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ANSYS网格划分简介

[分享]ANSYS网格划分简介(一)

1.首先确定单元形状:
Mshape,key,dimension
Dimension:2D or 3D
对于2D(3D)来说:key=0,四边形(六面体)单元;key=1,三角形(四面体)单元。

2.确定单元的划分方式(free or mapped)
Mshkey, value
其中:value=1,mapped划分方式
value=0,free,value=2
尽量mapped,如果不可以,进行free.

3.中节点的设置:mshmid
对与mapped的划分方式是大家最喜欢的,优点不比多说。

◎面的mapped的划分方法:

*基本条件:
(1) 面有三条或四条线组成
(2) 对边划分相等的等份,或者符合过度模式(transition pattern)
(3) 若是三条线组成的面,所有边必须等份。满足三者之一,可以采用mapped方式,进行area网格划分。
若面有多余四条的线组成:可以采用:lcomb(推荐首先采用)或lccat变成四条。
对于线、面、体上的keypoint,ansys在划分网格时,将有节点设置。

*面的过渡模式(Transition pattern)
对于面来说,有两种过渡模式可选(以有四条线组成的面为例):
第一种:满足条件:对边的等分份数之差必须相等。
第二种:满足条件:一组对边等分份数相等,另一组对边等分份数之差为偶数(even number)

◎体的mapped方式划分方法(单元形状只能采用六面体形状):

*基本条件:
(1) 体必须有六个面、五个面、或者四个面构成
(2) 若是六个面,必须是对边等分份数相等
(3) 五面体的边(edge)必须等分,上下底面的边必须偶数等分
(4) 四面体上所有的边必须偶数等分。
若不满足上述条件,可以采用aadd或accat将面连接,若有线需要连接,先对面进行,然后对线进行lccat.

*体的过渡模式
主要把面的过度模式理解清楚,可以很容易的理解体的过度模式。还有一点,就是,对边等分份数相等。有4中过度模式。(可以参看ansys帮助)。
[分享]ANSYS网格划分简介(二)

网格划分的控制主要考虑以下三个因素:
(1) 单元形状(element shape)
(2) 中节点的设置(midside node placement)
(3) 单元尺寸(element size)

现在分别加以说明:

◎单元形状:对于2d的面的划分,可以采用三角形单元或者四边形单元。对于3D的体的划分,要么采用六面体单元,要么采用四面体单元。二者的混合使用一般不推荐使用。若采用(transitional pyrmid element)过渡的金字塔单元,可以采用二者的混合使用。

◎中间节点设置的控制(controling placement of midside nodes)ANSYS默认情况下,将具有中节点的单元的中节点设置在边界线上或边界的面上。

◎单元尺寸的设置

(1)对于采用free方式的smart element sizing(smrtsize)方法:该方法具有如下优点:首先计算面或体中线的单元边的尺寸;其次,若采用

四边形单元,所有边的划分为偶数。smrtsize控制方法:basic,简单的设置划分等级(level),1(fine mesh)~10(coarse mesh)。Advaced control,可以控制划分的质量,使网格尽可能的满足要求。

(2)对于采用mapped方式的默认的单元尺寸(default element size)
通过命令:desize来修改采用mapped方式在每一条线上划分份数。
对于大型模型,首先查看模型的划分是很有必要的:例如
Et,1,45
Mshape,0
Mshkey,1
Lesize,all
Lplot
改变单元尺寸:
Desize…..
Lesize,all,,,,,1
Lplot

(3)局部网格控制
I.esize(整体尺寸控制),可以采用面或体中最短线之间的距离(一般划分2~3个单元),来控制整体单元尺寸
II.kesize(指定点控制)
III.lesize(指定线控制)。
上述方法可以联合使用,若指定相互冲突,ANSYS根据以下优先级来确定划分的数量:
Lesize>kesize>esize

(4)内部网格的控制(interior mesh control)
以上所述均为通过边界来控制单元的尺寸,也可以通过内部的面或体来控制单元的尺寸,通过mopt来实现。
I.mopt,expand:作用从边界的细分到内部的粗分。
II.mopt,trans,value:实现从边界上小的单元到内部的单元尺寸的过渡(与(1)联合应用)
III.mopt,aorder,on:在多个体划分网格时,为了保证小的面上的单元数和相对较高的质量,采用此命令,保证首先在较小的面上划分网格。

[分享]ANSYS网格划分简介(三)

◎在进行网格划分之前,前期工作要作好,主要包括:
(1)建立模型
(2)设置单元属性(单元类型、材料属性、截面属性)
(3)网格控制

◎划分网格
(1) Kmesh:在keypoint处产生点单元(mass)
(2) Lmesh:在line上产生线单元(link)
(3) Amesh:在area上产生面单元(plane82)
(4) Vmesh: 在volume上产生体单元(solid)
(5) Imesh:沿着线(面)产生厚度均一的交界面单元(inter92)

◎对于梁单元的说明
对于2d梁单元,不需要考虑截面定向点
对于3d梁单元,需要考虑

优点:梁截面的定向点,将影响到单元的划分和计算的分析结果。如图所示:假设定向点为A点,则在计算中,梁的截面方向如图中(x-y)所示。若将定向点A与y轴有一定的夹角(表示为点B),则计算中,梁的截面方向也将旋转一定的角度(如图中x-y所示)。
定向点的指定:一般的线由两个keypoint组成,可以分别指定每一keypoint的定向点(kb,ke)。若定向参考点kb,ke取为相同,则沿着梁的方向,截面一样,不出现扭曲。若呈现一点的角度,则会产生扭曲现象。

◎ Sweeping划分网格:
(1)优点:
①可从其它软件中引入模型,用ANSYS划分网格
②对于不规则体产生六面体网格,可以考虑把体分成一系

列的可以sweeping的区域。
③可以用不同的方法划分网格
④在sweeing以前,若没有对source area进行网格划分,ANSYS会自动划分它,extrusion方法则需要用户自己划分。

(2)用sweeping方法划分体网格的步骤
[1]首先确定有多少个体sweeping
[2]确定该几何体的拓扑是否可以用该方法,满足下列条件之一是不可以采用的。
I.若命令lesize采用“hard”选项(不可改变),并且source area和target area对应的线等分数目不相等。
II.若体有多于一个的”shell,可以采用vlish,查看shell的数目。
III.source area和target area不相对。
IV.在体内有不穿透源面或者目标面的孔。
若满足上述条件的体不能被sweep,可以考虑将该体分成可以sweep的体。
[3]确定定义2d和3d单元
[4]确定在sweep方向划分单元的数量。

(3)若在sweeping过程中,出现sweeping failure,可以采用以下方法来处理:
[1]若没有指定source and target area,请指定他们。
[2]若A1做为source area,A2作为target area, sweeping failure,可以交换一下,try。
[3]若A1和A2做为源面和目标面,不能成功,可以考虑采用A5-A6。
[4]用shape checking 作为工具来判断哪部分导致sweeping failure。
采用ape checking 的警告模式(warning mode),重新进行sweeping操作。用警告信息确定包含坏单元的区域。然后清楚坏单元,将shape checking恢复默认值。修改模型,然后进行sweeping.
修改模型的建议如下:
I.若在质量较差的单元区域中,任何一条线上有太多或者太少的划分的份数,请手动指定一下划分份数;
II.在sweeping方向尽量使用小的单元尺寸;
III.划分成多个体,进行sweep;

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