195
7.1 When to Use 3-D Elements
100 ~ 200 ~ 50 3-D elements should be used when all dimensions are comparable.
x ~ y ~ z Element shape – Tetra, penta, hex, pyramid Additional data from user – Nothing Element type – Solid Practical applications : Gear box, engine block, crankshaft, etc.VII
3-D Meshing This chapter includes material from the book “Practical Finite Element Analysis”. It also has been reviewed and has additional material added by Matthias Goelke.何时采用3D 网格x,y,z 三个方向的尺寸相差不太大
单元形状——四面体、楔形、六面体、金字塔形
不需要用户提供其他数据（1D 单元需要截面形状，2D 单元需要厚度）
网格类型——实体
实际应用——齿轮箱、发动机缸体、曲轴等
196 6 cylinder crankcase brick mesh Crank Shaft Tetra Meshing (Image Source : Altair Calendar 2006, Courtesy : Bharat Forge Ltd. )3-D Element types :Tetra Penta or Wedge Hex or Brick Pyramid
Linear
Tetra 4Linear Penta 6
Linear Hex 8Tetra 10
Linear Pyram 5 Not supported by
all software
3-D Elements
7.2 DOFs For Solid Elements 2-D thin shell and 1-D beam element supports 6 dofs, but all solid elements have only 3 translational
dofs (no rotational dof) i.e. a 10 noded tetra element has total of 10 x 3 = 30 dofs
Why does a solid element have only 3 translational and no rotational dofs (Physical
interpretation)?
Consider a piece of paper (2-D geometry) or long steel scale (1-D geometry). It could be easily bent and
twisted (rotational dof). But now consider a solid object like a duster or a paper weight. It could not
实体单元的自由度
1D 、2D 单元都具有6个自由度，但是3D 实体单元只有3个移动自由度（没有转动自由度）设想一张纸（2D 几何体）或长钢尺（1D 几何体），很容易弯曲和扭转。但是对于像黑板擦或者镇纸这样的
3D 几何体，通常不会承受太大的弯曲或扭转，因此实体单元只具有3个移动自由度而没有转动自由度。
with 3 translational dofs and no rotational dofs.
7.3 Tetra Meshing Techniques
There are two methods of tetra meshing.
1) Automatic mesh: This approach is limited to simple geometries and the pre-requisite is an error
free CAD model. The user just has to select the volume and the software automatically carries out the
meshing as per the speci ed element length, quality criteria, etc.
Advantage: Very quick, no meshing e orts
Disadvantage: Results in a very high number of nodes and elements. There is no control over the
mesh ow and the speci c mesh pattern requirement (like bolted, welded joints or contact surface
simulation).
2) 2-D (Tria) to 3-D (Tetra): This is the most commonly used method. Quad or tria meshing is carried
out on all the outer surfaces of the geometry. During the tetra meshing the quads are automatically
split into trias which then serve as the “basis” of the tetra elements.
Steps for 2-D (Tria) to 3-D (Tetra) mesh generation :
Steps 1) Study the geometry
Step 2) Separate (isolate) the surfaces and split the job among engineers (if there is time constraint)
四面体网格划分
四面体划分有两种方法
自动划分：适用于简单的、没有错误的几何体，软件自动划分。
优势：非常快、简单
缺点：节点和单元数量很多，无法对网格划分过程进行控制，也不能对特定区域
（如螺栓、焊接或接触）的网格进行细化
2D网格到3D四面体：这是最常用的方法。先在几何体表面划分四
边形或三角形网格，然后软件以表面的网格为基础，自动在几何
体内部生成四面体网格。在网格生成过程中，表面的四边形会自
动分割成三角形。
1、研究几何模型
2、将几何模型的表面分成几个部分，分配给几个工程师去划分网格（如果有时间限制的话）
197
198
a. CAE engineer 1
b. CAE engineer 2Step 3) Combine the mesh
Step 4) Perform quality checks for the triangular elements (Min. tria angle > 150, Max. tria angle < 1200,
jacobian > 0.6), zero free edges, no T-connection
Step 5) Convert the Tria mesh to a Tetra
Step 6) Perform quality checks for the tetra elements (tet collapse > 0.1, Jacobian and distortion > 0.5,
stretch > 0.2 etc.). Improve the quality of the mesh if required.
Step 7) Perform a Free-Free run or otherwise linear static analysis with dummy BC’s.
3、合并网格（几何体表面的2D 网格）
4、检查2D 网格单元的质量（最小角＞15°，最大角＜120°，雅克比＞0.6，没有自由边，没有T 型连接）最小角＞15°
5、以2D 三角形网格为基础生成3D 四面体网格
6、检查四面体单元的质量（坍塌比＞0.1，雅克比和扭曲度＞0.5，拉伸度＞0.2等），需要时提高网格质量。
7、进行一个无约束的分析或者添加假设约束的线性静态分析。
（并不是为了求解具体问题，只是为了检查网格模型是否会报错，为后续的仿真分析做准备）
199
Common algorithms for Tria to Tetra Conversion :
1) Advancing Front : This algorithm is very powerful and the most commonly used algorithm.2) Delaunay Algorithm
3) Tria-Quad mesh
All algorithms provide the following two options for Tria to Tetra conversion:1) Floating trias: The original tria mesh generated by the user on the outer surfaces might not match with the software produced tetra. Selection of this algorithm gives freedom to the software to change the triangular mesh pattern (in case of any problem in the tetra mesh generation). This option could be used for the meshing of general components or areas (areas without high stress, components representing sti ness or mass, etc.).
2) Fixed trias: The original tria mesh and the generated tetra mesh pattern match. This meshing option should be used whenever you intend to “glue”/merge individually meshed components together. Otherwise it may happen that the mesh of the components to not match resulting in an
incompatibility of the mesh (i.e. the mesh would not be properly connected) Original tria
mesh Tria and Tetra mesh together
( oating tria method)
Tria and Tetra mesh not
same
(at cross pattern of mesh)Tria and Tetra together Tria and tetra mesh same ( xed tria method)
7.4 Brick Meshing Brick meshing (also known as Hex meshing) is all about planning, hard work and patience. Brick
meshing supports only manual and semi automatic meshing options. Automatic meshing or an
option like quad to brick (tria to tetra), is not supported by commercial software.
由三角形网格生成四面体网格的常用算法
1、波前法：最强大和最常用的算法
2、Delaunay 算法
3、三角形-四边形所有这些算法，都为三角形到四边形的转换提供了以下两个选项：
1、浮动三角形：软
件自动生成的四面
体网格可能与用户
原先在表面划分的
三角形网格不完全相符。选择该算法，允许软件自动对表面的网格做一些修改（避免产生网格质量问题）。可以用于普通零件或区域的网格划分（没有高应力的区域，只提供刚度或质量的零件）2、固定三角形：生成的四面体网格，在外表面与原始的三角形网格完全相符。将几个独立的网格部分合并成到一起的时候，必须采用这种方式，否则可能会出错。（网格连接不
正确）砖块网格
砖块网格（也叫六面体网格），需要有策划、努力和耐心。六面体网格只支持手工或半自动网格划分。商用软件不支持自动划分六面体或者四面体转化成六面体
200
Rear axle assembly with brake drum and wheel hub, Brick mesh
(Image Source : Altair Calendar 2006, Courtesy : Ashok Leyland )
The procedure for brick meshing of complicated parts is to rst create a shell mesh on the surfaces and then convert this to hex elements by using the meshing commands extrude, spin, sweep, linear solid, etc. Free face check is very important after the completion of hex meshing.
Extrude / drag
Rotate / spin
复杂零件划分六面体网格的流程是：首先在一些面上划分2D单元，然后通过拉伸、旋转、扫掠、线性实体等方法得到六面体网格。划分了六面体网格后，检查自由面是非常重要的
拉伸
旋转
201
Sweep / line drag Linear solid
Tips for brick meshing: Even experienced engineers fear and do not willingly accept the job of brick meshing. No book or
consultant or university can teach you how to brick mesh. The real teacher is a determined approach
and hours of sitting in front of the computer, making mistakes, and learning from the mistakes. Here are some tips for brick meshing:
1) Proper planning before starting the job: Su cient time should be spent in studying the
geometry and meshing should not be started until this is done. How to proceed next is visualized in
the mesher’s mind. Symmetry, sub symmetry or repetitive features are located, and if they exist, this
could save you time.
扫掠
线性实体
六面体划分技巧：
即使是经验丰富的工程师也会害怕或者不愿意接受划分六面体的工作。
没有哪个学校、书本或者老师能够教会你怎样划分六面体网格。真正的
办法只有不断地尝试，从错误中学习。
1、开始之前先做好策划：划分网格之前，先要仔细研究几何模型，明确划分的步骤。如果几何
体中存在对称、局部对称或者重复的特征，找到这些特征能够节省网格划分的时间。
202
2) 2-D quad mesh should be systematic (ruled or mapped), avoid 2-D auto mesh: Flow
should be maintained with minimum number of trias and diamond or rotating quads should be
avoided. Use of the auto mesher on surfaces sometimes results in a zig-zag or random mesh which
might lead to unexpected problems later.
3) Do not hurry to convert the shell mesh to brick: One should not convert a 2-D mesh to a 3-D
mesh immediately. Instead, proceed further with the quads and checking for any possible problem
with the current pattern is recommended.
4) Start from the most complicated feature and not the simplest one or a corner of the part:
During exams for e ective time management, the basic thumb rule told to students is to “Attack the
simple problems rst and then the complicated one.” The thumb rule for brick meshing is exactly
the reverse i.e. “Attack the complicated features rst and then the simple ones”. Beginners make a
common mistake to mesh the simplest and outer corners of the part rst.
5) Use the linear solid command: Linear solid and morphing are very powerful commands for brick
meshing and should be utilized.
Brick and Tetra meshing comparison
Vs
t The number of elements and nodes generated by a brick mesh are of the order of 1/2 to 1/50 in comparison to a tetra mesh. A brick mesh reduces the solution time and results in the ease
of handling the model on a workstation (pre and post display).
t Analysis types like crash or nonlinear give preference to brick mesh due to the number of nodes and mesh ow lines.
t The time consumed in brick meshing is more and requires experience, hard work, and a lot of patience too.
t Over the years, the algorithm for tetra meshing has improved and accuracy wise there is not much di erence in tetra 10 and brick 8 elements.
7.5 How Not to Mesh
1) Mid nodes should lie exactly on the geometry :
Not acceptable Recommended
2、2D四边形网格应该使用规则形状（映射网格），避免2D自动划分网格：应该保持网格流线，
尽量避免三角形、钻石形和旋转四边形。如果自动划分2D网格，可能出现极不规则的网格或
随机生成的网格，这些网格可能会在后续步骤中产生问题。
3、不要急于将壳单元转化为六面体网格，建议先检查
当前的壳网格划分方式是否恰当。
4、由难到易。虽然时间管理的经验是“由易到难”，但是划分六面体
的经验却刚好相反，应该“由难到易”。初学者往往错误地从简单的
部分或是某个表面的角落开始划分，（最终剩下的复杂部分根本不能
划分六面体网格，导致前功尽弃。）
5、使用线性实体功能：Linear solid和morphing是划分六面体非常强大的工具。
六面体和四面体对比
同一个模型，划分六面体网格的数量是四面体的1/2到1/50，六面体网格可以减少求解时间，前后处理的显示更加方便。
考虑到节点数量和网格流线，碰撞和非线性分析更倾向于六面体网格。
划分六面体网格要花更多的时间，需要更多的经验、努力和耐心。
最近几年，四面体网格的算法有了很大改进。在计算精度上，10节点的二次四面体单元和
8节点的六面体单元相差不大。
中间节点必须在几何体上
不允许推荐
203For a parabolic tetra meshing task, many CAE engineers prefer to start with linear tria (instead
parabolic) meshing and then covert it to parabolic. In the conversion process, mid nodes might
not get projected automatically on the curved surfaces and llets. If so, it should be projected on
corresponding surfaces before conversion to tetras.
2) When the job is split among several engineers, the element length and over all mesh pattern
should be consistent. The above job was split among 3 engineers due to a very short time duration provided by the client.
The same mesh size and pattern was not followed by the engineers working independently on sub
parts of the geometry.3) Minimum 2 elements on the llets for tetra meshing :
Elements at llets and curved surfaces usually fail in the jacobian/distortion element check. The
manual adjustment for improving the element quality results in mesh deviation from the geometry
and visible kinks. This could be avoided by modeling the llets with 2 or more elements.
4) For brick meshing, a minimum of 2 elements across the thickness should be used: A single element leads to a poor interpolation and thus a ects the accuracy of the results. A minimum
of 2 elements across any thickness is recommended. The exception is NVH applications, where stress is
not the main criteria, but the representation of the mass and sti ness (with the least dofs) is the main
criteria.
对于抛物线型单元，很多CAE 工程师都是先划分线性2D 单元，再将其转化为抛物线四面体单元
（二阶单元）。在转化的过程中，增加的中间节点可能没有落在几何模型的曲面或圆角上。如
果是这样，就需要先把单元投影到相应的面上，再进行转化。
如果分给几个工程师去划分网格，网格的大小和模式应该统一。
由于客户要求的时间很短，上图的工作分给3个工程师同时进行。他们各自独立地
划分一部分网格，没有遵循统一的网格尺寸和划分模式。
在圆角上划分四面体网格至少两层圆角和曲面上的单元，雅克比和扭曲度通常不能达标。手工调整这些网格来提高质量会使网格偏离几何模型并且看起来不舒服。在这些面上划分2层或者更多网格，可以避免这些问题。
厚度方向划分六面体单元至少两层
单层网格会导致不好的插值结果，从而影响计算结果的精度。建议在厚度方向上至少划分2层网格。NVH 分析除外，
因为NVH 分析关心的不是应力，而是质量和刚度（最少的自由度）。
204
5) Use of tetra / pyramid elements while brick meshing :
Pyramid Tetra
Some clients allow for a few tetra elements during brick meshing. Also some software and analysis
types support pyramid elements. Use of tetra and pyramid elements can make the life of a brick
mesher tolerable. It’s good practice to clarify the instructions for the use of these elements from the
client.
6) Modeling a sheet metal part with 3-D elements:
For sheet metal or very small thickness parts, 2-D shell elements are better suited and recommended.
Its not like we can not use a 3-D mesh, but it will result in a very high number of nodes and elements.
Consider the following sheet metal part (200 x 200 x 2 mm). We will mesh the same part with 3-D
parabolic tetra elements and 2-D quad-4 (linear) elements using the same element length and
compare the number of nodes and elements needed.
六面体网格同时使用四面体和金字塔单元
有些客户允许划分六面体的模型中包含四面体，有的求解器和分析类型还支持金字塔单元，
这样会使六面体划分更容易。讲清楚这些单元的用法很有必要。
薄板零件划分3D网格
对于厚度很薄的零件，划分2D网格更加合适。但并不是说不能使用3D单元，只是网格和节点的数量会增加很多。
下面这个钣金件尺寸为200×200×2（mm）。我们将用同样的网格大小，分别划分3D二阶四面体
单元和2D线性四边形单元，然后对比他们的节点和网格数量。
205
3-D Tetra mesh
Nodes = 1496
Elements = 689
2-D quad-4 mesh
Nodes = 121
Elements =100
7) Limitation of 1-D element and advantage of 3-D meshing:
Fillets, cutouts and complicated geometry features cannot be represented accurately by 1-D elements.
3-D elements, because of 3 dimensions, can capture all the minute details accurately. For example, consider the following shaft. It is very di cult to capture the key way slot and variable llet using 1-D elements. Instead 3-D meshing is recommended for such applications.
7.8 Creating 3-D Elements using HyperMesh
HyperMesh can be used to generate a tetra mesh or a brick mesh. Below is an explanation on how
to perform both types of meshing.
Tetra Elements
Tetrahedral (tetra) elements are solid elements which have been extracted from 2-D tria elements.
They have a tetrahedral shape as shown below:
7.6 Creating 3-D Elements Using HyperMesh
1D单元的局限性和3D单元的优势
圆角、开槽和复杂的几何特征无法用1D单元精确表达。
3D单元具有三维尺寸，可以精确捕捉几何体的所有细节特征。比如，下面这根轴，使用1D单元不能描述键槽和过渡圆角。对于这类情况建议采用3D单元。
Translated By Teelon
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206HyperMesh builds 4- and 10-noded tetras. Tetra elements can be created through the edit element panel, tetra mesh panel, Tetramesh Process Manager template, and shrink wrap panel.
Edit element panel
Tetra elements can be created manually by using the edit element panel. The Edit Element panel allows you to hand build, combine, split, or modify elements. Tetra elements can only be created in the edit element panel through the create subpanel.
Tetramesh panel
Tetra elements can be automatically created using the tetramesh panel. The Tetramesh panel allows you to ll an enclosed volume with rst or second order tetrahedral elements. A region is considered enclosed if it is entirely bounded by a shell mesh (tria and/or quad elements).
Di erent sub-panels exist for di erent types of tetra meshing:
x tetra mesh: allows you to ll an arbitrary volume, de ned by its surface using tria/quad elements, with tetrahedral elements
x tetra remesh: regenerates the mesh for a single volume of tetrahedral elements
x CFD mesh: allows you to automatically generate meshes with boundary layer type elements (pyramids and hexas) from selected boundary regions/elements, and ll the remaining core volume with tetrahedral elements
x volume tetra: given a solid entity or a set of surfaces representing a closed volume, this meshing option generates a shell mesh and lls the enclosed volume with solid elements The various options available in each of these subpanels will be covered in the video.
Shrink wrap panel
Within the shrink wrap panel there is an option to generate solid mesh – this will produce an all-hexa or all-tetra mesh based on the selected elements or geometry. The shrink wrap can thus be used as a quick mechanism to generate solid meshes. Note that when generating such a mesh, the Jacobian value has a large e ect on the coarseness of the resulting volume mesh. For additional
information, please refer to the online help.
207
Hexa and Penta Elements
Hexahedral (hexa or brick) elements are solid elements which have been extracted from 2-D quad elements. Pentahedral (penta) elements are solid elements which have been extracted from 2-D tria
elements. Their shapes are shown below:
Hexa Penta
HyperMesh builds 6- and 15-noded pentas and 8- and 20-noded hexa elements. Pentas and hexas can be built in any of the following panels:
x
drag : Drags a group of two-dimensional elements along a vector to create solids.x
edit element : builds elements by hand x
line drag: Drags a group of two-dimensional elements along a line x
linear solid : creates solid elements between two-dimensional elements x
solid map : builds solid elements between nodes, lines and surfaces x
solid mesh : builds solid elements between a variable number of lines x
elem o set : creates solid elements by o setting a group of two-dimensional elements normal to the surface formed by the group of two-dimensional elements x
spin : spins a group of two-dimensional elements about a vector to create solid elements x split : propagates split hexas
As stated above, pentas and hexas can be created in the solid map panel. Below is a detailed description of this panel.
Solid Map Meshing
In the Solid Map panel, solid elements are created. These solid elements can be created from solid geometry as well as from nodes, lines, and surfaces. Below is a short description on mappability. For a detailed explanation on how to split a solid geometry for solid meshing, please refer to the online help topic Partitioning Solids for Mappability.
In solid meshing, the ability to be meshed is referred to as mappability. Mappability is directional
208
and can be likened to putting a surface mesh on one face of the solid, then extending that mesh along a vector through the solid volume. So, for example, a perfect cylinder is mappable in one direction (the axis between its top and bottom faces) while a perfect cube is mappable in three (the axes between each pair of its identical faces). However, a combustion engine’s cylinder head consisting of two cylinders of di erent radius joined together into a single solid entity would need to be partitioned to divide the two cylinders. Once partitioned, each cylinder would become
mappable in one direction. Below is an example which shows a volume which is mappable in one direction:
While this example shows two faces that are of the same shape and directly oppose each other, that is not a requirement. The source and destination can be of drastically di erent shape and contour and need not lie directly opposite each other.
Any given volume can have one of four states, which are color-coded when using the mappable view option on the visualization toolbar. Although the colors can be customized, the default settings are:
x
Blue indicates a solid that has not been edited at all and therefore isn’t evaluated for mappability.x
Orange indicates a solid that has been edited, but remains completely unmappable (further partitioning may enable mapping).x
Yellow indicates a solid that is mappable in 1 direction.x
Green indicates a solid that is mappable in three directions (this is very rare).
In the images above, the rst cube is mappable in 3 directions. The second image shows that if a corner is split o , it becomes mappable in only 1 direction and the corner is not mappable without further partitioning.
The Solid Map panel for is used for solid-map meshing, and this panel includes several sub-
panels. The general, line drag, linear solid, and ends only sub-panels all draw from the same set of input controls (the more specialized panels simply lter out the controls that do not apply to their mapping techniques). Note that all of these sub-panels depend on an existing 2-D mesh, which is then extrapolated into a 3-D mesh based on the parameters you input. The one volume and multi solids sub-panels, however, can automatically create 3-D mesh directly on solids as long as the solids you select are already mappable.
Solid map panel:
x general: Use the general sub-panel to access all of the possible entry controls for maximum exibility.
x line drag: Use the line drag sub-panel to select a 2-D mesh, and then select a line from the model geometry to use as the mapping direction.
x linear solid: Use the linear solid sub-panel to select two existing 2-D meshes and extrapolate
a 3-D mesh that connects them.
x ends only: Use the ends only sub-panel to select two opposing surfaces and one 2-D mesh, then extrapolate the mesh between the surfaces.
x one volume: Use the one volume sub-panel to select a single mappable solid volume and create a new 3-D mesh for it.
x m ulti solids: Use the multi solids sub-panel to select multiple mappable solids and create
3-D meshes for them.
To view the following videos and tutorials, you rst need to register at the HyperWorks Client Center using your university E-Mail address. Once you have a password, log into the Client Center and then access the videos and tutorials using the links below.
Recommended Tutorials:
These tutorials can be accessed within the installation inside the Help Document.:
From the menu bar select Help > HyperWorks Desktop > Tutorials > HyperWorks Tutorials >
HyperWorks Desktop > HyperMesh > Meshing > 3-D Elements
Tutorials can also be accessed within the Online Help which can be accessed using the links below.
You will need to log into the HyperWorks Client Center to access these tutorials online.
t HM-3200: Tetrameshing
t HM-3210: Creating a Hex-Penta Mesh using Surfaces
t HM-3220: Creating a Hexahedral Mesh using the Solid Map Function
209
t HM-3270: Using the TetraMesh Process Manager Recommended Videos
Webinar
t Meshing Webinar
Product Videos (10-15 minute; no HyperWorks installation required) t Solid Map Mesh Enhancements
t Tetra meshing a Piston
t Solid Geometry & Hexa-meshing
t 8.0 video, if we use it, it needs to be updated
t Meshing Tutorial
t Solid Meshing with HyperMesh
t Multiple Solids Meshing with HyperMesh
t HyperMesh - Creating Mesh for Casting Simulation Interactive Tutorial Videos (no HyperWorks installation required) t HM-3200 Tetrameshing
Demo Files
t Tetra Meshing - Engine Cylinder Head
t Crane Hexa Meshing
t Transfercase Tetra Meshing
t Aircraft Engine Component Tetra Meshing
t
Rib Creation
210
hypermesh网格划分总结 1、我想提取一个面的线，映射到另外的面上，然后用那个线来分面，该怎么做呢？ 如果是几何面，但是没有你需要的边界线的话，你可以在几何面上已有的边界线上create nodes，然后利用这些nodes --〉lines /create，建立你需要的线，再project；或者最简单的办法，选择surf edit/line from surf edge 如果是网格面，你可以geom/fea->surface，再project，或者直接project nodes，利用nodes 可以直接划分面 2、hypermesh中如何将网格节点移动到指定的线或者面上。 project. 3、面上网格分不同的comp划分，但划分后所有网格并不是连续的，只有同一个comp的网格连续，和临近的comp相邻的网格不连续，就是存在重叠的单元边和结点，如何合并为连续的单元 1、Tool －>edges 下找出并合并面单元的自由边和找出并删除重节点 2、Tool －>faces 下找出并合并体单元的自由面和找出并删除重节点 4、我的模型画出六面体单元了，但是是8节点的，想变成20节点的，怎么变？我用的是solidmap功能生成六面体单元的？ 1D or 2D or 3D下面的order change 5、直接在已分网的体表面上，create elements through nodes，这个要在哪个菜单实现？我找不着 edit/element中不是有个create吗？那就是通过node建单元 6、对灰线构成的区域划分2D网格，网格后发现灰线变成了红线，是怎么回事呢？对计算结果有影响么？ 灰色的是lines，至于为什么画完网格后会变成红色，是因为生成了surface，surface的自由边会由红色来表示。请注意为什么会生成surface，是因为你选择了mesh/keep surface这个选项 7、偶很想知道OI mesh定义是什么，和普通的mesh有什么区别 普通mesh的网格经过clean up 或QI 调整后就跟QI mesh划分的网格效果差不多，QI的具体参数可以自行设定。QI主要目的是为了节省时间，QI就是Quality Index——质量导引HM最强调的就是网格质量的概念，有限元计算的精度取决于网格质量，再好的求解器如果网格质量不好，计算的精度也不会好。 8、有两个闭合的园，一上一下，如何在两个园间创建曲面？使形成圆柱面？
hypermesh网格划分总结 - HM运用小常识 1.如何在体表面提取面单元 HM->TOOL->faces->find faces 2.在Hypermesh中使用OptiStruct求解器的重力、离心力、旋转惯性力施加方法 在HyperMesh中采用定义loadcols组件（colletors）的方式定义重力、离心力以及惯性力。 1、重力 重力的施加方式在的card image中选择GRAV，然后create/edit，在CID中输入重力参考的坐标系，在G中输入重力加速度，在 1、 2、N3中输入重力方向向量在重力参考坐标系中的单位分量，然后返回即可 2、离心力 离心力的施加方式在的card image中选择RFROCE，然后create/edit，在G中输入旋转中所在节点编号，在CID中输入离心力所参考的坐标系，在A中输入旋转速度，在 1、 2、N3中输入离心力方向向量在离心力所参考坐标系中的单位分量，
返回即可创建离心力；如果需要定义旋转惯性力，在RACC中输入旋转加速度即可，二者可以同时创建，也可单独创建。 1 / 12 如果在一个结构分析中，需要同时考虑结构自身的重力和外界施加的外载荷，那么你可以按照楼主wjsgkz介绍的第一条建立重力load collector，但是外部载荷的load collector你怎么建立？？？是同时 建立在重力的load collector中吗？？？如果是，那边有一个十分混淆的问题：在你建立重力的load collector的时候，你选择了GRAV卡片，那么你凡是建立的该重力load collector之中的力都带有GRAV卡片属性，这显然是不对的。但是，如果你重新建立一个新的load collecotr，然后把外部载荷建立在其中，那么就有重力和外部载荷两 个load collectors，但是在你建立subcase的时候你只能选择一个load collector，那么你无论选择哪一个都必将失去另外一个，这就与我们的本意相矛盾了，我们是希望同时考虑结构自重和外部载荷的联合作用下进行分析的，这个时候应该怎么办？？？？？？？？？？？怎么获得结构同时在自身重力和外部载荷作用下的变形和应力？？？谁知道？？？ 方法1：工况组合；使用??屄卡片叠加重力载荷和其他载荷；创建 一个load collector;card image选LOAD；点击create/edit;把下面的load_num_set改成你所要组合的载荷的数目；然后在上面L1,L2,L3....选中你要组合的项，前面的s1,s2,s3,,,,是载荷组合时候的权重系数。
Hypermesh网格划分 1 入门基础篇 1、如何将.igs文件或.stl文件导入hypermesh进行分网？ files\import\切换选项至iges格式，然后点击import...按钮去寻找你的iges文件吧。划分网格前别忘了清理几何 2、导入的为一整体，如何分成不同的comps？两物体相交，交线如何做？怎样从面的轮廓产生线（line）？ 都用surface edit Surface edit的详细用法见HELP，点索引，输入surface edit 3、老大，有没有划分3D实体的详细例子？ 打开hm,屏幕右下角help,帮助目录下hyperworks/tutorials/hyermesh tutorials/3D element,有4个例子。 4、如何在hypermesh里建实体？ hm的几何建模能力不太强，而且其中没有体的概念，但它的曲面功能很强的.在2d面板中可以通过许多方式构建面或者曲面,在3D面板中也可以建造标准的3D曲面,但是对于曲面间的操作,由于没有"体"的概念,布尔运算就少了,分割面作就可以了 5、请问怎么在hypermesh中将两个相交平面到圆角啊？ defeature/surf fillets 6、使用reflect命令的话，得到了映射的另一半，原先的却不见了，怎么办呢？ 法1、在选择reflect后选择duplicate复制一个就可以 法2、先把已建单元organize〉copy到一个辅助collector中， 再对它进行reflect， 将得到的新单元organize〉move到原collector中， 最后将两部分equivalence， 就ok拉。 7、请问在hypermesh中如何划分装配体？比如铸造中的沙型和铸件以及冷铁， 他们为不同材质，要求界面单元共用，但必须能分别开？ 你可以先划分其中一个部件,在装配面上的单元进行投影拷贝到被装配面上8、我现在有这样一个问题，曲线是一条线，我想把它分成四段，这样可以对每一段指定density，网格质量会比直接用一条封闭的线好。 可用F12里的cleanup_add point,那里面还有很多内容，能解决很多问题9、我在一个hm文件中创建了一组组装件的有限元模型，建模过程很麻烦，由于失误我把一个很重要的部件建在了另一个hm文件中，请问有没有什么方法把这个部件的有限单元信息转移到组装件的hm文件中呢？ 如果可以，装配关系可以满足吗？ Sure, you can make it. Just export the only part from one hm file (export displayed only), and then import to your new hm file. Usually it will meet your assembly requirement, if not, you can easily translate it desired position with in hypermesh
有限元网格划分的基本原则 划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍划分网格时应考虑的一些基本原则。 1网格数量 网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。 图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。所以应注意增加网格的经济性。实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。 图1位移精度和计算时间随网格数量的变化 在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。同样在响应计算中，计算应力响应所取的网格数应比计算位移响应多。在计算结构固有动力特性时，若仅仅是计算少数低阶模态，可以选择较少的网格，如果计算的模态阶次较高，则应选择较多的网格。在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。 2网格疏密 网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。 图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。板的四周应力梯度较小，网格分得较稀。其中图b中网格疏密相差更大，它比图a中的网格少48个，但计算出的孔缘最大应力相差1%，而计算时间却减小了36%。由此可见，采用疏密不同的网格划分，既可以保持相当的计算精度，又可使网格数量减小。因此，网格数量应增加到结构的关键部位，在次要部位增加网格是不必要的，也是不经济的。
有限元分析中的网格划分好坏直接关系到模型计算的准确性。本文简述了网格划分应用的基本理论，并以ANSYS限元分析中的网格划分为实例对象，详细讲述了网格划分基本理论及其在工程中的实际应用，具有一定的指导意义。 1 引言 ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。从几何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。同理，平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。辛普生积分点的间隔是一定的，沿厚度分成奇数积分点。由于不同单元的刚度矩阵不同，采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中，一定要采用合理的单元来模拟求解。 2 ANSYS网格划分的指导思想 ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。在网格划分和初步求解时，做到先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用。为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。利用轴对称或子结构时要注意场合，如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时，则应采用整体模型，同时选择合理的起点并设置合理的坐标系，可以提高求解的精度和效率，例如，轴对称场合多采用柱坐标系。有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，避免网格的畸形。在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。在选用单元时要注意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不可压缩材
hypermesh 网格划分总结 1、我想提取一个面的线，映射到另外的面上，然后用那个线来分面，该怎么做呢？ 如果是几何面，但是没有你需要的边界线的话，你可以在几何面上已有的边界线上create nodes ，然后利用这些nodes --〉lines /create ，建立你需要的线，再project ；或者最简单的办法，选择surf edit/line from sur f edge 如果是网格面，你可以geom/fea->surface ，再project ，或者直接project nodes ，利用nodes 可以直接划分面 2、hypermesh 中如何将网格节点移动到指定的线或者面上。 project. 3、面上网格分不同的comp 划分，但划分后所有网格并不是连续的，只有同一个comp 的网格连续，和临近的comp 相邻的网格不连续，就是存在重叠的单元边和结点，如何合并为连续的单元 1、Tool － >edges 下找出并合并面单元的自由边和找出并删除重节点 2、Tool － >faces 下找出并合并体单元的自由面和找出并删除重节点 4、我的模型画出六面体单元了，但是是8节点的，想变成20节点的，怎么变？我用的是solidmap 功能生成六面体单元的？ 1D or 2D or 3D 下面的order change 5、直接在已分网的体表面上，create elements through nodes ，这个要在哪个菜单实现？我找不着 edit/element 中不是有个create 吗？那就是通过node 建单元 6、对灰线构成的区域划分2D 网格，网格后发现灰线变成了红线，是怎么回事呢？ 对计算结果有影响么？ 灰色的是lines ，至于为什么画完网格后会变成红色，是因为生成了surface ，surface 的自由边会由红色来表示。请注意为什么会生成surface ，是因为你选择了mesh/keep surface 这个选项 7、偶很想知道OI mesh 定义是什么，和普通的mesh 有什么区别 普通mesh 的网格经过clean up 或QI 调整后就跟QI mesh 划分的网格效果差不多，QI 的具体参数可以自行设定。 QI 主要目的是为了节省时间，QI 就是Quality Index ——质量导引 HM 最强调的就是网格质量的概念，有限元计算的精度取决于网格质量，再好的求解器如果网格质量不好，计算的精度也不会好。 8、有两个闭合的园，一上一下，如何在两个园间创建曲面？使形成圆柱面？ ruled 或选择line 方式。记住选择surface only 。 9、hypermesh 划分的网格其中一部分单元的节点连接顺序是顺时针的，导致计算不能进行，请问如何在hyp ermesh 中改变节点连接的顺序呢？谢谢！
文章编号:1003-0794(2005)01-0038-02 基于ANSYS的有限元法网格划分浅析 杨小兰,刘极峰,陈 旋 (南京工程学院,南京210013) 摘要:为提高有限元数值的计算精度和对复杂结构力学分析的准确性,针对不同分析类型采用了不同的网格划分方法,结合实例阐述了ANSYS有限元网格划分的方法和技巧,指出了采用ANSYS有限元软件在网格划分时应注意的技术问题。 关键词:ANSYS;有限元;网格;计算精度 中图号:O241 82;TP391 7文献标识码:A 1 引言 ANSYS有限元分析程序是著名的C AE供应商美国ANSYS公司的产品,主要用于结构、热、流体和电磁四大物理场独立或耦合分析的CAE应用,功能强大,应用广泛,是一个便于学习和使用的优秀有限元分析程序。在ANSYS得到广泛应用的同时,许多技术人员对ANSYS程序的了解和认识还不够系统全面,在工作和研究中存在许多隐患和障碍,尤为突出的是有限元网格划分技术。本文结合工程实例,就如何合理地进行网格划分作一浅析。 2 网格划分对有限元法求解的影响 有限元法的基本思想是把复杂的形体拆分为若干个形状简单的单元,利用单元节点变量对单元内部变量进行插值来实现对总体结构的分析,将连续体进行离散化即称网格划分,离散而成的有限元集合将替代原来的弹性连续体,所有的计算分析都将在这个模型上进行。因此,网格划分将关系到有限元分析的规模、速度和精度以及计算的成败。实验表明:随着网格数量的增加,计算精确度逐渐提高,计算时间增加不多;但当网格数量增加到一定程度后,再继续增加网格数量,计算精确度提高甚微,而计算时间却大大增加。在进行网格划分时,应注意网格划分的有效性和合理性。 3 网格划分的有效性和合理性 (1)根据分析数据的类型选择合理的网格划分数量 在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。在静力分析时,如果仅仅是计算结构的变形,网格数量可以少一些。如果需要计算应力,则在精度要求相同的情况下取相对较多的网格。同样在响应计算中,计算应力响应所取的网格数应比计算位移响应多。在计算结构固有动力特性时,若仅仅是计算少数低阶模态,可以选择较少的网格。如果计算的模态阶次较高,则应选择较多的网格。在热分析中,结构内部的温度梯度不大,不需要大量的内部单元,可划分较少的网格。 (2)根据分析数据的分布特点选择合理的网格疏密度 在决定网格疏密度时应考虑计算数据的分布特点,在计算固有特性时,因为固有频率和振型主要取决于结构质量分布和刚度分布,采用均匀网格可使结构刚度矩阵和质量矩阵的元素不致相差很大,可减小数值计算误差。同样,在结构温度场计算中也趋于采用均匀的网格形式。在计算数据变化梯度较大的部位时,为了更好地反映数据变化规律,需要采用比较密集的网格,而在计算数据变化梯度较小的部位,为了减小模型规模,则应划分相对稀疏的网格,这样整个结构就表现出疏密不同的网格划分形式。 以齿轮轮齿的有限元分析模型为例,由于分析的目的是求出齿轮啮合传动过程中齿根部分的弯曲应力,因此,分析计算时并不需要对整个齿轮进行计算,可根据圣文男原理将整个区域缩小到直接参与啮合的轮齿。虽然实际上参与啮合的齿数总大于1,但考虑到真正起作用的是单齿,通常只取一个轮齿作为分析对象,这样作可以大大节省计算机内存。考虑到轮齿应力在齿根过渡圆角和靠近齿面处变化较大,网格可划分得密一些。在进行疏密不同网格划分操作时可采用ANSYS提供的网格细化工具调整网格的疏密,也可采用分块建模法设置网格疏密度。 图1所示即为采用分块建模法进行网格划分。图1(a)为内燃机中重要运动零件连杆的有限元应力分析图,由于连杆结构对称于其摆动的中间平面,其厚度方向的尺寸远小于长度方向的尺寸,且载荷沿厚度方向近似均匀分布,故可按平面应力分析处 38 煤 矿 机 械 2005年第1期
第 3章 ANSYS 13.0 Workbench网格划分及操作案例 网格是计算机辅助工程（CAE）模拟过程中不可分割的一部分。网格直接影响到求解精 度、求解收敛性和求解速度。此外，建立网格模型所花费的时间往往是取得 CAE 解决方案所 耗费时间中的一个重要部分。因此，一个越好的自动化网格工具，越能得到好的解决方案。 3.1 ANSYS 13.0 Workbench 网格划分概述 ANSYS 13.0 提供了强大的自动化能力，通过实用智能的默认设置简化一个新几何体的网 格初始化，从而使得网格在第一次使用时就能生成。此外，变化参数可以得到即时更新的网 格。ANSYS 13.0 的网格技术提供了生成网格的灵活性，可以把正确的网格用于正确的地方， 并确保在物理模型上进行精确有效的数值模拟。 网格的节点和单元参与有限元求解，ANSYS 13.0在求解开始时会自动生成默认的网格。 可以通过预览网格，检查有限元模型是否满足要求，细化网格可以使结果更精确，但是会增 加 CPU 计算时间和需要更大的存储空间，因此需要权衡计算成本和细化网格之间的矛盾。在 理想情况下，我们所需要的网格密度是结果随着网格细化而收敛，但要注意：细化网格不能 弥补不准确的假设和错误的输入条件。 ANSYS 13.0 的网格技术通过 ANSYS Workbench的【Mesh】组件实现。作为下一代网格 划分平台， ANSYS 13.0 的网格技术集成 ANSYS 强大的前处理功能， 集成 ICEM CFD、 TGRID、 CFX-MESH、GAMBIT网格划分功能，并计划在 ANSYS 15.0 中完全整合。【Mesh】中可以根 据不同的物理场和求解器生成网格，物理场有流场、结构场和电磁场，流场求解可采用 【Fluent】、【CFX】、【POLYFLOW】，结构场求解可以采用显式动力算法和隐式算法。不同的 物理场对网格的要求不一样，通常流场的网格比结构场要细密得多，因此选择不同的物理场， 也会有不同的网格划分。【Mesh】组件在项目流程图中直接与其他 Workbench分析系统集成。 3.2 ANSYS 13.0 Workbench 网格划分 ANSYS 网格划分不能单独启动，只能在 Workbench 中调用分析系统或【Mesh】组件启 动，如图 3-1 所示。 图3-1 调入分析系统及网格划分组件
Hypermesh常见问题汇总 1.0 beta 版 序 虽然总结报告写过N多遍，心里还是有些紧张啊。Hypermesh最为一个优秀的网格划分工具，个人认为最突出的部分在于几何清理，这让网格划分变得简单易行。有句老话说的好啊，不怕不识货，就怕货比货，用过其他前处理软件的同仁对此应该深有体会。 这里简单对该软件做一个系统的简单的介绍： 1、软件主要模块 该软件主要由geometry、2D、3D、analysis、tool组成。后处理模块在此不做详细说明，由于大家用的求解器也五花八门，analysis面板的功能也不做详细说明。 2、通常的操作步骤（本文操作说明以8.0以上为准，与时俱进） 导入cad模型——>几何清理（包括对模型的分块）——>面网格——>检查质量——>修改网格——>生成体网格——>检查网格质量——>删掉无用的面网格——>导出数据文件 3、容易出问题的地方 个人认为网格划分过程中的问题都是可以避免的，因为这原本就没什么技术含量，有技术含量的只是软件，我们只需按照正规的步骤去操作，可以说每个人都能画出来。高手与新手的差距在于熟练度、对网格的理解、对网格质量的把握。 由于hypermesh软件自带的help说明很不错、非常不错、相当不错，所以我会在文章中引用一些来辅助说明问题。（8.0和9.0的功能差不多，无实质性的改变，8.0的HELP文档比9.0做的好些，适合通看，9.0适合查询。所以推荐新手安装8.0，把2D和3D的例子做一遍上手更快）该文章是面对所以使用hypermesh软件的同仁的，所以看过英文help的不要觉得我啰嗦，虽然我们一直强调英语的重要性。“废话”说了一大堆，下面开始正文。 ——西山小宝
CATIA有限元高级网格划分教程 盛选禹李明志 1.1进入高级网格划分工作台 （1）打开例题中的文件Sample01.CATPart。 （2）点击主菜单中的【开始】→【分析与模拟】→【Advanced Meshing Tools】(高级网格划分工具），就进入【Advanced Meshing Tools】（高级网格划分工具）工作台，如图1－1所示。进入工作台后，生成一个新的分析文件，并且显示一个【New Analysis Case】（新分析算题）对话框，如图1－2所示。 图1－1【开始】→【分析与模拟】→【Advanced Meshing Tools】(高级网格划分工具）（3）在【New Analysis Case】（新分析算题）对话框内选择【Static Analysis】（静力分析）选项。如果以后打开该对话框的时候均希望是计算静力分析，可以把对话框内的【Keep as default starting analysis case】（在开始时保持为默认选项）勾选。这样，下次进入本工作台时，将自动选择静力分析。 （4）点击【新分析算题】对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。 1.2定义曲面网格划分参数 本节说明如何定义一个曲面零件的网格类型和全局参数。 （1）点击【Meshing Method】(网格划分方法)工具栏内的【高级曲面划分】按钮
，如图1－3所示。需要在【Meshing Method】(网格划分方法)工具栏内点击中间按钮的下拉箭头才能够显示出【高级曲 面划分】按钮。 图1－2【New Analysis Case】（新分析算题）对话框图1－3【高级曲面划分】按钮
hypermesh单元质量参数说明
Hypermesh 单元质量参数说明 网格质量 中文名 推荐取值 物理意义 Help 原文 2D 单元质量参数 Aspec t(ratio ) 长宽 比 必须小于5:1 单元最长边与最短边（或最短对角节 点距离）之比。3D 单元的每个面被看做一个2D 单元并且计算长宽比。最大的长宽比作为3D 单元的长宽比。 This is the ratio of the longest edge of an element to either its shortest edge or the shortest distance from a corner node to the opposing edge ("height to closest node"). HyperMesh uses the same method used for length (min) described below. For 3-D elements, each face of the element is treated as a 2-D element and its aspect ratio determined. The largest aspect ratio among these faces is returned as the 3-D element’s aspect ratio. Aspect ratios should rarely exceed 5:1 Chor d dev 弦 长偏差 — 圆弧可以大量短直线模拟，弦长偏差是圆弧与直线的垂直距离。 Curved surfaces can be approximated by using many short lines instead of a true curve. Chordal deviation is the perpendicular distance between the actual curve and the approximating line segments. Interior Angles 内角 — 检查三角形与四边形最大与最小角 These maximum and minimum values are evaluated independently for triangles and quadrilaterals.
1、我想提取一个面的线，映射到另外的面上，然后用那个线来分面，该怎么做呢？ 如果是几何面，但是没有你需要的边界线的话，你可以在几何面上已有的边界线上createnodes，然后利用这些nodes --〉lines/create，建立你需要的线，再project；或者最简单的办法，选择surfedit/line from surf edge 如果是网格面，你可以geom/fea->surface，再project，或者直接projectnodes，利用nodes 可以直接划分面 2、hypermesh中如何将网格节点移动到指定的线或者面上。 project. 3、面上网格分不同的comp划分，但划分后所有网格并不是连续的，只有同一个comp的网格连续，和临近的comp相邻的网格不连续，就是存在重叠的单元边和结点，如何合并为连续的单元 1、Tool－>edges 下找出并合并面单元的自由边和找出并删除重节点 2、Tool －>faces 下找出并合并体单元的自由面和找出并删除重节点 4、我的模型画出六面体单元了，但是是8节点的，想变成20节点的，怎么变？我用的是solidmap功能生成六面体单元的？ 1D or 2D or 3D下面的order change 5、直接在已分网的体表面上，create elements throughnodes，这个要在哪个菜单实现？我找不着 edit/element中不是有个create吗？那就是通过node建单元 6、对灰线构成的区域划分2D网格，网格后发现灰线变成了红线，是怎么回事呢？对计算结果有影响么？ 灰色的是lines，至于为什么画完网格后会变成红色，是因为生成了surface，surface的自由边会由红色来表示。请注意为什么会生成surface，是因为你选择了mesh/keepsurface 这个选项 7、偶很想知道OI mesh定义是什么，和普通的mesh有什么区别 普通mesh的网格经过cleanup 或QI 调整后就跟QImesh划分的网格效果差不多，QI的具体参数可以自行设定。QI主要目的是为了节省时间，QI就是QualityIndex——质量导引HM最强调的就是网格质量的概念，有限元计算的精度取决于网格质量，再好的求解器如果网格质量不好，计算的精度也不会好。 8、有两个闭合的园，一上一下，如何在两个园间创建曲面？使形成圆柱面？ ruled
一个网格划分实例的详解 该题目条件如下图所示： Part 1：本部分将平台考虑成蓝色的虚线 1. 画左边的第一部分，有多种方案。 方法一：最简单的一种就是不用布置任何初始的2dmesh直接用one volume 画，画出来的质量相当不错。 One volume是非常简单而且强大的画法，只要是一个有一个方向可以 mapped的实体都可以用这个方法来画网格，而事实上，很多不能map的单元也都可以用这个命令来画，所以在对三维实体进行网格划分的时候，收件推荐用one volume来试下效果，如果效果不错的话，就没有必要先做二维单元后再来画。 方法二：先在其一个面上生成2D的mesh，在来利用general选项，这样的优点是可以做出很漂亮的网格。
相比之下：方法二所做出来的网格质量要比一要高。 2. 画第二段的网格，同样演示两种方法： 方法一：直接用3D>solid map>one volume 方法二：从该段图形来看，左端面实际上由3个面组成，右端面由一个部分组成，故可以先将左端面的另两个部分的面网格补齐，再用general选项来拉伸，但是，问题是左面砖红色的部分仅为3D单元，而没有可供拉伸的源面网格，故，应该先用face命令生成二维网格后，再来拉伸，其每一步的结果分见下：
在用general选项时，有个问题需要注意：在前面我们说过，source geom和elemes to drag二选一都可以，但是这里就不一样了，因为source geom选面的话，只能选择一个面，而此处是3个面，所以这里只能选elemes to drag而不能选择source geom.
有限元网格划分 摘要:总结近十年有限元网格划分技术发展状况。首先,研究和分析有限元网格划分的基本原则；其次,对当前典型网格划分方法进行科学地分类,结合实例,系统地分析各种网格划分方法的机理、特点及其适用范围,如映射法、基于栅格法、节点连元法、拓扑分解法、几何分解法和扫描法等；再次,阐述当前网格划分的研究热点,综述六面体网格和曲面网格划分技术；最后,展望有限元网格划分的发展趋势。 关键词:有限元网格划分；映射法；节点连元法;拓扑分解法；几何分解法；扫描法；六面体网格 1 引言 有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。 2 有限元网格划分的基本原则 有限元方法的基本思想是将结构离散化,即对连续体进行离散化,利用简化几何单元来近似逼近连续体,然后根据变形协调条件综合求解。所以有限元网格的划分一方面要考虑对各物体几何形状的准确描述,另一方面也要考虑变形梯度的准确描述。为正确、合理地建立有限元模型,这里介绍划分网格时应考虑的一些基本原则。 2.1 网格数量 网格数量直接影响计算精度和计算时耗,网格数量增加会提高计
算精度,但同时计算时耗也会增加。当网格数量较少时增加网格，计算精度可明显提高,但计算时耗不会有明显增加;当网格数量增加到一定程度后,再继续增加网格时精度提高就很小,而计算时耗却大幅度增加。所以在确定网格数量时应权衡这两个因素综合考虑。 2.2 网格密度 为了适应应力等计算数据的分布特点,在结构不同部位需要采用大小不同的网格。在孔的附近有集中应力,因此网格需要加密;周边应力梯度相对较小,网格划分较稀。由此反映了疏密不同的网格划分原则:在计算数据变化梯度较大的部位,为了较好地反映数据变化规律,需要采用比较密集的网格;而在计算数据变化梯度较小的部位,为减小模型规模,网格则应相对稀疏。 2.3 单元阶次 单元阶次与有限元的计算精度有着密切的关联,单元一般具有线性、二次和三次等形式,其中二次和三次形式的单元称为高阶单元。高阶单元的曲线或曲面边界能够更好地逼近结构的曲线和曲面边界,且高次插值函数可更高精度地逼近复杂场函数,所以增加单元阶次可提高计算精度。但增加单元阶次的同时网格的节点数也会随之增加,在网格数量相同的情况下由高阶单元组成的模型规模相对较大,因此在使用时应权衡考虑计算精度和时耗。 2.4 单元形状 网格单元形状的好坏对计算精度有着很大的影响,单元形状太差的网格甚至会中止计算。单元形状评价一般有以下几个指标: (1)单元的边长比、面积比或体积比以正三角形、正四面体、正六面体为参考基准。 (2)扭曲度:单元面内的扭转和面外的翘曲程度。 (3)节点编号:节点编号对于求解过程中总刚矩阵的带宽和波前因数有较大的影响,从而影响计算时耗和存储容量的大小 2.5 单元协调性 单元协调是指单元上的力和力矩能够通过节点传递给相邻单元。为保证单元协调,必须满足的条件是: (1)一个单元的节点必须同时也是相邻点,而不应是内点或边界
一、基本有限元网格概念 1．单元概述?几何体划分网格之前需要确定单元类型.单元类型的选择应该根据分析类型、形状特征、计算数据特点、精度要求和计算的硬件条件等因素综合考虑。为适应特殊的分析对象和边界条件,一些问题需要采用多种单元进行组合建模。? 2.单元分类选择单元首先需要明确单元的类型，在结构有限元分析中主要有以下一些单元类型：平面应力单元、平面应变单元、轴对称实体单元、空间实体单元、板单元、壳单元、轴对称壳单元、杆单元、梁单元、弹簧单元、间隙单元、质量单元、摩擦单元、刚体单元和约束单元等。根据不同的分类方法,上述单元可以分成以下不同的形式。?3。按照维度进行单元分类 根据单元的维数特征，单元可以分为一维单元、二维单元和三维单元。?一维单元的网格为一条直线或者曲线。直线表示由两个节点确定的线性单元。曲线代表由两个以上的节点确定的高次单元,或者由具有确定形状的线性单元。杆单元、梁单元和轴对称壳单元属于一维单元,如图1~图3所示。 ?二维单元的网 格是一个平面或者曲面，它没有厚度方向的尺寸.这类单元包括平面单元、轴对称实体单元、板单元、壳单元和复合材料壳单元等,如图4所示。二维单元的形状通常具有三角形和四边形两种，在使用自动网格剖分时,这类单元要求的几何形状是表面模型或者实体模型的边界面。采用薄壳单元通常具有相当好的计算效率。
??三维单元的网格具有空间三个方向的尺寸，其形状具有四面体、五面体和六面体,这类单元包括空间实体单元和厚壳单元，如图5所示．在自动网格划分时，它要求的是几何模型是实体模型(厚壳单元是曲面也可以）。 ? 4.按照插值函数进行单元分类 根据单元插值函数多项式的最高阶数多少，单元可以分为线性单元、二次单元、三次单元和更高次的单元。 线性单元具有线性形式的插值函数,其网格通常只具有角节点而无边节点，网格边界为直线或者平面.这类单元的优点是节点数量少，在精度要求不高或者结果数据梯度不太大的情况下，采用线性单元可以得到较小的模型规模.但是由于单元位移函数是线性的，单元内的位移呈线性变化,而应力是常数,因此会造成单元间的应力不连续,单元边界上存在着应力突变，如图6所示。
ANSYS有限元网格划分的基本要点 1引言 ANSYS有限元网格划分是进行数值模拟分析至关重要的一步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。从几何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。同理，平面应力和平面应变情况设计的单元求解方程也不相同。在有限元数值求解中，单元的等效节点力、刚度矩阵、质量矩阵等均用数值积分生成，连续体单元以及壳、板、梁单元的面内均采用高斯（Gauss）积分，而壳、板、梁单元的厚度方向采用辛普生（Simpson）积分。辛普生积分点的间隔是一定的，沿厚度分成奇数积分点。由于不同单元的刚度矩阵不同，采用数值积分的求解方式不同，因此实际应用中，一定要采用合理的单元来模拟求解。 2ANSYS网格划分的指导思想 ANSYS网格划分的指导思想是首先进行总体模型规划，包括物理模型的构造、单元类型的选择、网格密度的确定等多方面的内容。在网格划分和初步求解时，做到先简单后复杂，先粗后精，2D单元和3D单元合理搭配使用。为提高求解的效率要充分利用重复与对称等特征，由于工程结构一般具有重复对称或轴对称、镜象对称等特点，采用子结构或对称模型可以提高求解的效率和精度。利用轴对称或子结构时要注意场合，如在进行模态分析、屈曲分析整体求解时，则应采用整体模型，同时选择合理的起点并设置合理的坐标系，可以提高求解的精度和效率，例如，轴对称场合多采用柱坐标系。有限元分析的精度和效率与单元的密度和几何形状有着密切的关系，按照相应的误差准则和网格疏密程度，避免网格的畸形。在网格重划分过程中常采用曲率控制、单元尺寸与数量控制、穿透控制等控制准则。在选用单元时要注意剪力自锁、沙漏和网格扭曲、不可压缩材料的体积自锁等问题 ANSYS软件平台提供了网格映射划分和自由适应划分的策略。映射划分用于曲线、曲面、实体的网格划分方法，可使用三角形、四边形、四面体、五面体和六面体，通过指定单元边长、网格数量等参数对网格进行严格控制，映射划分只用于规则的几何图素，对于裁剪曲面或者空间自由曲面等复杂几何体则难以
虽然做出来了.但是我还是有一个问题想请教大家: vsweep和mapp分网后形成网格各有什么规律?如何结合两种方法划分出整齐规则的网格呢. 比如:为什么图中的(1)部分用MAPP划分,(2)部分用SWEEP划分呢就可以出现上图中的那种整齐规则的网格?反过来(1)部分用SWEEP,(2)部分用MAPP划分就不会出现整齐规则的网格呢? 部分(1)和部分(2)不可看成一个整体划分吗? 我试了一个,如果把两个部分看成整体,可以分网但是不会出现那种整齐的网格. 只有掌握了生成网格规律才容易得到合理,整齐,规则的网格,总不能分网时把各种方法都试一遍吧. 恳请各位谈点自己的在分网方面的经验.谢谢 1的三个边如果都设了分段数则sweep和map是一样的 et,1,42 et,2,45 cyl4,,,20 lsel,all lesize,all,,,10
esize,,10 vext,1,,,,,20 aclear,all amesh,1 不过好象中间不大好的!!!还望高手指点! 命令流; et,1,42 et,2,45 blc4,,,10,5 lesize,1,,,5 lesize,2,,,10 mshape,0,2d mshkey,1 amesh,1 esize,,5 vrotat,1,,,,,,1,4 aclear,all
用map也可以,,取其四分之一,单元大小可控制!做了一个!
/PREP7 CYL4, , ,5 RECTNG,-1,1,-1,1, FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,-2 AOVLAP,P51X wpro,,90.000000, wpro,,,45.000000 ASBW, 3 wpro,,,-45.000000 wpro,,,-45.000000 FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,4 ASBW,P51X wpro,,,45.000000 wpro,,90.000000, ET,1,PLANE42 ESIZE,1,0, AMAP,6,12,9,7,8 WPSTYLE,,,,,,,,0 AMAP,7,12,10,5,8 AMAP,3,10,11,6,5 AMAP,5,6,7,9,11 AMAP,2,8,5,6,7 TYPE, 1 EXTOPT,ESIZE,10,0, EXTOPT,ACLEAR,0 EXTOPT,ATTR,0,0,0 MAT,_Z2 REAL,_Z4 ESYS,0 ET,2,SOLID45 TYPE, 2 EXTOPT,ESIZE,10,0, EXTOPT,ACLEAR,0 EXTOPT,ATTR,0,0,0 MAT,_Z2 REAL,_Z4 ESYS,0 VOFFST,2,5, , VOFFST,6,5, , VOFFST,7,5, ,
Arm001教程 第一步：打开文件asm001.hm 第二步：对几何实体进行切割分块操作。 1 进入Geom>Solid edit 面板，选择trim with plane/surf子面板 2 激活with plane下的solids黄色按钮，选择图形区中整个实体。
3 激活下面的绿色N1按钮，并如图依次选择N1、N2、N3、B这四个点 4 点击trim，将实体切割成为上下对称的两个体。
5 激活with plane下的solids黄色按钮，选择切割好的上半部分实体。 6 激活线面的N1绿色按钮，如图依次选择N1、N2、N3这三个点。 7 点击trim，将这上半部分实体切割成左右对称的两个实体。 第三步：删除多余实体和临时节点 1 点击F2快接键，进入Delete面板。
2 激活黄色的solids按钮，并勾选delete bounding surfs。在图形区中选择下半部分实体和上边的左半部分实体。 3 点击delete entity，删除掉多余的实体。 4 进入Geom>temp node面板，点击绿色的clear all按钮，删除掉多余的临时节点。 第四步：继续对要划分网格的实体进行切割操作
1 进入Solid edit 面板，选择trim with plane/surf子面板 2 激活with plane下的solids黄色按钮，选择图形区中整个实体。 3 激活下面的N1绿色按钮，并如图依次选择N1、N2、N3这三个点 4 点击trim按钮，将最前面一小块实体分割出来。 5 重复此切割操作，按图所示，选择切割平面上的N1、N2 、N3点，把几何体切割成最终可以顺利划分网格的形式。