ANSYS单元划分

1、Workshop SupplementANSYS单元的选择单元的选择 和网格划分和网格划分ANSYS中的单元类型中的单元类型一、杆单元一、杆单元Link杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力,可以模拟可以模拟桁架、桁架、 拉杆、缆索等。拉杆、缆索等。二、梁单元二、梁单元Beam梁单元既可以承受拉，压，还可以承受弯矩、扭矩梁单元既可以承受拉，压，还可以承受弯矩、扭矩。 beam188、189是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。 三、薄壁单元三、薄壁单元shellshell181 shell281适合分析薄且具有一定厚度的壳体结构适合分析薄且具有

2、一定厚度的壳体结构四、实体单元四、实体单元solidplane182、183可作平面单元和轴对称单元solid185、186、285，187为体单元plane182plane183Workshop Supplementsolid186solid187solid185solid285ANSYS中的网格划分中的网格划分 网格划分包含以下网格划分包含以下3个步骤个步骤 :定义单元属性指定网格的控制参数生成网格 内容包括内容包括:A. 多种单元属性 E. 过渡网格划分B. 控制网格密度 F. 网格的拖拉C. 改变网格 G. 扫掠网格划分D. 映射网格划分 A、多种单元属性、多种单元属性 模型中有多种单

3、元类型模型中有多种单元类型(TYPEs), 实常数实常数(REALs) 和和 材料材料 (MATs), 必须确保给每一种单元指定了合适的属必须确保给每一种单元指定了合适的属性性. 有以下有以下3种途径种途径: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如果没有为单元指定属性, ANSYS将将MAT=1, TYPE=1, 和和 REAL=1作为模型中所有单元的缺省设置作为模型中所有单元的缺省设置. 注意注意, 采用当前采用当前激活的激活的TYPE, REAL, 和和 MAT 进行网格进行网格操作操

4、作.为实体模型指定属性为实体模型指定属性1. 定义所有需要的单元类型定义所有需要的单元类型,材料材料, 和实常数和实常数.2. 然后使用然后使用 网格工具的网格工具的“单元属性单元属性” 菜单条菜单条 (Preprocessor MeshTool):选择实体类型后按 SET键.拾取想要指定属性的实体.在后续的对话框设置适当的属性.3. 当为实体划分网格时当为实体划分网格时, 它的属性将自动转换它的属性将自动转换到单元上到单元上.A、多种单元属性、多种单元属性使用总体的属性设置使用总体的属性设置1. 定义所有需要的单元类型定义所有需要的单元类型,材料材料, 和实常和实常数数.2. 然后使用网格工

5、具的然后使用网格工具的“单元属性单元属性” 菜单菜单条条 (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.3. 仅对使用上述设置属性的实体划分网格仅对使用上述设置属性的实体划分网格.A、多种单元属性、多种单元属性B. 控制网格密度控制网格密度 ANSYS 提供了多种控制网格密度的工具提供了多种控制网格密度的工具, 既可以是总既可以是总体控制也可以是局部控制体控制也可以是局部控制:总体控制智能网格划分智能网格划分总体单元尺寸总体单元尺寸缺省尺寸缺省尺

6、寸局部控制关键点尺寸关键点尺寸线尺寸线尺寸面尺寸面尺寸 使用智能网格划分使用智能网格划分:导出MeshTool菜单条 (Preprocessor MeshTool), 打开智能网格划分, 设置需要的尺寸级别.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 6.对所有体 (或所有面)一次划分网格, 将优越于一个一个地划分网格.B. 控制网格密度控制网格密度 如图所示为采用不同的如图所示为采用不同的SmartSize尺寸级别进行尺寸级别进行四面体网格划分的例子四面体网格划分的例子.B. 控制网格密度控制网格密度总体单元尺寸总体单元尺寸 可以为整个

7、模型指定最大的单元边长可以为整个模型指定最大的单元边长 (或每条线的份或每条线的份数数):或 Preprocessor MeshTool “Size Controls - Global” Set或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Global- SizeB. 控制网格密度控制网格密度线尺寸线尺寸 控制线上单元尺寸控制线上单元尺寸: Preprocessor MeshTool Size Controls: Lines Set 或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Lines-不同的线可以有不同的不同的线可以有不同的 L

8、ESIZE.B. 控制网格密度控制网格密度面尺寸面尺寸 在面的内部控制单元尺寸在面的内部控制单元尺寸:Preprocessor MeshTool “Size Controls: Areas” Set或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Areas-不同的面可以有不同的不同的面可以有不同的AESIZE.B. 控制网格密度控制网格密度C. 改变网格改变网格 如果划分的网格不满意如果划分的网格不满意, 可以通过以下步骤可以通过以下步骤重新划分网格重新划分网格:1. 清除网格.clear 操作网格划分的逆操作操作网格划分的逆操作 : 它将它将 删除删除 节点和单元

9、节点和单元.使用在使用在 MeshTool中的中的 Clear 按钮。按钮。 2. 指定新的或不同的网格控制.3. 再次划分网格. 在指定的区域在指定的区域 refine (细化细化)网格网格.对所有的面单元(三角形、四边形）和四面体体单元有效.MeshTool:选择想要细化的区域选择想要细化的区域 在节点在节点, 单元单元, 关键点关键点, 线线, 或面或面 按按 Refine 键键.拾取想要细化的实体拾取想要细化的实体. 选择细化的尺寸级别选择细化的尺寸级别. 级别级别 1 (最小细化最小细化) 是一个好的起点是一个好的起点.C. 改变网格改变网格D. 映射网格划分映射网格划分 有两种主要

10、的网格划分方法有两种主要的网格划分方法: 自由划分和映射划分自由划分和映射划分.自由划分自由划分无单元形状限制.网格无固定的模式.适用于复杂形状的面和体.映射划分映射划分面的单元形状限制为四边形,体的单元限制为六面体 (方块).通常有规则的形式,单元明显成行.仅适用 “规则的” 面和体, 如 矩形和方块.生成自由网格生成自由网格 自由网格是面和体网格划分时的缺省设置自由网格是面和体网格划分时的缺省设置. 生成自由网格比较容易生成自由网格比较容易:导出 MeshTool 工具, 划分方式设为自由划分.推荐使用智能网格划分 进行自由网格划分, 激活它并指定一个尺寸级别. 按 Mesh 按钮开始划分

11、网格.D. 映射网格划分映射网格划分生成映射网格生成映射网格 由于面和体必须满足一定的要求由于面和体必须满足一定的要求,生成映射网格不如生生成映射网格不如生成自由网格容易成自由网格容易 :面必须包含 3 或 4 条线 (三角形或四边形).体必须包含4, 5, 或 6 个面 (四面体, 三棱柱, 或六面体).对边的单元分割必须匹配.对三角形面或四面体对三角形面或四面体, 单元分割数必须为偶数单元分割数必须为偶数.D. 映射网格划分映射网格划分保证规则的形状保证规则的形状 在许多情况下在许多情况下, 模型的几何形状上有多于模型的几何形状上有多于4条边的面条边的面,有有多于多于6个面的体个面的体.

12、为了将它们转换成规则的形状为了将它们转换成规则的形状, 可以可以进行如下的操作进行如下的操作:把面 (或体) 切割成小的, 简单的形状.连接两条或多条线 (或面) 以减少总的边数.D. 映射网格划分映射网格划分E. 过渡网格划分过渡网格划分自由网格划分, 生成一个 全四面体 网格. 这很容易实现但在某些情况下并不令人满意,.映射网格划分, 生成一个 全六面体 网格. 这一方法令人满意但通常很难实现. 第三种选择第三种选择,它它 “集两家之长集两家之长.” 将四将四面体和六面体网格很好地结合起来面体和六面体网格很好地结合起来 而不而不破坏网格的整体性破坏网格的整体性.F. 网格拖拉网格拖拉 当把

13、一个面当把一个面拖拉拖拉成一个体时成一个体时, 可以将面上的网格随同它可以将面上的网格随同它一起拖拉一起拖拉, 得到一个已网格化的体得到一个已网格化的体. 这称为这称为 网格拖拉网格拖拉. 优点优点:易于生成带有块体单元易于生成带有块体单元(六面体六面体)或块体单元和棱或块体单元和棱柱体单元组合的体网格柱体单元组合的体网格. 必要条件必要条件: 体的形状必须允许它拖拉体的形状必须允许它拖拉.拖拉G. 扫掠划分扫掠划分 扫掠划分扫掠划分 是另一种为体划分网格的选择是另一种为体划分网格的选择. 它是一个通它是一个通过扫掠面上的网格从而为一个过扫掠面上的网格从而为一个已有的已有的体划分网格的过体划分网格的过程程. 与网格拖拉相似与网格拖拉相似, 只是在这一情况下体必须是存在的只是在这一情况下体必须是存在的 (如通过几何体的输入如通过几何体的输入).步骤步骤 定义并激活一个定义并激活一个 3-D 六面体六面体 实体单元类型实体单元类型, 如结如结构单元构单元 SOLID185 或或 SOLID186. 进入进入 MeshTool 选择选择 Hex/Wedge 和和 Sweep. 选择如何识别选择如何识别 源面和目标面源面和目标面 :“Auto Source/Target”选项 意味着 ANSYS 会根据体的拓扑结构自动选择它们.“Pick Source/Target”选项意味