ansys复杂几何模型网格划分技术.doc

1、网络划分的一点体会-映射网格划分技9.将S0LID95单元转变为S0LID92单元:- Main Menu Preprocessor -Meshing - Modify Mesh Change Tets10. 选择并画出SOLID95四面体单元:-Utility Menu Select Entities 选择 Elements , By Attributes , aElem type numGUI: Main MenuPreprocessor-Meshing-Mesh-VolumeSweep-Sweep Opts6使用extrude命令直接拉伸面网格得到体网格（类似于sweep）定义而单元和体

2、单元类型（注总此时的两种单元要匹配），给面划分网格，使用operateextruelem ext opts在列表的type中选择定义好的体单元类型，在mat中选择相应材料等等，一定要在VAL1中填入拉伸的等分，否则不能拉伸成为有限元模型，modelingoperateextrudeareaalongnormal （也可以是其他）选择要拉伸的有限元而，在dist输入拉伸长度。注意：用此法划分完网格后要删除体中那个拉伸面的面网格，避免网格重复，使用 meshingclearareaso直接通过建立节点，单元建立有限元模型。1 通过 creteelmentelement at trib ute 分配

3、属性通过 creteelmentauto numbered1hru node 选择响应节点构成单元2.在己存在的选中单元的自由表而覆盖新单元，选中的单元是由所选 的节点决定的，而不是单元，如同将压力加载节点上而不是单元上。 定义而单元（表面效应单元表面接触单元）sruflSl或152等等，通过 select选取符合要求的表面节点，在通过creteelemendefault attribute 分配属性，然后通过 creat element surf/ contact中的响应选项你可以把模型的几个而连接起来，使模型满足映射网格划分的条件 连接而的命令：ACCAT,面相加的命令：AADDDGUI

4、方式：Preprocessor Meshing： Concatenate AreasPreprocessor Modeling Operate Booleans Add Areas网络,网格,技巧,映射,体会面映射网格包括全部是四边行单元或全部是三角形单yu o面接受网格划分必须满足：该面必须是三或着四边的面的对边必须设置为相同数U的单元划分数U面如果有三边，则各边设置的单元划分数必须为偶数且相等网格划分必须设置为映射网格如果一个面多于四边行，不能用映射网格划分，但可以使用LCCAT和LCOMBM命令是边数减少到四条。体映射网格划分要将全体划分为六面体单元，体必须满足条件：体的外形应为块状（有

5、六个面），三棱柱（五个面）或者四面体体的对边上必须划分相同的单元数如果体是棱柱或者四面体，三角形面边界上的单元划分数必须为偶数如果一个面的边数多于四条，可将部分线合并（LCOMB）或连接（LCCAT）起来以使总边数降为四。一般来说LCOMB命令优先于LCCAT命令。LCOMB命令可用于相切或不相切的线，节点也不必产生在线的接头。连接线：命令：LCCATGUI:MainMenuPreprocessor-Meshing-Mesh-Areas-Mapped-oncatenate-Lineso 一、自111网格划分自曲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

6、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（M0PT命令）。对于复杂儿何 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，讣算效率降低。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O如果选用的是六面体单元，则此方法自动将六面体单元M化为阶次一致的面体单元，因此，最好不要选用线性的六面体单元（没有中间节点，比如

7、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。对于讣算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言，自山网格划分中的层网格功能（III LESIZE命令的LAYER1 和LAYER2域

8、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，网形成的单元仝部为四边丿* 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。3面上可以形成全三角

9、形的映射网格。4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。5体上对应线和面的网格划分数可以不同，但有一些限制条件。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。当然，这种纯粹的映射划分方式比较烦琐， 需要的时间和精力较多。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

10、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 的虚拟单元类型一MESH200一来划分面网格，之后不用清除）。三、拖拉、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（V

11、SWEEP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 于复朵儿何实体，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。四、混合网格划分 混合网格划分即在儿何模型上，根据各部位的特点，分别采用自山、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、建模匸作量等方面进行综合考虑。通常，为了提高计 算精度和减少讣算时间，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

12、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，无申节点的六面体单元細金字塔退化形式*#SYS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

13、体单元自动转换成非退 化的四面体单元，捉岛求解效率：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、利用自山度耦合和约束方程 对于某些形式的复杂儿何模型，可以利用ANSYS的约束方程和自山度耦合功能来 促成划分出优良的网格并降低讣算规模。比如，利用CEINTF命令可以将相邻的 体在进行独立的网格划分（通常是采用映射或扫

14、略方式）后再粘结起来，山于 各个体之间在儿何上没有联系，因此不用费劲地考虑相互之间网格的影响，所以 可以自山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 数差值来进行自山度耦合的，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子以 分析。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Fl山度耦 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）a 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（

15、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儿何模型，可釆用此手段，以尽量小的匸作量来 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、开椚誓（因为根据圣维商原理,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

16、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；

17、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，对于复杂儿何模型，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 己通过许多丄程问题的不断摸索、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4、网格孔洞的检査：如果环绕网格内部空腔的单元而数量很少，可能说明这里存在一个或 几个偶然遗漏的单元，而不是用户故意形成的孔洞。此时，MCHECK命令会给出

18、警告。在 这种情况下，环绕空腔的单元数量将与a）或b）中的较小值做比较。a）单个单元而数的三 倍，b）模型中单元总面数的十分之一。与CHECK命令类似，MCHECK提供了一个选项，利用它可以不选择所有划分正确的单元, 这样可以是划分有问题的单元突岀的显示出来。使用Lab=ESEL就可以不选择划分正确的网格。检查网格的连接性：命令:MCHECK.LabGUI: Main MenuPreprocessorCheck MeshCheck ConnectivityANSYS/LS-DYNA自适应网格划分2007年11月12日 星期一下午05:46在金属成形和高速撞击分析中，物体要经历很大的塑性变形。单

19、积分点显式单元, 常用于大变形，但是在这种情况下，山于单元纵横比不合适可能给出不精确的结 果。为了解决这一问题，ANSYS/LS-DYNA程序可以在分析过程中自动重新划分表面来改善求解精度。这一功能，即自适应网格划分，由EDADAPT和EDCADAPT命令控制。EDADAPT命令在一个指定的PART内激活自适应网格划分。（用EDPART命令创 建或显示有效PART IDs）,例如，为了给PARTI打开自适应网格划分，可以执 行下列命令：EDADAPT, 1, ON注意一自适应网格划分功能仅对包含SHELL163单元的部件有效。当此项功能打开时，分析中该部件的网格将自动重新生成。从而保证在整个变

20、形 过程中有合适的单元纵横比。自适应网格划分一般应用在大变形分析例如金属变 形中（调节网格最典型的应用是板料）。在一个模型中要在多个部件上应用此功 能，必须对每个不同的PART ID执行EDADAPT命令。缺省时，该功能是关闭的。在指定哪些部件重新划分后，必须用EDCADAPT命令定义网格划分参数。采用 EDADAPT命令定义需要网格划分的所有PART ID号，用EDCADAPT命令对其设置 控制选项。EDCADAPT命令控制的参数如下所示：Frequency (FREQ)-调节自适应网格划分的时间间隔。例如，假设FREQ设置为 0.01,如果单元变形超过指定的角度容差，则其将每隔0.01秒被

21、重新划分一次(假设时间单位为秒)。因为FREQ的缺省值为0.0,所以在分析中应用自适应 网格划分时必须指定此项。 Angle Tolerance(TOL)-对于自适应网格划分(缺省值为le31)有一个自适应 角度公差。TOL域控制着单元间的纵横比，它对保证结果的精度是非常重要的， 如果单元之间的相对角度超过了指定的TOL值，单元将会被重新划分。 Adaptivity Option (OPT)-对于自适应网格划分冇两个不同的选项。对于 OPT二1,和指定的TOL值相比较的角度变化只是根据初始网格形状计算的。对于 OPT二2,和指定的TOL值相比较的角度变化是根据前一次重新划分的网格讣算的。Mes

22、h Refinement Levels(MAXLVL)- MAXLVL域控制着整个分析中单元巫新划 分的次数。对于一个初始单元，MAXLVL二1可以创建一个附加单元，MAXLVL二2允 许增加到4个单元，MAXLVL二3允许增加到16个单元。高MAXLVL会得到更精确 的结果，但也会明显增加模型规模。 Remeshing Birth and Death Times (BTIME and DTIME)-自适应网格划分的 生死时间控制着该功能在分析过程中的激活或关闭。例如，如果设置BTIME二.01 和DTIME二.1,那么分析中只在.01和.1秒间进行重新网格划分(假设时间单位为 秒)。 Interval of Remeshing Curve(LCID)-数