFIG/ALL回车,所显示的physicaladdress即为网卡号,本例中计算机网卡的physicaladdress为000c6e10c8531055,则ansys.dat文件的第一行内容修改为“SERVERlwm000c6e10c8531055”,以原文件名存盘退出。 2.生成许可文件 运行D:\MAGNITUDE文件夹中的keygen.bat文件,生成license.dat,该文件就是ANSYS的许可文件,将它存放在指定目录下永久保存,本例中存放在D:LMAGNITUDE文件夹中。 三、安装ANSYS ①将ANSYS的安装光盘放入光驱中,出现如图1-1的画面,选择Install ANSYS 10.0开始安装AHSYS10.0。 ②开始运行ANSYS安装程序,出现ANSYS安装欢迎界面如图1-2的所示,选择Next按钮进行下一步安装。 第2页

ANSYSWorkbenchMesh网格划分(自己总结)

Workbench Mesh网格划分分析步骤网格划分工具平台就是为ANSYS软件的不同物理场和求解器提供相应的网格文件,Workbench中集成了很多网格划分软件/应用程序,有ICEM CFD,TGrid,CFX,GAMBIT,ANSYS Prep/Post等。网格文件有两类: ①有限元分析(FEM)的结构网格: 结构动力学分析,电磁场仿真,显示动力学分析(AUTODYN,ANSYS LS DYNA); ②计算流体力学(CFD 分析)分析的网格:用于ANSYS CFX,ANSYS FLUENT,Polyflow; 这两类网格的具体要求如下: (1)结构网格: ①细化网格来捕捉关心部位的梯度,例如温度、应变能、应力能、位移等; ②大部分可划分为四面体网格,但六面体单元仍然是首选; ③有些显示有限元求解器需要六面体网格; ④结构网格的四面体单元通常是二阶的(单元边上包含中节点); (2)CFD网格: ①细化网格来捕捉关心的梯度,例如速度、压力、温度等; ②由于是流体分析,网格的质量和平滑度对结果的精确度至关重要,这导致较大的网格数量,经常数百万的单元; ③大部分可划分为四面体网格,但六面体单元仍然是首选,流体分析中,同样的求解精度,六面体节点数少于四面体网格的一半。 ④CFD网格的四面体单元通常是一阶的(单元边上不包含中节点) 一般而言,针对不同分析类型有不同的网格划分要求: ①结构分析:使用高阶单元划分较为粗糙的网格; ②CFD:好的,平滑过渡的网格,边界层转化(不同CFD 求解器也有不同的要求); ③显示动力学分析:需要均匀尺寸的网格;

注:上面的几项分别对应Advanced中的Element Midside Nodes,以及Sizeing中的 Relevance Center,Smoothing,Transition。 网格划分的目的是对CFD (流体) 和FEM (结构) 模型实现离散化,把求解域分解成可得到精确解的适当数量的单元。 用户需要权衡计算成本和网格划分份数之间的矛盾。细密的网格可以使结果更精确,但是会增加CPU计算时间和需要更大的存储空间,特别是有些不必要的细节会大大增加分析需求。而有些地方,如复杂应力梯度区域,这些区域需要高密度的网格,如下图所示。一般而言,我们需要特别留意几何体中物理量变化特别大的区域,这些地方的网格需要划分得细密一些!

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