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Ansys 第八节 ICEM实例-棱柱网格

在ANSYS平台上的复杂有限元网格划分技术

在ANSYS平台上的复杂有限元网格划分技术 1. 网格密度 有限元结构网格数量的多少将直接影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来说,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,怎样在这两者之间找到平衡,是每一个CAE工作者都想拥有的技术。网格较少时,增加网格数量可以使计算精度明显提高,而计算时间不会有大的增加。当网格数量增加到一定程度后,再继续增加网格时精度提高很少,而计算时间却大幅度增加。所以应该注意网格数量的经济性。实际应用时,可以比较两种网格划分的计算结果,如果两次计算结果相差较大,应该继续增加网格,重新计算,直到结果误差在允许的范围之内。 在决定网格数量时还应该考虑分析类型。静力分析时,如果仅仅是计算结构的变形,网格数量可以少一点。如果需要计算应力,则在精度要求相同的情况下取相对较多的网格。同样在结构响应计算中,计算应力响应所取的网格数量应该比计算位移响应的多。在计算结构固有动力特性时,若仅仅是计算少数低阶模态,可以选取较少的网格,如果计算的阶数较高,则网格数量应该相应的增加。在热分析中,结构内部的温度梯度不大时,不需要大量的内部单元,否则,内部单元应该较多。 有限元分析原则是把结构分解成离散的单元,然后组合这些单元

解得到最终的结果。其结果的精度取决于单元的尺寸和分布,粗的网格往往其结果偏小,甚至结果会发生错误。所以必须保证单元相对足够小,考虑到模型的更多的细节,使得到的结果越接近真实结果。由于粗的网格得到的结果是非保守的,因此要认真查看结果,其中有几种方法可以帮助读者分析计算结果与真实结果之间的接近程度。 最常用的方法是用对结果判断的经验来估计网格的质量,以确定网格是否合理,如通过看云图是否与物理现象相一致,如果云图线沿单元的边界或与实际现象不一致,那么很有可能结果是不正确的。 更多的评价网格误差的方法是通过比较平均的节点结果和不平均的单元结果。如在ANSYS中,提供了两条显示结果的命令:PLNS,PLES。前者是显示平均的节点结果,后者是显示不平均的单元结果。PLNS命令是计算节点结果,它是通过对该节点周围单元结果平均后得到的,分析结果是基于单元高斯积分点值,然后外插得到每个节点,因此在给定节点周围的每个单元都由自己的单元计算得到,所以这些节点结果通常是不相同的。PLNS命令是在显示结果之前将每个节点的所有结果进行了平均,所以看到的云图是以连续的方式从一个单元过渡到另外一个单元。而PLES命令不是对节点结果平均,所以在显示云图时单元和单元之间是不连续的。这种不连续程度在网格足够密(即单元足够小)的时候会很小或不存在,而在网格较粗时很大。由于PLNS结果是一个平均值,所以它得到的结果会比PLES的结果小,他

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 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

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。

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_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划分网格

Ansys Workbench 划分网格 (张栋zd0561@https://www.sodocs.net/doc/1d9649039.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。

关于ansys网格密度控制

在一般情况下,采用默认网格控制可以使模型生成足够的网格,此时不需指定任何网格划分控制。但如果要得到更精确的网格划分结果,则需在对模型进行网格划分前实施网格划分控制,采用如下方法可进行网格划分控制。 (1)设置线段默认网格划分控制 Command:ESIZE GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Global︱Size GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱SmartSize︱Adv Opts Command:DSIZE GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Global︱Other (2)对距关键点最近的线段设置网格划分控制 Command:KESIZE GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Keypoints︱All KPs GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Keypoints︱Clr Size GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Keypoints︱Picked KPs (3)对所选线段设置网格划分控制 Command:LESIZE GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Lines︱All Lines GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Lines︱Clr Size GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Lines︱Copy Divs GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Lines︱Flip Bias GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Lines︱Picked Lines GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Layers︱Picked Lines GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Layers︱Clr Layers (4)对面上线段设置网格划分控制 Command:AESIZE GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Areas︱All Areas GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Areas︱Clr Size GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱ManualSize︱Areas︱Picked Areas (5)设置智能网格划分控制 Command:SMARTSIZE GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱SmartSize︱Adv Opts GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱SmartSize︱Basic GUI:Main Menu︱Preprocessor︱Meshing︱Size Cntrls︱SmartSize︱Status

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 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

ansysworkbenchmeshing网格划分总结

a n s y s w o r k b e n c h m e s h i n g网格划分总结-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

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

ansys网格质量检查

7.5.7 单元形状检查 不好的单元形状会使分析结果不准,因此,ANSYS程序进行单元检查以提醒用户网格划分操作是否生成了形状不好的单元。然而不幸的是没有通用的判别网格好坏的准则。换句话说,一种单元形状对某一个分析可能得出不准确的结果,但对另一个分析可能是完全可以接受的,因此必须明确ANSYS程序判别形状不好单元的准则完全是武断的,出现了数百次的单元警告信息并不意味着单元形状会引起不准确的结果。(相反,如果没有得到单元形状的任何警告信息,也不能保证一定能得到精确的分析结果)如同有限元分析的许多方面一样,单元形状的好坏还是用户自己去判别。 ANSYS5.6在生成单元时及贮存每个单元之前发现并标记所有单元形状的警告和错误情况。这与ANSYS5.3及以前版本在求解前检查单元形状的情况相反。 尽管ANSYS缺省执行单元形状检查,仍有许多控制单元形状检查的选项。多数选项将在下节叙述,可参考《ANSYS Commands Reference》中SHPP命令中的叙述。修改单元形状检查的方法: 命令:SHPP GUI: Main Menu>Preprocessor>Checking Ctrls>Shape Checking Main Menu>Preprocessor>Checking Ctrls>Toggle Checks 以下包括如何: ·完全关闭单元形状检查或只打开警告模式 ·打开和关闭个别形状检测 ·查看形状检测结果 ·查看当前形状参数限制 ·改变形状参数限制 ·恢复单元形状参数数据 ·理解何种情况下ANSYS对已有单元重新检验,及为何这样做是必要的。 ·决定单元形状是否可以接受。 警告:模型中的形状不好单元的存在可能导致某些计算错误在ANSYS求解中引起系统终止计算任务。因此,在完全关闭单元形状检查、只运行警告模式的形状检查、关闭个别形状检查或放松形状参数限制时就会冒在求解中系统终止任务的危险。 注意:《The ANSYS,Inc. Theory Reference》提供了ANSYS执行的形状检测的详细信息,并解释了决定测试的缺省警告和错误限制所用的逻辑。 7.5.7.1 完全关闭单元形状检查或只打开警告模式: 如上所述,ANSYS缺省执行单元形状检查,当出现形状检查时,任何新单元—无论它是怎样生成的,都要按已有形状参数警告和错误限制进行检测。如果单元超过了任何错误限制,不仅要生成错误信息,还要引起:(a)网格划分失败;或(b)不是由AMESH或VMESH命令生成的单元不进行存储。 有些情况下,希望关闭形状检查,或只打警告模式。关闭单元形状检查〔SHPP,OFF,ALL〕完全使形状检查失效。当仅打开单元形状检查的警告模式〔SHPP,WARN〕,在进行形状检查时,超过错误限制的单元只给出警告并

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有限元网格划分技巧与基本原理

一、前言 有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步,它直接影响着后续数值汁算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及英拓扑类型、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,平而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、梁单元的而内均采用高斯(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泄的,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。 CAD软件中流行的实体建模包括基于特征的参数化建模和空间自由曲而混合造型两种方法。Pro/E和SoildWorks是特征参数化造型的代表,而CATIA与Unigraphics等则将特征参数化和空间自由曲面混合造型有机的结合起来。现有CAD软件对表而形态的表示法已经大大超过了CAE 软件,因此,在将CAD实体模型导入CAE软件的过程中,必须将CAD 模型中苴他表示法的表面形态转换到CAE软件的表示法上,转换精度的髙低取决于接口程序的好坏。在转换过程中,程序需要解决好几何图形(曲线与曲而的空间位苣)和拓扑关系(各图形数据的逻借关系)两个关键问题。英中几何图形的传递相对容易实现,而图形间的拓扑关系容易岀现传递失败的情况。数据传递而临的一个重大挑战是,将导入CAE程序的CAD模型改造成适合有限元分析的网格模型。在很多情况下,导入CAE程序的模型可能包含许多设计细节,如细小的孔、狭窄的槽,甚至是建模过程中形成的小曲而等。这些细肖往往不是基于结构的考虑,保留这些细肖,单元数量势必增加,甚至会掩盖问题的主要矛盾,对分析结果造成负而影响。 CAD模型的“完整性”问题是困扰网格剖分的障碍之一。对于同一接口程序,数据传递的品质取决于CAD模型的精度。部分CAD模型对制造检测来说具备足够的精度,但对有限元网格剖分来说却不能满足要求。值得庆幸的是,这种问题通常可通过CAD软件的'‘完整性检查”来修正。改造模型可取的办法是回到CAD系统中按照分析的要求修改模型。一方而检查模型的完整性,另一方而剔除对分析无用的细卩特征。但在很多情况下,这种"回归”很难实现,模型的改造只有依靠CAE软件自身。CAE中最直接的办法是依靠软件具有的"重构”功能,即剔除细部特征、缝补而和将小而“融入”大曲而等。有些专用接口在模型传递过程中甚至允许自动完成这种工作,并且通过网格剖分器检验模型的“完整性”,如发现“完整性”不能满足要求,接口程序可自动进行“完整性”修复。当几何模型距CAE 分析的要求相差太大时,还可利用CAE程序的造型功能修正几何模型。“布尔运算”是切除细节和修理非完整特征的有效工具之一。 目前数据传递一般可通过专用数据接口,CAE程序可与CAD程序“交流”后生成与CAE程序兼容的数据格式。另一种方式是通过标准图形格式如IGES、SAT和ParaSolid传递。现有的CAD 平台与通用有限元平台一般通过IGES、STL、Step. Parasolid等格式来数搦交换,早期IGES接口应用比较广泛,但由于该标准本身的不严格性,导致多数复杂模型的传递以失败告终,如图1所示为某汽车覆盖件在UGII中以IGES格式输出时产生的信息,可以看岀其包含大量有限元分析不必要的几何信息。而SAT与ParaSolid标准较为严格,被多数CAD程序采用。由于典型通用有限元软件(如MSC.PATRAN、MSC.MARC. ANSYS、 ABAQUS. ADINA等)的建模功能都不是很强,尤苴是在而对包含复杂空间曲而的产品结构时表现出明显的不足,同时不利于建立后续的单元网格划分模型。因此,利用现有CAD 平台(如CATIA、

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 workbenc meshing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 uniform quad/tri 均匀四边形或三角形

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