操作方法
ANSYS使用的默认网格控制也许可以使分析模型生成足够的网格以便于分析。但是,如果采用网格剖分控制,则必须在对实体模型网格剖分之前设置网格剖分控制。网格划分控制允许建立用于实体模型网格划分的因素,例如,单元形状、中间节点的位置、单元大小等。此步骤是整个分析中最重要的步骤之一,因为,此阶段所得到的有限元网格将对分析的准确性和经济性起决定作用。
网格划分工具 ANSYS网格划分工具(MeshTool)提供了最常用的网格划分控制和网格划分操作的快捷途径。
Element Attributes:单元属性设置。对将要划分的网格单元设置单元属性。在“Element Attributes”下面的下拉菜单中有5个选项,如图。
选择其中需要设置单元属性的项,单击“Set”按钮,则弹出如下图所示的对话框,在该对话框中各选项可相应地设置单元类型号、材料参考号、实常数号、单元坐标号和截面号。
Smart Size:智能化控制。这个命令用于对网格划分进行智能化控制。但这个命令只在自由网格划分中有效,不能用于映射网格划分。 打开智能网格,尺寸级别的范围从 1 (精细) 到10 (粗糙), 缺省级别为 6 ,级别越高说明网格越粗。 GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Size Cntrls > SmartSize > Basic 注意:只有关闭meshtool对话框,才会出现BASIC菜单。 Smartsize高级控制: GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Size Cntrls > SmartSize > Adv Opts I:[FAC]:用于计算默认网格尺寸的比例因子,取值范围0.2~5。 II:【EXPAND】:网格划分膨胀因子。该值决定了面内部单元尺寸与边缘处的单元尺寸的比例关系。取值范围0.5~4。 III:【TRANS】:网格划分过渡因子。该值决定了从面的边界上到内部单元尺寸涨缩的速度。该值必须大于1而且最好小于4。
Size Controls:单元尺寸控制。此命令可以对不同几何元素的网格划分进行尺寸控制。 由于结构形状的多样性,在许多情况下,由缺省单元尺寸或智能尺寸使产生的网格并不合适,在这些情况下,进行网格划分时必须做更多的处理。可以通过指定下述的单元尺寸来进行更多的控制。 各项作用: Global:对整个模型进行尺寸设置。执行这个命令会弹出子菜单,其各项功能如下: Size:设定网格单元边的长度和边界线上网格的个数。 Area Cntrls:设置面网格划分的选项,包括面网格缩放因子和网格过度因子。 Volu Cntrls:设置体网格划分选项,仅包括四面体网格缩放因子。 Other:控制默认的单元大小,适用于映射网格。 Areas:对于设置面模型划分网格单元大小的选项。执行这个命令会弹出子菜单,其功能如下: All Areas:对所有面设置划分网格单元大小。 Picked Areas:对所选定的面设置划分网格单元大小。 Clr Size:删除已经设置好的面单元划分大小。 Lines:用于设置模型中线上划分网格的单元尺寸。 Keypoints:用于设定离关键点最近的单元的边长。 Layers:在模型中线上设置分割等分数和步长比率。
单元形状控制: I:同一网格区域的面单元(二维)可以是三角形或者四边形,体单元(三维)可以是六面体或四面体形状。 II:在进行网格划分之前,应该决定是使用ANSYS对于单元形状的默认设置,还是自己指定单元形状。 III:此命令的功能是对实体单元划分网格进行控制。在“Mesh”后的下拉菜单中有Volumes、Areas、Lines和Keypoints四个实体模型选项,选择不同的实体模型会有不同的单元形状选项,选择合适的单元形状,再选择网格划分方式,单击“Mesh”按钮,即可开始网格划分。若对网格划分结果不满意,可以单击“Clear”按钮,清除网格,然后可以更新设置重新划分网格。
网格划分器的选择: I:两种主要的网格划分方法: 自由网格划分和映射网格划分。 II:自由网格划分 • 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。 III:映射网格划分 • 面的单元形状限制为四边形或三角形,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。 • 仅适用于 “规则的” 面和体, 如矩形和方块。 网格划分器选择-自由网格划分 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: • 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。 存储数据库。 • 按 Mesh 按钮开始划分网格。按拾取器中 [Pick All] 选择所有实体 (推荐)。 映射网格划分 映射网格划分要求面或体有一定的形状规则,可以指定程序全部用四边形面单元、三角形单元或者六面体单元生成网格模型。 面映射网格划分 面映射网格包括全部是四边形单元或者全部是三角形单元,面映射网格需满足下列条件: 1、 该面必须是三条边或者四条边(有无连接均可) 2、 如果是四条边,对边必须划分为相同数目的单元,或者是划分一过度型网格。如果是三条边,则线分割总数必须是偶数且每条边分割数相同。 3、 网格划分必须设置为映射网格。 如果一个面多于四条边,则不能直接用映射网格划分,但可以使某些线合并,或者连接时总线数减少到四条之后再用映射划分网格,方法如下: (1) 连接线LCCAT (2) 合并线LCOB 体映射网格划分 要将体全部划分为体六面体单元,必须满足下列条件: 1、 该体的外形应为块状(6个面)、契形或崚柱(5个面)、四面体(4个面)。 2、 对边上必须划分相同的单元数,或分割符合过度网格形式适合六面体网格划分。 3、 如果是崚柱体或者四面体,三角形上的单元分割数必须是偶数。 当需要减少围成体的面数进行映射网格划分时,可对面进行加(AADD)或者连接(ACCAT)。 (6)Refine at:局部细化控制。 在“Refine at”后的下拉菜单中选择网格细化的范围,然后单击“Refine”按钮,进行局部网格的细化。