1、. . 單元種類單元種類常用單元的形狀常用單元的形狀點點 (質量質量)線線(彈簧，梁，桿，間隙彈簧，梁，桿，間隙)面面 (薄殼薄殼, 二維實體二維實體,軸對稱實體軸對稱實體)線性線性二次二次體體(三維實體三維實體)線性線性二次二次. .單元種類單元種類(續續)在單元手冊在單元手冊(資料或在線幫助資料或在線幫助)中，中，ANSYS單元庫有單元庫有100多種單元多種單元類型，其中許多單元具有好幾種可選擇特性來勝任不同的功能類型，其中許多單元具有好幾種可選擇特性來勝任不同的功能。你要做的工作就是將單元的選擇范圍縮小到少數幾個單元上。你要做的工作就是將單元的選擇范圍縮小到少數幾個單元上。具體單元名稱具

2、體單元名稱單元圖示單元圖示ANSYS 單元名稱單元名稱單元特性單元特性(類別類別, 編號編號)準則準則單元種類單元種類(續續) 在結構分析中，結構的應力狀態決定單元類型的在結構分析中，結構的應力狀態決定單元類型的選擇。選擇。 選擇維數最低的單元去獲得預期的結果選擇維數最低的單元去獲得預期的結果 (盡量做盡量做到能選擇點而不選擇線到能選擇點而不選擇線，能選擇線而不選擇平面能選擇線而不選擇平面，能選擇平面而不選擇殼，能選擇殼而不選擇三，能選擇平面而不選擇殼，能選擇殼而不選擇三維實體維實體). 對于復雜結構，應當考慮建立兩個或者更多的不對于復雜結構，應當考慮建立兩個或者更多的不同復雜程度的模型。你可

3、以建立簡單模型，對結同復雜程度的模型。你可以建立簡單模型，對結構承載狀態或采用不同分析選項作實驗性探討。構承載狀態或采用不同分析選項作實驗性探討。單元種類單元種類(續續)主要單元類型舉例主要單元類型舉例 線單元線單元: Beam(梁梁)單元是用于螺栓單元是用于螺栓(桿桿)，薄壁管件，薄壁管件，C形截面構件，形截面構件，角鋼等模型。角鋼等模型。 Spar (桿桿)單元是用于彈簧，單元是用于彈簧，螺桿，預應力螺桿和桁架等模螺桿，預應力螺桿和桁架等模型型。 Spring 單元是用于彈簧，螺單元是用于彈簧，螺桿，或細長構件，或桿，或細長構件，或 通過剛通過剛度等效替代復雜結構等模型度等效替代復雜結構等

4、模型。單元種類單元種類(續續)主要單元類型舉例主要單元類型舉例 殼單元殼單元: Shell (殼殼)單元用于薄面板單元用于薄面板或曲面模型。或曲面模型。殼單元分析應用的基本原殼單元分析應用的基本原則是每塊面板的主尺寸不則是每塊面板的主尺寸不低于其厚度的低于其厚度的10倍。倍。準則準則單元種類單元種類(續續)主要單元類型舉例主要單元類型舉例 X-Y 平面單元平面單元: 在整體笛卡爾在整體笛卡爾X-Y平面內（模型必須建在此面內），有平面內（模型必須建在此面內），有幾種類型的幾種類型的ANSYS單元可以選用。單元可以選用。其中任何一種單元類型其中任何一種單元類型只允許有平面應力、平面應變只允許有平面

5、應力、平面應變 、軸對稱等特性。軸對稱等特性。 平面應力或應變平面應力或應變:OKNJMPLIIJK,L,OPNMTriangular OptionY(or Axial)X (or Radial)單元種類單元種類(續續)主要單元類型舉例主要單元類型舉例 平面應力平面應力 假定在假定在Z方向上的應力為零方向上的應力為零，主要有以下特點：，主要有以下特點：4當當Z方向上的幾何尺寸遠遠小于方向上的幾何尺寸遠遠小于X和和Y方向方向上的尺寸才有效。上的尺寸才有效。4所有的載荷均作用在所有的載荷均作用在XY平面內。平面內。4在在Z方向上存在應變。方向上存在應變。平面應力平面應力 分析是用來分析諸如承分析是

6、用來分析諸如承受面內載荷的平板、承受壓力或受面內載荷的平板、承受壓力或遠離中心載荷的薄圓盤等結構。遠離中心載荷的薄圓盤等結構。單元種類單元種類(續續)主要單元類型舉例主要單元類型舉例 平面應變平面應變 假定在假定在Z方向的應變方向的應變為零，主要具有以下特點：為零，主要具有以下特點：4當當Z方向上的幾何尺寸遠方向上的幾何尺寸遠遠大于遠大于X和和Y方向方向上的尺寸上的尺寸才有效。才有效。4所有的載荷均作用在所有的載荷均作用在XY平平面內。面內。4在在Z方向上存在應力。方向上存在應力。平面應變平面應變分析分析是用于分析那種一個是用于分析那種一個方向的尺寸（指定為總體方向的尺寸（指定為總體Z方向）方

7、向）遠遠大于其它兩個方向的尺寸，并遠遠大于其它兩個方向的尺寸，并且垂直于且垂直于Z軸的橫截面是不變的。軸的橫截面是不變的。單元種類單元種類(續續)主要單元類型舉例主要單元類型舉例 軸對稱軸對稱 假定三維實體模型是由假定三維實體模型是由XY面內面內的橫截面繞的橫截面繞Y軸旋轉軸旋轉360o 形成的（管，形成的（管，錐體，圓板錐體，圓板, 圓頂蓋，圓盤等）。圓頂蓋，圓盤等）。4對稱軸必須和整體對稱軸必須和整體 Y 軸重合。軸重合。4不允許有負不允許有負 X 坐標。坐標。4Y 方向是軸向，方向是軸向，X方向是徑向，方向是徑向， Z方方向是周向向是周向 (hoop) 。4周向位移是零；周向應變和應力十

8、周向位移是零；周向應變和應力十分明顯。分明顯。4只能承受軸向載荷（所有載荷）。只能承受軸向載荷（所有載荷）。Hoop單元種類單元種類(續續)主要單元類型舉例主要單元類型舉例 三維實體單元三維實體單元: 用于那些由于幾何、材用于那些由于幾何、材料、載荷或分析結果要料、載荷或分析結果要求考慮的細節等原因造求考慮的細節等原因造成無法采用更簡單單元成無法采用更簡單單元進行建模的結構。進行建模的結構。 四面體模型使用四面體模型使用CAD建建模往往比使用專業的模往往比使用專業的FEA分析建模更容易，分析建模更容易，也偶爾得到使用。也偶爾得到使用。KRLQOPMNJIXYZTetrahedron meshB

9、rick mesh網格劃分網格劃分網格劃分網格劃分概述概述網格劃分包含以下網格劃分包含以下3個步驟個步驟 : 定義單元屬性定義單元屬性 指定網格的控制參數指定網格的控制參數 生成網格生成網格本章本章, 我們將詳細介紹上述我們將詳細介紹上述3個步驟并討論網格劃分的其他選項個步驟并討論網格劃分的其他選項.內容包括內容包括:A. 多種單元屬性多種單元屬性 E. 過渡網格劃分過渡網格劃分B. 控制網格密度控制網格密度 F. 網格的拖拉網格的拖拉C. 改變網格改變網格 G. 掃掠網格劃分掃掠網格劃分D. 映射網格劃分映射網格劃分 網格劃分網格劃分A. 多種單元屬性多種單元屬性如前所述如前所述, 每個單元

10、有以下與之相關的屬性每個單元有以下與之相關的屬性:單元類型單元類型 (TYPE)實常數實常數 (REAL)材料特性材料特性 (MAT)許多許多 FEA 模型有多種屬性模型有多種屬性. 例如，下圖所示的筒倉有兩種單元類型例如，下圖所示的筒倉有兩種單元類型, 三種三種實常數實常數, 以及兩種材料以及兩種材料.材料 1 = 混凝土材料 2 = 鋼實常數 1 = 3/8” 厚度實常數 2 = 梁單元特性實常數 3 = 1/8” 厚度類型 1 = 殼單元類型 2 = 梁單元網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性只要您的模型中有多種單元類型只要您的模型中有多種單元類型(TYPEs), 實常數實常數(R

11、EALs) 和和 材料材料 (MATs), 就必須確保給每一種單元指定了合適的屬性就必須確保給每一種單元指定了合適的屬性. 有以下有以下3種途種途徑徑: 在網格劃分前為實體模型指定屬性在網格劃分前為實體模型指定屬性 在網格劃分前對在網格劃分前對MAT, TYPE,和和REAL進行進行 “總體的總體的” 設置設置 在網格劃分后修改單元屬性在網格劃分后修改單元屬性如果沒有為單元指定屬性如果沒有為單元指定屬性, ANSYS將將MAT=1, TYPE=1, 和和 REAL=1作為模型中所有單元的缺省設置作為模型中所有單元的缺省設置. 注意注意, 采用當前采用當前激活的激活的TYPE, REAL, 和和

12、 MAT 進行網格操作進行網格操作.網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性為實體模型指定屬性為實體模型指定屬性1. 定義所有需要的單元類型定義所有需要的單元類型,材料材料, 和實常數和實常數.2. 然后使用然后使用 網格工具的網格工具的“單元屬性單元屬性” 菜單條菜單條 (Preprocessor MeshTool):選擇實體類型后按選擇實體類型后按 SET鍵鍵.拾取您想要指定屬性的實體拾取您想要指定屬性的實體.在后續的對話框設置適當的屬性在后續的對話框設置適當的屬性.或或 選擇需要的實體選擇需要的實體,使用使用 VATT, AATT, LATT, 或或 KATT 命令命令.3. 當您為實

13、體劃分網格時當您為實體劃分網格時, 它的屬性將自動轉換到單它的屬性將自動轉換到單元上元上.網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性使用總體的屬性設置使用總體的屬性設置1. 定義所有需要的單元類型定義所有需要的單元類型,材料材料, 和實常數和實常數.2. 然后使用網格工具的然后使用網格工具的“單元屬性單元屬性” 菜單條菜單條 (Preprocessor MeshTool):選擇選擇 Global 后按后按 SET 鍵鍵.在在 “網格劃分屬性網格劃分屬性” 對話框中激活需要的屬對話框中激活需要的屬性組合性組合. 這些被視為激活的這些被視為激活的 TYPE, REAL,和和 MAT 設置設置.或使

14、用或使用 TYPE, REAL, 和和 MAT 命令命令.3. 僅對使用上述設置屬性的實體劃分網格僅對使用上述設置屬性的實體劃分網格.網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性修改單元屬性修改單元屬性1.定義所有需要的單元類型定義所有需要的單元類型,材料材料, 和實常數和實常數.2.激活需要的激活需要的TYPE, REAL, 和和 MAT設置的組合設置的組合:Preprocessor -Attributes- Define Default Attribs.或使用或使用 TYPE, REAL, 和和 MAT 命令命令3. 僅修改僅修改使用上述設置屬性的單元的屬性使用上述設置屬性的單元的屬性:使用

15、使用 EMODIF,PICK 命令或選擇命令或選擇 Preprocessor Move/Modify -Elements- Modify Attrib拾取需要的單元拾取需要的單元4. 在后續的對話框在后續的對話框,將屬性設置為將屬性設置為 “All to current.”網格劃分網格劃分.多種單元屬性多種單元屬性牢記以下幾點牢記以下幾點:您可以激活屬性編號校核單元屬性您可以激活屬性編號校核單元屬性 :Utility Menu PlotCtrls Numbering或用或用 /PNUM,attr,ON命令命令, attr 可以是可以是 TYPE, MAT, 或或 REAL在實體模型上直接指定屬

16、性將不考慮缺省屬性在實體模型上直接指定屬性將不考慮缺省屬性. 在實體模型上指定屬性在實體模型上指定屬性, 您可以避免在網格劃分操作中重新設置屬性您可以避免在網格劃分操作中重新設置屬性. 由于由于 ANSYS 的網格劃分算法在一次對所有實體進行網格劃分時更為有效的網格劃分算法在一次對所有實體進行網格劃分時更為有效,因而因而這種方法更為優越這種方法更為優越.清除實體模型上的網格將不會刪除指定的單元屬性清除實體模型上的網格將不會刪除指定的單元屬性.網格劃分網格劃分B. 控制網格密度控制網格密度ANSYS 提供了多種控制網格密度的工具提供了多種控制網格密度的工具, 既可以是總體控制也可以既可以是總體控

17、制也可以是局部控制是局部控制: 總體控制總體控制 智能網格劃分智能網格劃分 總體單元尺寸總體單元尺寸 缺省尺寸缺省尺寸 局部控制局部控制 關鍵點尺寸關鍵點尺寸 線尺寸線尺寸 面尺寸面尺寸網格劃分網格劃分.控制網格密度控制網格密度智能網格劃分智能網格劃分通過指定所有線上的份數決定單元的尺寸通過指定所有線上的份數決定單元的尺寸, 它可以考慮線的曲率它可以考慮線的曲率, 孔孔洞的接近程度和其它特征洞的接近程度和其它特征, 以及單元階次以及單元階次.智能網格劃分的缺省設置是關閉智能網格劃分的缺省設置是關閉, 在自由網格劃分時建議采用智能在自由網格劃分時建議采用智能網格劃分。網格劃分。 它對映射網格劃分

18、沒有影響它對映射網格劃分沒有影響. (自由網格劃分與映射網自由網格劃分與映射網格劃分將在后面討論格劃分將在后面討論.)網格劃分網格劃分.控制網格密度控制網格密度使用智能網格劃分使用智能網格劃分: 導出導出MeshTool菜單條菜單條 (Preprocessor MeshTool), 打開打開智能網格劃分智能網格劃分, 設置需要的尺寸級別設置需要的尺寸級別. 或使用或使用 SMRT,level 命令 尺寸級別的范圍從尺寸級別的范圍從 1 (精細精細) 到到10 (粗糙粗糙). 缺省級別為缺省級別為 6. 對所有體對所有體 (或所有面或所有面)一次劃分網格一次劃分網格, 將優越于一個一個地將優越于

19、一個一個地劃分網格劃分網格.網格劃分網格劃分.控制網格密度控制網格密度如圖所示為采用不同的如圖所示為采用不同的SmartSize尺寸級別進行四面體網格劃分的例尺寸級別進行四面體網格劃分的例子子.高級的高級的 SmartSize 控制控制, 如網格擴如網格擴張和過渡系數在張和過渡系數在SMRT 命令命令 (或或Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -SmartSize- Adv Opts.)中中提供提供.您可以使用您可以使用MeshTool菜單條或采用菜單條或采用smrt,off命令關閉智能網格劃分命令關閉智能網格劃分.網格劃分網格劃分.控制網格密度控制網格密度總

20、體單元尺寸總體單元尺寸您可以為整個模型指定最大的單元邊長您可以為整個模型指定最大的單元邊長 (或每條線的份數或每條線的份數):ESIZE,SIZE或或 Preprocessor MeshTool “Size Controls - Global” Set或或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Global- Size可單獨使用或與可單獨使用或與 智能網格劃分聯合使用智能網格劃分聯合使用.單獨使用單獨使用ESIZE (智能網格劃分關閉智能網格劃分關閉) 將采用相將采用相同的單元尺寸對體同的單元尺寸對體 (或面或面) 劃分網格劃分網格.在在 智能網格劃分智能網格

21、劃分 打開時打開時, ESIZE 充當充當 “向導向導,” 但為了適應線的曲率或幾何近似指定的尺寸但為了適應線的曲率或幾何近似指定的尺寸可能無效可能無效.網格劃分網格劃分.控制網格密度控制網格密度缺省尺寸缺省尺寸如果您不指定任何控制如果您不指定任何控制, ANSYS 將使用將使用缺省尺寸缺省尺寸, 它將根據單元階它將根據單元階次指定線的最小和最大份數次指定線的最小和最大份數, 表面高寬比等表面高寬比等. 用于映射網格劃分用于映射網格劃分, 但在智能網格劃分關閉時但在智能網格劃分關閉時, 自由網格劃分也可使自由網格劃分也可使用用.您可以采用您可以采用 DESIZE 命令或命令或 Preproce

22、ssor -Meshing- Size Cntrls -Global- Other 調節缺省的尺寸規格調節缺省的尺寸規格.網格劃分網格劃分.控制網格密度控制網格密度關鍵點尺寸關鍵點尺寸通過關鍵點控制單元尺寸通過關鍵點控制單元尺寸: Preprocessor MeshTool “Size Controls: Keypt” Set 或或 KESIZE 命令命令 或或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Keypoints-不同的關鍵點可以不同的不同的關鍵點可以不同的 KESIZE, 為您在網格上有更為您在網格上有更多的控制多的控制.對應力集中區域非常有用對應力集

23、中區域非常有用.智能網格劃分打開時智能網格劃分打開時,為了適應線的曲率或幾何近似指為了適應線的曲率或幾何近似指定的尺寸可能無效定的尺寸可能無效.網格劃分網格劃分.控制網格密度控制網格密度線尺寸線尺寸控制線上單元尺寸控制線上單元尺寸:Preprocessor MeshTool Size Controls: Lines Set或或 LESIZE 命令命令或或 Preprocessor -Meshing- Size Cntrls -Lines-不同的線可以有不同的不同的線可以有不同的 LESIZE.指定尺寸可以是指定尺寸可以是 “硬的硬的” 或或 “軟的軟的.”“硬的硬的” 尺寸即使在智能網格劃分打

24、開時也將被網尺寸即使在智能網格劃分打開時也將被網格劃分器采用格劃分器采用. 在所有其它尺寸控制最優先在所有其它尺寸控制最優先.“軟的軟的” 尺寸在智能網格劃分打開時可能無效尺寸在智能網格劃分打開時可能無效.您也可以指定一個邊長比例您也可以指定一個邊長比例 最后一個分割與第最后一個分割與第一個分割的比率一個分割的比率. 使網格偏向線的一端或中間使網格偏向線的一端或中間. 對 “軟的”選是對 “硬的”選否網格劃分網格劃分.控制網格密度控制網格密度面尺寸面尺寸在面的內部控制單元尺寸在面的內部控制單元尺寸: Preprocessor MeshTool “Size Controls: Areas” Se

25、t 或或 AESIZE 命令命令 或或 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.面與面的交線僅在未指定面與面的交線僅在未指定LESIZE 或或 KESIZE 且且鄰近無尺鄰近無尺寸更小的面時使用指定尺寸寸更小的面時使用指定尺寸.智能網格劃分打開時智能網格劃分打開時,為了適應線的曲率或幾何近似為了適應線的曲率或幾何近似 指定指定的尺寸可能無效的尺寸可能無效.網格劃分網格劃分C. 改變網格改變網格如果劃分的網格不滿意如果劃分的網格不滿意, 您總可以通過以下步驟重您總可以通過以下步驟重新劃分網格新劃分網

26、格:1. 清除網格清除網格. clear 操作網格劃分的逆操作操作網格劃分的逆操作 : 它將它將 刪除刪除 節點和節點和單元單元. 使用在使用在 MeshTool中得中得 Clear 按鈕按鈕, 或使用或使用 VCLEAR, ACLEAR, 等等.(若您在使用若您在使用 MeshTool, 您可以跳過這一步您可以跳過這一步,因為程序因為程序將在執行第將在執行第3步時提示您是否清除網格步時提示您是否清除網格)2. 指定新的或不同的網格控制指定新的或不同的網格控制.3. 再次劃分網格再次劃分網格.網格劃分網格劃分.改變網格改變網格另一個網格劃分選項是在指定的區域另一個網格劃分選項是在指定的區域 r

27、efine (細化細化)網格網格.對所有的面單元和四面體體單元有效對所有的面單元和四面體體單元有效.簡易的方法是使用簡易的方法是使用 MeshTool: 存儲數據庫存儲數據庫. 選擇您想要細化的區域選擇您想要細化的區域 在節點在節點, 單單元元, 關鍵點關鍵點, 線線, 或面或面 按按 Refine 鍵鍵. 拾取您想要細化的實體拾取您想要細化的實體. (若選擇若選擇 “All Elems 不必執行此操作不必執行此操作.”) 選擇細化的尺寸級別選擇細化的尺寸級別. 級別級別 1 (最小最小細化細化) 是一個好的起點是一個好的起點.網格劃分網格劃分D. 映射網格劃分映射網格劃分有兩種主要的網格劃分

28、方法有兩種主要的網格劃分方法: 自由劃分和映射劃分自由劃分和映射劃分.自由劃分自由劃分 無單元形狀限制無單元形狀限制. 網格無固定的模式網格無固定的模式. 適用于復雜形狀的面和體適用于復雜形狀的面和體.映射劃分映射劃分 面的單元形狀限制為四邊形面的單元形狀限制為四邊形,體的單元限制為六面體體的單元限制為六面體 (方塊方塊). 通常有規則的形式通常有規則的形式,單元明顯成行單元明顯成行. 僅適用于僅適用于 “規則的規則的” 面和體面和體, 如如 矩形和方塊矩形和方塊.網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分自由網格自由網格+易于生成易于生成; 不須將復雜形狀的體分不須將復雜形狀的體分解為規則形

29、狀的體解為規則形狀的體.體單元僅包含四面體網格體單元僅包含四面體網格, 致使單致使單元數量較多元數量較多.僅高階僅高階 (10-節點節點) 四面體單元較滿四面體單元較滿意意, 因此因此DOF(自由度自由度)數目可能很數目可能很多多. 映射網格映射網格+通常包含較少的單元數量通常包含較少的單元數量.+低階單元也可能得到滿意的結果低階單元也可能得到滿意的結果,因此因此DOF(自由度自由度)數目較少數目較少.面和體必須形狀面和體必須形狀 “規則規則”, 劃分劃分的網格必須滿足一定的準則的網格必須滿足一定的準則.難于實現難于實現, 尤其是對形狀復雜的體尤其是對形狀復雜的體.網格劃分網格劃分.映射網格劃

30、分映射網格劃分生成自由網格生成自由網格自由網格是面和體網格劃分時的缺省設置自由網格是面和體網格劃分時的缺省設置.生成自由網格比較容易生成自由網格比較容易:導出導出 MeshTool 工具工具, 劃分方式設為自由劃分劃分方式設為自由劃分.推薦使用智能網格劃分推薦使用智能網格劃分 進行自由網格劃分進行自由網格劃分, 激活它并激活它并指定一個尺寸級別指定一個尺寸級別. 存儲數據庫存儲數據庫.按按 Mesh 按鈕開始劃分網格按鈕開始劃分網格. 按拾取器中按拾取器中 Pick All 選擇所有實體選擇所有實體 (推薦推薦).或使用命令或使用命令 VMESH,ALL 或或 AMESH,ALL.網格劃分網格

31、劃分.映射網格劃分映射網格劃分生成映射網格生成映射網格由于面和體必須滿足一定的要求由于面和體必須滿足一定的要求,生成映射網格不如生成自由網格生成映射網格不如生成自由網格容易容易 : 面必須包含面必須包含 3 或或 4 條線條線 (三角形或四邊形三角形或四邊形). 體必須包含體必須包含4, 5, 或或 6 個面個面 (四面體四面體, 三棱柱三棱柱, 或六面體或六面體). 對邊的單元分割必須匹配對邊的單元分割必須匹配. 對三角形面或四面體對三角形面或四面體, 單元分割數必須為偶數單元分割數必須為偶數.網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分 對四邊形面或六面體對四邊形面或六面體, 允許采用不等的

32、分割允許采用不等的分割, 如下面的例子所示如下面的例子所示, 但但分割數必須滿足一個關系式分割數必須滿足一個關系式 (見下頁見下頁).網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分因此因此 ,映射網格劃分包含以下三個步驟映射網格劃分包含以下三個步驟: 保證保證 “規則的規則的”形狀形狀, 即即, 面有面有 3 或或4 條邊條邊, 或或 體有體有 4, 5, 或或 6 個面個面. 指定尺寸和形狀控制指定尺寸和形狀控制 生成網格生成網格網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分保證規則的形狀保證規則的形狀在許多情況下在許多情況下, 模型的幾何形狀上有多于模型的

33、幾何形狀上有多于4條邊的面條邊的面,有多于有多于6個面的個面的體體. 為了將它們轉換成規則的形狀為了將它們轉換成規則的形狀, 您可能進行如下的一項或兩項您可能進行如下的一項或兩項操作操作: 把面把面 (或體或體) 切割成小的切割成小的, 簡單的形狀簡單的形狀. 連接兩條或多條線連接兩條或多條線 (或面或面) 以減少總的邊數以減少總的邊數.網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分切割切割 可以通過布爾減運算實現可以通過布爾減運算實現. 您可以使用工作平面您可以使用工作平面, 一個面一個面, 或一條線或一條線 作為切割工具作為切割工具. 有時有時, 生成一條新的線或面會比移動或定向工作平面到正確

34、的方向容易生成一條新的線或面會比移動或定向工作平面到正確的方向容易得多得多.網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分連接連接 操作是生成一條新線操作是生成一條新線 (為網格劃分為網格劃分) , 它通過連接兩條或多條線它通過連接兩條或多條線以減少構成面的線數以減少構成面的線數. 使用使用 LCCAT 命令或命令或 Preprocessor -Meshing- Concatenate Lines, 然后拾取須連接的線然后拾取須連接的線. 對面進行連接對面進行連接, 使用使用 ACCAT 命令或命令或Preprocessor -Meshing- Concatenate Areas連接這兩條線使其成

35、為一個由4條邊構成的面網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分您也可以簡單地通過一個面上的您也可以簡單地通過一個面上的3個或個或4個角點個角點 暗示暗示 一一個連接個連接. 此時此時, ANSYS 內在地內在地 生成一個連接生成一個連接.在在MeshTool中選擇中選擇Quad shape 和和 Map 網格網格.將將 3/4 sided 變為變為 Pick corners.按按 Mesh 鍵鍵, 拾取面拾取面, 然后拾取然后拾取 3 或或 4 角點形成一規則的形角點形成一規則的形狀狀.網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分使用連接時注意使用連接時注意:它僅僅是一個網格劃分操作它僅僅是一

36、個網格劃分操作,因而應為網格劃分前的最后一步因而應為網格劃分前的最后一步, 在所有的實體建在所有的實體建模之后模之后. 這是因為，經連接操作得到的實體不能在后續的實體建模操作中使用這是因為，經連接操作得到的實體不能在后續的實體建模操作中使用.可以通過刪除產生的線或面可以通過刪除產生的線或面 “undo(取消取消)” 一個連接一個連接.連接面連接面 (為在體上映射網格為在體上映射網格) 通常比較復雜通常比較復雜,因為您也應該連接一些線因為您也應該連接一些線. 只有在對只有在對相鄰的兩個相鄰的兩個4邊形面作連接時其中的線會自動連接邊形面作連接時其中的線會自動連接.若兩條線或兩個面若兩條線或兩個面

37、相切交匯可考慮用相切交匯可考慮用加加 (布爾布爾) 運算運算.網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分指定尺寸和形狀控制指定尺寸和形狀控制這是映射網格劃分這是映射網格劃分3個步驟中的第個步驟中的第2步步.選擇單元形狀非常簡單選擇單元形狀非常簡單. 在在 MeshTool中中,對面的網格劃分對面的網格劃分選擇選擇 Quad,對體的網格劃分選擇對體的網格劃分選擇 Hex, 點擊點擊 Map.其中通常采用的尺寸控制和級別如下其中通常采用的尺寸控制和級別如下:線尺寸線尺寸 LESIZE 級別較高級別較高.若指定了總體單元尺寸若指定了總體單元尺寸, 它將用于它將用于 “未給定尺寸的未給定尺寸的” 線線

38、.缺省的單元尺寸缺省的單元尺寸 DESIZE僅在未指定僅在未指定ESIZE時用于時用于 “未給未給定尺寸的定尺寸的” 線上線上.(智能網格劃分智能網格劃分 無效無效.)網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分若您指定線的分割數若您指定線的分割數, 切記切記: 對邊的分割數必須匹配對邊的分割數必須匹配, 但您只須指定一邊的分割數但您只須指定一邊的分割數. 映射網格劃分器映射網格劃分器 將把分割數自動傳送到它的對邊將把分割數自動傳送到它的對邊. 如果模型中有連接線如果模型中有連接線, 只能在原始只能在原始(輸入輸入)線上指定分割數線上指定分割數,而不能在合成而不能在合成線上指定分割數線上指定分割

39、數.每條初始線上指定6份分割.此線上將自動使用12 份分割 (合成線的對邊).其它兩條線上會采用幾 份分割 呢? (后面的演示將會回答這一問題.)網格劃分網格劃分.映射網格劃分映射網格劃分生成映射網格生成映射網格只要保證了規則的形狀只要保證了規則的形狀 并指定了合適的份數并指定了合適的份數, 生成網格將非常簡單生成網格將非常簡單. 只須按只須按MeshTool中的中的 Mesh 鍵鍵, 然后按拾取器中的然后按拾取器中的 Pick All 或選或選擇需要的實體即可擇需要的實體即可.網格劃分網格劃分E. 過渡網格劃分過渡網格劃分對體劃分網格對體劃分網格, 至今我們已見了兩種選擇至今我們已見了兩種選

40、擇: 自由網格劃分自由網格劃分, 生成一個生成一個 全四面體全四面體 網格網格. 這很容這很容易實現但在某些情況下并不令人滿意易實現但在某些情況下并不令人滿意,. 映射網格劃分映射網格劃分, 生成一個生成一個 全六面體全六面體 網格網格. 這一方這一方法令人滿意但通常很難實現法令人滿意但通常很難實現.Hex-to-tet meshing 提供了第三種選擇提供了第三種選擇,它它 “集集兩家之長兩家之長.” 將四面體和六面體網格很好地結合將四面體和六面體網格很好地結合起來起來 而不破壞網格的整體性而不破壞網格的整體性.網格劃分網格劃分.過渡網格劃分過渡網格劃分這一選擇是在六面體單元和四面體單元間的

41、過渡區生成金字塔形單元，要這一選擇是在六面體單元和四面體單元間的過渡區生成金字塔形單元，要求：求：必須有六面體網格必須有六面體網格 (至少在交界面上有四邊形網格至少在交界面上有四邊形網格).網格劃分器首先生成四面體單元網格劃分器首先生成四面體單元, 然后通過組合或重新組織過渡區的四面體單元然后通過組合或重新組織過渡區的四面體單元形成金字塔形單元形成金字塔形單元.僅適用于既支持金字塔形又支持四面體形狀的單元類型僅適用于既支持金字塔形又支持四面體形狀的單元類型, 例如例如: 結構單元結構單元 SOLID95, 186, VISCO89 熱單元熱單元 SOLID90 多物理場單元多物理場單元 SOL

42、ID62, 117, 122SOLID95 即使在過渡區結果也會很好即使在過渡區結果也會很好. 即使是從線性即使是從線性六面體單元向二次四面體單元過渡六面體單元向二次四面體單元過渡,單元表單元表面都是協調的面都是協調的.網格劃分網格劃分.過渡網格劃分過渡網格劃分過渡網格對過渡網格對 二次二次-到到-二次二次 和和 線性線性-到到-二次的過渡都是有效的二次的過渡都是有效的. 后者的單元類型后者的單元類型必須支持必須支持 9-節點金字塔單元節點金字塔單元.8-節點六面體9-節點金字塔10-節點四面體六面體網格六面體網格過渡網格過渡網格四面體網格四面體網格二次二次到到二次二次線性線性到到二次二次10

43、-節點四面體13-節點金字塔20-節點六面體網格劃分網格劃分.過渡網格劃分過渡網格劃分過程包括四個步驟過程包括四個步驟 :1. 生成六面體單元生成六面體單元. 由對規則形狀體劃分映射網格開始由對規則形狀體劃分映射網格開始. (或對交界面劃分四邊形網格或對交界面劃分四邊形網格.) 對于應力分析對于應力分析, 既可采用既可采用 8-節點塊體單元節點塊體單元 (SOLID45 或或 SOLID185) 也也可用可用 20-節點塊體單元節點塊體單元(SOLID95 或或 SOLID186).網格劃分網格劃分.過渡網格劃分過渡網格劃分2. 激活既支持金字塔單元又支持四面體單元的單元類型激活既支持金字塔單

44、元又支持四面體單元的單元類型. 這些單元類型的塊體單元通常可退化為金字塔單元或四面體單元這些單元類型的塊體單元通常可退化為金字塔單元或四面體單元. 檢檢查在線的查在線的 單元手冊單元手冊, 查看哪些單元類型有效查看哪些單元類型有效. 例如例如: 結構單元結構單元 SOLID95, 186, VISCO89 熱單元熱單元 SOLID90 多物理場單元多物理場單元 SOLID62, 117, 122網格劃分網格劃分.過渡網格劃分過渡網格劃分3. 生成四面體單元生成四面體單元. 首先激活自由網格劃分首先激活自由網格劃分. 然后劃分那些要生成四面體單元的體然后劃分那些要生成四面體單元的體.在分界面上會

45、自動生成金字塔單元在分界面上會自動生成金字塔單元.網格劃分網格劃分.過渡網格劃分過渡網格劃分4. 將退化的四面體單元轉換成真實的將退化的四面體單元轉換成真實的10-節點四面體單元節點四面體單元. 由轉換網格生成器生成的四面體網格由由轉換網格生成器生成的四面體網格由 退化退化 單元組成單元組成 如從如從20-節點節點塊體單元導出的塊體單元導出的10-節點四面體單元節點四面體單元. 這些單元不如真實的這些單元不如真實的10-節點四面體單元節點四面體單元(如如 SOLID92)有效有效, 它求解過它求解過程中使用較少的內存程中使用較少的內存,寫較小的文件寫較小的文件. 為了將退化的四面體單元轉換成真

46、實的四面體單元為了將退化的四面體單元轉換成真實的四面體單元,采用采用: Preprocessor -Meshing- Modify Mesh Change Tets. 或使用或使用 TCHG 命令命令.網格劃分網格劃分F. 網格拖拉網格拖拉當把一個面當把一個面拖拉拖拉成一個體時成一個體時, 您可以將面上的網格隨同它一起拖拉您可以將面上的網格隨同它一起拖拉, 得到一個已網格化的體得到一個已網格化的體. 這稱為這稱為 網格拖拉網格拖拉.優點優點:易于生成帶有塊體單元易于生成帶有塊體單元(六面體六面體)或塊體單元和棱柱體單元組合或塊體單元和棱柱體單元組合的體網格的體網格.必要條件必要條件: 體的形狀

47、必須允許它拖拉體的形狀必須允許它拖拉.拖拉網格劃分網格劃分.網格拖拉網格拖拉步驟步驟1. 定義兩種單元類型定義兩種單元類型 一種面單元和一種一種面單元和一種體單元體單元.面單元面單元: 選擇選擇 MESH200 四邊形單元四邊形單元. MESH200 是一種是一種 僅劃分網格僅劃分網格 (不求解不求解) 的單元沒有與之相關的自由度或材料特的單元沒有與之相關的自由度或材料特性性體單元體單元: 應與應與 MESH200 單元類型匹配單元類型匹配. 例如例如, 若您選擇的若您選擇的 MESH200單元有中間單元有中間節點節點, 那么那么3-D 實體單元也應有中間節點實體單元也應有中間節點. ET 命

48、令或命令或 Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete網格劃分網格劃分.網格拖拉網格拖拉2. 用用MESH200單元劃分需拖拉的面單元劃分需拖拉的面.使用需要的映射劃分或自由劃分網格密度使用需要的映射劃分或自由劃分網格密度.Preprocessor MeshTool3. 選定單元拖拉選項選定單元拖拉選項.EXTOPT 命令或命令或 Preprocessor Operate Extrude Elem Ext Opts典型的選項是典型的選項是: 激活激活 TYPE 屬性屬性 (應為應為 3-D 實體實體). 在拖拉方向單元的份數在拖拉方向單元的份數 (即即,厚度方向的單厚度方向的單元數元數). 必須大于零必須大于零; 否則否則, 僅拖拉面僅拖拉面,而不而不拖拉網格拖拉網格.