有限元法及程序-ANSYS网格划分

1、1ANSYS网格划分网格划分2主要内容网格划分方法网格划分方法单元特性定义单元特性定义网格划分器的使用网格划分器的使用实体模型网格划分实体模型网格划分网格检查网格检查直接生成有限元模型直接生成有限元模型33.1两种创建有限元模型的方法两种创建有限元模型的方法1、直接法：创建节点；由节点创建单元（适合杆梁单元）、直接法：创建节点；由节点创建单元（适合杆梁单元）2、几何模型网格划分法、几何模型网格划分法准备工作准备工作1、定义单元类型、定义单元类型2、定义实常数、定义实常数3、定义材料属性、定义材料属性43.2 定义单元特性定义单元特性1、ANSYS单元介绍单元介绍ANSYS有有200多种单元多种

2、单元1)学科领域学科领域:结构结构;热热;流体流体;电电;磁磁;耦合耦合2)单元维数与拓扑形式单元维数与拓扑形式3)阶数与节点数阶数与节点数. .点点 (质量质量)线线(弹簧，梁，杆，间隙弹簧，梁，杆，间隙)面面 (薄壳薄壳, 二维实体二维实体,轴对称实体轴对称实体)线性线性二次二次体体(三维实体三维实体)线性线性二次二次. . . . .5常用单元的形状常用单元的形状6常用单元的形状常用单元的形状7Solid452、定义单元、定义单元Main Menu Preprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete 8单元关键字设置单元关键字设置(Key Option)Pl

3、ane stress-(平面应力）平面应力）Axisymmetric-(轴对称）轴对称）Plane strain-(平面应变）平面应变）Plane strs w/thk-(带厚度的平面应力）带厚度的平面应力）93 .定义实常数定义实常数Main Menu Preprocessor Real Constant Add/Edit/Delete 弹簧单元弹簧单元刚度系数刚度系数杆单元杆单元面积面积梁单元梁单元面积、惯性矩、高度面积、惯性矩、高度平面应力单元平面应力单元厚度厚度板壳单元板壳单元厚度厚度三维实体单元三维实体单元一般不输入实常数一般不输入实常数10定义截面类型定义截面类型114. 定义材料

4、（只讲线性材料）定义材料（只讲线性材料）各向同性线弹性材料：各向同性线弹性材料：弹性模量，泊松比弹性模量，泊松比重力、惯性力分析：重力、惯性力分析：需要输入密度需要输入密度123.3 使用使用Meshtool划分网格划分网格分配单元属性分配单元属性网格划分器网格划分器尺寸控制尺寸控制分网器选项分网器选项实体模型网格化实体模型网格化修改网格修改网格网格检查网格检查清除网格清除网格13MainMenuPreprocessor MeshingMeshTool设置单元属性设置单元属性单元尺寸控制单元尺寸控制网格划分器选择网格划分器选择SmartSize网格划分控制网格划分控制单元形状控制单元形状控制网

5、格划分优化网格划分优化141、分配单元属性、分配单元属性选择实体类型后按选择实体类型后按 SET键键.拾取您想要指定属性的实体拾取您想要指定属性的实体.在后续的对话框设置适当的在后续的对话框设置适当的属性属性.15实例实例材料 2 = 混凝土材料 1 = 钢实常数 1 = 3/8” 厚度实常数 2 = 梁单元特性实常数 3 = 1/8” 厚度类型 1 = 壳单元类型 2 = 梁单元162、智能网格划分控制、智能网格划分控制尺寸级别的范围从尺寸级别的范围从 1 (精细精细) 到到10 (粗糙粗糙). 缺省级别为缺省级别为 6173、人工尺寸控制、人工尺寸控制总体单元尺寸总体单元尺寸 您可以为整个

6、模型指定最大的单元边长 (或每条线的份数)18面、线、层、关键点单元尺寸控制面、线、层、关键点单元尺寸控制194、ANSYS三种网格划分方法三种网格划分方法1）自由网格划分）自由网格划分Free（面和体）（面和体）2）映射网格划分）映射网格划分Mapped（面和体）（面和体）3）扫掠网格划分）扫掠网格划分Sweep（体）（体）201）自由网格划分）自由网格划分FreeA 面上可画三角形网格和四边形网格面上可画三角形网格和四边形网格体上只能画四面体网格体上只能画四面体网格对于自由网格划分使用智能网格划分更好一些对于自由网格划分使用智能网格划分更好一些212）映射网格划分）映射网格划分Mapped

7、A 一般的说，面的形状限制为四边形一般的说，面的形状限制为四边形体限制为六面体体限制为六面体B 只能对于只能对于“规则规则”的体和面，不适合复的体和面，不适合复杂几何体杂几何体222）映射网格划分）映射网格划分MappedA 只能对于只能对于“规则规则”的体和面，不适合复的体和面，不适合复杂几何体杂几何体B 面：面：3条或条或4条边；体条边；体4、5、6个面个面C 面是奇数条边，每边上分割成偶数面是奇数条边，每边上分割成偶数体为体为4面时，三角形面上单元数必须为偶数面时，三角形面上单元数必须为偶数D 面和体对边上必须划分相同的单元数面和体对边上必须划分相同的单元数E 面多于面多于4条边，体多于

8、条边，体多于6个面需要连接、个面需要连接、合并、分割合并、分割23连接这两条线使其成为一个由4条边构成的面24过渡网格划分过渡网格划分 自由网格划分自由网格划分, 生成一个生成一个 全四面体全四面体 网网格格. 这很容易实现但在某些情况下并这很容易实现但在某些情况下并不令人满意不令人满意,. 映射网格划分映射网格划分, 生成一个生成一个 全六面体全六面体 网网格格. 这一方法令人满意但通常很难实这一方法令人满意但通常很难实现现. Hex-to-tet meshing 提供了第三种选提供了第三种选择择,它它 “集两家之长集两家之长.” 将四面体和将四面体和六面体网格很好地结合起来六面体网格很好地

9、结合起来 而不而不破坏网格的整体性破坏网格的整体性.258-节点六面体9-节点金字塔10-节点四面体六面体网格六面体网格过渡网格过渡网格四面体网格四面体网格二次二次到到二次二次线性线性到到二次二次10-节点四面体13-节点金字塔20-节点六面体SOLID95SOLID95SOLID92SOLID82SOLID92263）扫掠网格划分）扫掠网格划分Sweep要求几何体有一对要求几何体有一对拓扑结构相同的源拓扑结构相同的源面和目标面面和目标面27在不可采用扫掠划分的体中生成四面体网格是一个十分有用的扫在不可采用扫掠划分的体中生成四面体网格是一个十分有用的扫掠选项掠选项.Preprocessor -

10、Meshing- Mesh -Volume Sweep- Sweep Opts28294）网格拖拉）网格拖拉拖拉面单元面单元: 选择选择 MESH200 四四边形单元边形单元. MESH200 是一种是一种 仅划分网格仅划分网格 (不求解不求解) 的单元的单元没有与之相关的自由度或材没有与之相关的自由度或材料特性料特性体单元体单元: 应与应与 MESH200 单单元类型匹配元类型匹配. 30MainMenuPreprocessor-Modeling-OperateExtrudeElemExtOpts设置拖拉选项设置拖拉选项拖拉后的单元拖拉后的单元号，材料号，号，材料号，实常数号及单实常数号及单元坐标系元坐标系拖拉单元份数拖拉单元份数是否清除面网格是否清除面网格31MainMenuP