ANSYS命令流学习笔记12-自适应网格及其在WB中运用的对比
- 格式:docx
- 大小:259.72 KB
- 文档页数:3
ANSYS自适应网格划分(1)何为网格自适应划分?ANSYS程序提供了近似的技术自动估计特定分析类型中因为网格划分带来的误差。
(误差估计在ANSYS Basic Analysis Procedures Guide第五章中讨论。
)通过这种误差估计,程序可以确定网格是否足够细。
如果不够的话,程序将自动细化网格以减少误差。
这一自动估计网格划分误差并细化网格的过程就叫做自适应网格划分,然后通过一系列的求解过程使得误差低于用户指定的数值(或直到用户指定的最大求解次数)。
自适应网格划分的先决条件ANSYS软件中包含一个预先写好的宏,ADAPT.MAC,完成自适应网格划分的功能。
用户的模型在使用这个宏之前必须满足一些特定的条件。
(在一些情况下,不满足要求的模型也可以用修正的过程完成自适应网格划分,下面还要讨论。
)这些要求包括:标准的ADAPT过程只适用于单次求解的线性静力结构分析和线性稳态热分析。
模型最好应该使用一种材料类型,因为误差计算是根据平均结点应力进行的,在不同材料过渡位置往往不能进行计算。
而且单元的能量误差是受材料弹性模量影响的。
因此,在两个相邻单元应力连续的情况下,其能量误差也可能由于材料特性不同而不一样。
在模型中同样应该避免壳厚突变,这也可能造成在应力平均是发生问题。
模型必须使用支持误差计算的单元类型。
模型必须是可以划分网格的:即模型中不能有引起网格划分出错的部分。
自适应网格划分可用单元2-D Structural SolidsPLANE2 2-D 6-Node Triangular SolidPLANE25 Axisymmetric Harmonic SolidPLANE42 2-D 4-Node Isoparametric SolidPLANE82 2-D 8-Node SolidPLANE83 Axisymmetric Harmonic 8-Node Solid3-D Structural SolidsSOLID45 3-D 8-Node Isoparametric SolidSOLID64 3-D Anisotropic SolidSOLID73 3-D 8-Node Solid with Rotational DOFSOLID92 3-D 10-Node Tetrahedral SolidSOLID95 3-D 20-Node Isoparametric Solid3-D Structural ShellsSHELL43 Plastic quadrilateral ShellSHELL63 Elastic Quadrilateral ShellSHELL93 8-Node Isoparametric Shell2-D Thermal SolidsPLANE35 2-D 6-Node Triangular SolidPLANE75 Axisymmetric Harmonic SolidPLANE55 2-D 4-Node Isoparametric SolidPLANE77 2-D 8-Node SolidPLANE78 Axisymmetric Harmonic 8-Node Solid3-D Thermal SolidsSOLID70 3-D 8-Node Isoparametric SolidSOLID87 3-D 10-Node Tetrahedral SolidSOLID90 3-D 20-Node Isoparametric Solid3-D Thermal ShellsSHELL57 Plastic Quadrilateral ShellANSYS自适应网格划分(2)如何使用自适应网格划分:基本过程进行自适应网格划分的基本过程包括如下步骤:1. 象其他线性静力分析或稳态热分析一样,先进入前处理器(/PREP7或Main Menu>Preprocessor)。
ANSYS结构分析单元功能与特性/可以组成一一些命令,一般是一种总体命令(session),三十也有特殊,比如是处理/POST1! 是注释说明符号,,与其他软件的说明是一样的,ansys不作为命令读取,* 此符号一般是APDL的标识符,也就是ansys的参数化语言,如*do ,,,*enddo等等NSEL的意思是node select,即选择节点。
s就是select,选择。
DIM是定义数组的意思。
array 数组。
MP命令用来定义材料参数。
K是建立关键点命令。
K,关键点编号,x坐标,y坐标,z坐标。
K, NPT, X, Y, Z是定义关键点,K是命令,NPT是关键点编号,XYZ是坐标。
NUMMRG, keypoint 用这个命令,要保证关键点的位置完全一样,只是关键点号不一样的才行。
这个命令对于重复的线面都可以用。
这个很简单,压缩关键。
Ngen 复制节点e,节点号码:这个命令式通过节点来形成单元NUMCMP,ALL:压缩所有编号,这样你所有的线都会按次序重新编号~你要是需要固定的线固定的标号NSUBST,100,500,50:通过指定子步数来设置载荷步的子步LNSRCH线性搜索是求解非线性代数方程组的一种技巧,此法会在一段区间内,以一定的步长逐步搜索根,相比常用的牛顿迭代法所要耗费的计算量大得多,但它可以避免在一些情况下牛顿迭代法出现的跳跃现象。
LNSRCH激活线性搜索PRED 激活自由度求解预测NEQIT指定一个荷载步中的最大子步数AUTOTS 自动求解控制打开自动时间步长.KBC -指定阶段状或者用跳板装载里面一个负荷步骤。
SPLINE:P1,P2,P3,P4,P5,P6,XV1,YV1,ZV1,XV6,YV6,ZV6(生成分段样条曲线)*DIM,Par,Type,IMAX,JMAX,KMAX,Var1,Var2,Var3(定义载荷数组的名称)【注】Par: 数组名Type:array 数组,如同fortran,下标最小号为1,可以多达三维(缺省)char 字符串组(每个元素最多8个字符)tableIMAX,JMAX,KMAX各维的最大下标号Var1,Var2,Var3 各维变量名,缺省为row,column,plane(当type为table时)/config是设置ansys配置参数的命令格式为/CONFIG, Lab, V ALUELab为参数名称value为参数值例如:/config,MXEL,10000的意思是最大单元数为10000杆单元:LINK1、8、10、11、180梁单元:BEAM3、4、23、24,44,54,188,189管单元:PIPE16,17,18,20,59,602D实体元:PLANE2,25,42,82,83,145,146,182,1833D实体元:SOLID45,46,64,65,72,73,92,95,147,148,185,186,187,191壳单元:SHELL28,41,43,51,61,63,91,93,99,143,150,181,208,209弹簧单元:COMBIN7,14,37,39,40质量单元:MASS21接触单元:CONTAC12,52,TARGE169,170,CONTA171,172,173,174,175,178矩阵单元:MATRIX27,50表面效应元:SURF153,154粘弹实体元:VISCO88,89,106,107,108, 超弹实体元:HYPER56,58,74,84,86,158耦合场单元:SOLID5,PLANE13,FLUID29,30,38,SOLID62,FLUID79,FLUID80,81, SOLID98,FLUID129,INFIN110,111,FLUID116,130 界面单元:INTER192,193,194,195 显式动力分析单元:LINK160,BEAM161,PLANE162,SHELL163,SOLID164,COMBI16杆单元(Large deflection),F-大应变(Large strain)或有限应变(Finite strain),B-单元生死(Birth and dead),G-应力刚化(Stress stiffness)或几何刚度(Geometric stiffening),A-自适应下降(Adaptive descent )等。
【分享】复杂几何模型的系列网格划分技术众所周知,对于有限元分析来说,网格划分是其中最关键的一个步骤,网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。
在ANSYS中,大家知道,网格划分有三个步骤:定义单元属性(包括实常数)、在几何模型上定义网格属性、划分网格。
在这里,我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题,尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。
一、自由网格划分自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一,它在面上(平面、曲面)可以自动生成三角形或四边形网格,在体上自动生成四面体网格。
通常情况下,可利用ANS YS的智能尺寸控制技术(SMARTS IZE命令)来自动控制网格的大小和疏密分布,也可进行人工设置网格的大小(AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及选择分网算法等(MOPT命令)。
对于复杂几何模型而言,这种分网方法省时省力,但缺点是单元数量通常会很大,计算效率降低。
同时,由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元,为了获得较好的计算精度,建议采用二次四面体单元(92号单元)。
如果选用的是六面体单元,则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元,因此,最好不要选用线性的六面体单元(没有中间节点,比如45号单元),因为该单元退化后为线性的四面体单元,具有过刚的刚度,计算精度较差;如果选用二次的六面体单元(比如95号单元),由于其是退化形式,节点数与其六面体原型单元一致,只是有多个节点在同一位置而已,因此,可以利用TC HG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元,减少每个单元的节点数量,提高求解效率。
在有些情况下,必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分,比如,在进行混合网格划分(后面详述)时,只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。
ANSYS高级分析-自适应网格1 引言当面对一个具体需要分析的问题时,往往无法确定什么样的网格密度能够得到满足需要的结果。
基于这一点考虑,ANSYS程序提供了近似的技术自动估计特定分析类型中因为网格划分带来的误差。
通过这种误差估计,ANSYS可以确定网格是否足够细。
如果结果误差超出预期,程序将自动细化网格以减少误差。
这一自动估计网格划分误差并细化网格的过程就叫做自适应网格划分,然后通过一系列的求解过程使得误差低于用户指定的数值。
2 自适应网格划分前提ANSYS调用程序预先写好的宏“ADAPT.MAC”完成自适应网格划分的功能。
用户的模型在使用这个宏之前必须满足如下条件:1)标准的ADAPT过程只适用于单次求解的线性静力结构分析和线性稳态热分析。
2)模型最好应该使用一种材料类型,因为误差计算是根据平均结点应力进行的,在不同材料过渡位置往往不能进行计算。
而且单元的能量误差是受材料弹性模量影响的。
因此,在两个相邻单元应力连续的情况下,其能量误差也可能由于材料特性不同而不一样。
在模型中同样应该避免壳厚突变,这也可能造成在应力平均时发生问题。
3)模型必须使用支持误差计算的单元类型。
(见表1)4)模型必须是可以划分网格的:即模型中不能有引起网格划分出错的部分。
表1 适用单元3 自适应网格划分基本过程自适应网格划分的基本过程包括如下几步:1)首先进入前处理器(/PREP7或Main Menu>Preprocessor)。
然后指定单元类型,实参和材料特性,前提是满足上面提到的条件。
2)用实体建模过程建立模型,用户不需指定单元大小也不用划分网格,ADAPT宏会自动划分网格。
3)在PREP7中或在SOLUTION(/SOLU或Main Menu>Solution)中指定分析类型,分析选项,载荷和载荷步选项。
在一个载荷步中仅施加实体模型荷载和惯性荷载(加速度,角加速度和角速度)。
4)如果在PREP7中,退出前处理器[FINISH]。
ANSYS模块简介APDL换行与续行-APDL规定每行72个字符如果要写表达式A=C1+C2 (C1与C2都为表达式可以用B=C1A=B+C2将一行拆成两行来做但是如果不是表达式,而是输入一个命令参数过多的话,可以用续行命令RMORE,格式如下:RMORE, R7, R8, R9, R10, R11, R12这个命令每次也只能输入6个参数,如果多于6个,可以重复使用RMORE就可以输入13-18,19-24等等。
另外,于上面续行相应的是换行,一行命令太短可以使用多个命令共一行$”,没有双引号。
这样就可以将一行变成多行使。
:)换行符是“ANSYS常见术语/命令对照表Utility Menu 实用菜单SA VE_DB 存储数据库RESUME_DB 恢复数据库Select Entity 选择实体Comp/Assembly 组元/集合Plot/Replot 画图/重新画图Pan,Zoom,Rotate…平移,缩放,旋转…WorkPlane(WP) 工作平面Coordinate System(CS) 坐标系Macro 宏Preference…优先设置…Preprocessor 前处理General Postproc 通用后处理TimeHist Postproc 时间历程后处理APDL ANSYS参数化设计语言Line Fillet 在两条线的过渡生成线Arbitrary 任意形状Cylinder 圆柱体Prism 棱柱体Cone 圆锥形Sphere 球形Polygon 多边形Stress 应力Strain 应变Displacement 位移DOF 自由度V on Mises(Stress) 平均应力Contour 等高线(图)Deformed/Undeformed shape 变形后/未变形的形状Results Summary 结果摘要Radiation Matrix 辐射矩阵Modeling 建模Meshing 划分网格Attribute 属性LS (Load Step) 载荷步ansys的常用命令介绍对ANSYS学习也有一个来月的时间了,可是还是什么都不会!郁闷!整理了一些ANSYS 常用的命令;但深知自己的水平,还不敢保证完全正确;给大家一些参考,望指正:1. A,P1,P2,…,P17,P18(以点定义面)2. AADD,NA1,NA2,…NA8,NA9(面相加)3. AA TT,MA T,REAL,TYPE,ESYS,SECN(指定面的单元属性)【注】ESYS为坐标系统号、SECN为截面类型号。
ANSYS各种网格划分方法1. 三角剖分法(Triangular Meshing):三角剖分法是一种常见的二维网格划分方法,它将几何体分割成一系列的三角形单元。
在ANSYS中,可以使用自动网格划分工具或手动方式进行三角剖分。
自动网格划分工具会根据所选几何体的复杂程度自动生成合适的三角形网格。
手动方式允许用户通过在几何体上添加特定的边界条件和限制条件来控制网格划分过程。
2. 四边形网格法(Quadrilateral Meshing):四边形网格法是一种常用的二维网格划分方法,它将几何体划分成一系列的四边形单元。
与三角形网格相比,四边形网格具有更好的数值特性和简化后处理的优势。
在ANSYS中,使用四边形网格法可以通过自动网格划分工具或手动方式进行划分。
3. 符号表示(Sweeping):符号表示是一种常用的三维网格划分方法,它通过将二维几何体沿特定方向移动来创建三维几何体的网格。
在ANSYS中,可以使用自动网格划分工具或手动方式进行符号表示。
自动网格划分工具可以根据选择的几何体自动生成符号表示网格。
手动方式允许用户根据需要指定几何体的边界条件和限制条件。
4. 细化网格法(Refinement):细化网格法是一种常用的网格划分方法,它通过逐步细化初步生成的网格来提高网格质量和分析精度。
在ANSYS中,用户可以通过自动细化工具或手动方式进行网格细化。
自动细化工具会根据预设的条件和几何体特征进行自动细化。
手动方式允许用户根据需要在特定区域添加额外的网格细化操作。
5. 自适应网格法(Adaptive Meshing):自适应网格法是一种根据分析需求自动调整网格划分的方法。
在ANSYS中,自适应网格法可以根据解的梯度、误差估计或特定的物理现象进行自动网格调整。
该方法可以显著减少有限元计算中的计算量,提高求解效率和准确性。
总结:ANSYS提供了多种网格划分方法,包括三角剖分法、四边形网格法、符号表示、细化网格法和自适应网格法。
ANSYS分析实例与工程应用命令流学习笔记1大纲静力分析:2杆、3梁、5薄膜和板壳、4实体单元梁单元:简化计算,结构总体受力情况实体单元:较复杂的结构,局部细节的受力情况稳定性分析:6振动、模态分析:7简单振动和梁的振动、8膜板和实体振动2杆系结构的静力分析2.1铰接杆在外力作用下的变形二维杆单元LINK1*AFUN,DEG:三角函数默认为弧度,改为角度后处理:结构变形图、显示节点位移和杆件应力2.2人字形屋架的静力分析后处理:杆单元的轴力、轴向应力、轴向应变2.3超静定拉压杆的反力计算后处理:节点反力2.4平行杆件与刚性梁连接的热应力问题定义3点的UY为耦合自由度,即三者的UY位移相等温度(增量)后处理:寻找特定位置的节点和单元,并从单元表中提取它们的内力2.5端部有间隙的杆的热膨胀二维带厚度的平面应力单元PLANE42、二维接触单元CONTACT26温度(始、末)后处理:定义水平应力和铅直应力单元表,并提取3号单元的应力结果*Status,ParmFINISH定义数组变量,将计算结果通过数组变量输出到文件3梁的弯曲静力分析3.1单跨等截面超静定梁的平面弯曲二维弹性梁单元BEAM3后处理:定义以两端弯矩和剪力的单元表,并列出单元表数据并用单元表数据绘制剪力图和弯矩图更细的节点划分方案,更精细3.2四跨连续梁的内力计算体素建模:keypoint, line, area, volume便于细分单元3.3七层框架结构计算3.4工字形截面外伸梁的平面弯曲3.5矩形截面梁的纵横弯曲分析考虑应力强化效应后处理:迭代过程3.6空间刚架静力分析三维梁单元BEAM43.7悬臂梁的双向弯曲三维8节点耦合场实体单元SOLID5三维20节点固体单元SOLID92三维10节点耦合场实体单元SOLID98三维结构实体自适应单元SOLID147定义宏程序,对应四种工况,各种结果差别不大3.8圆形截面悬臂杆的弯扭组合变形三维直管单元PIPE16(只定义外直径,不定义内直径)3.9悬臂等强度梁的弯曲四边形壳单元SHELL63(这里用退化的三角形单元,并使用节点耦合自由度保证模型的对称变形)三维非对称锥形梁单元BEAM44(定义横截面主轴,单元宽度线性变化)计算结果都很好,但壳体单元更能模拟出等强度梁的实际几何形状,更直观,截面定义更简单。
ANSYS命令流详解(超全)一、定义材料号及特性mp,lab, mat, co, c1,…….c4lab: 待定义的特性项目(ex,alpx,reft,prxy,nuxy,gxy,mu,dens)ex: 弹性模量nuxy: 小泊松比alpx: 热膨胀系数reft: 参考温度reft: 参考温度prxy: 主泊松比gxy: 剪切模量mu: 摩擦系数dens: 质量密度mat: 材料编号(缺省为当前材料号)c 材料特性值,或材料之特性,温度曲线中的常数项c1-c4: 材料的特性-温度曲线中1次项,2次项,3次项,4次项的系数二、定义DP材料:首先要定义EX和泊松比:MP,EX,MAT,……MP,NUXY,MAT,……定义DP材料单元表(这里不考虑温度):TB,DP,MAT进入单元表并编辑添加单元表:TBDATA,1,CTBDATA,2,ψTBDATA,3,……如定义:EX=1E8,NUXY=0.3,C=27,ψ=45的命令如下:MP,EX,1,1E8MP,NUXY,1,0.3TB,DP,1TBDATA,1,27TBDATA,2,45这里要注意的是,在前处理的最初,要将角度单位转化到“度”,即命令:*afun,deg三、单元生死载荷步!第一个载荷步TIME,... !设定时间值(静力分析选项)NLGEOM,ON !打开大位移效果NROPT,FULL !设定牛顿-拉夫森选项ESTIF,... !设定非缺省缩减因子(可选)ESEL,... !选择在本载荷步中将不激活的单元EKILL,... !不激活选择的单元ESEL,S,LIVE !选择所有活动单元NSLE,S !选择所有活动结点NSEL,INVE !选择所有非活动结点(不与活动单元相连的结点)D,ALL,ALL,0 !约束所有不活动的结点自由度(可选)NSEL,ALL !选择所有结点ESEL,ALL !选择所有单元D,... !施加合适的约束F,... !施加合适的活动结点自由度载荷SF,... !施加合适的单元载荷BF,... !施加合适的体载荷SAVESOLVE请参阅TIME,NLGEOM,NROPT,ESTIF,ESEL,EKILL,NSLE,NSEL,D,F,SF和BF命令得到更详细的解释。
Mesh 网格划分方法—四面体(Patch Conforming和Patch Independent)、扫掠、自动、多区、CFX划分1.四面体网格优点—适用于任意体、快速自动生成、关键区域使用曲度和近似尺寸功能细化网格、可使用边界层膨胀细化实体边界。
缺点—在近似网格密度下,单元和节点数高于六面体网格、不可能使网格在一个方向排列、由于几何和单元性能的非均质性,不适用于薄实体或环形体常用参数—最小和最大尺寸、面和体的尺寸、Advanced尺寸功能、增长比(Growth—对CFD逐渐变化,避免突变)、平滑(smooth—有助于获得更加均匀尺寸的网格)、统计学(Statistics)、Mesh MetricsPathch Conforming—默认考虑几何面和体生成表面网格,会考虑小的边和面,然后基于TGRID Tetra算法由表面网格生成体网格。
作用—多体部件可混合使用Patch Conforming四面体和扫掠方法共同生成网格,可联合Pinch Control 功能有助于移除短边,基于最小尺寸具有内在网格缺陷Patch Independent—基于ICEM CFD Tetra算法,先生成体网格并映射到表面产生表面网格。
如果没有载荷或命名,就不考虑面和边界(顶点和边),此法容许质量差的CAD几何。
作用—可修补碎面、短边、差的面差数,如果面上没有载荷或者命名,就不考虑面和边了,直接将网格跟其它面作一体划。
如果有命名则要单独划分该区域网格体膨胀—直接选择要膨胀的面,就可使面向内径向生成边界层面膨胀—选择要膨胀的面,在选择面的边,就可以向面内膨胀2.扫掠网格体须是可扫掠的、膨胀可产生纯六面体或棱柱网格,手动设置源和目标面,通常一对一,薄壁模型(Src/Trg选择Manual Thin)可自动划分多个面,在厚度方向上划分多个单元。
3.自动化分网格—应该划分成四面体,其与扫掠取决于体是否可扫掠,同一部件的体有一致网格,可程序化控制膨胀4.多区扫掠网格划分—基于ICEM CFD六面体模块,多区划分完后,可给多区添加膨胀5.CFX网格—使用四面体和棱柱网格对循环对称或旋转对称几何划分网格,不考虑网格尺寸或没有网格应用尺寸可使用CFX网格全局网格控制1.Physics Preference 物理设置包括力学(Mechanical)、CFD、电磁(Electromagnetic)、显示(Explicit)分析2.结构分析—使用哪个高阶单元划分较为粗糙的网格。
ANSYS中网格划分知识总结一、步骤(1)、设置单元属性(2)、为实体模型分配单元属性(3)、通过网格划分工具设置网格划分属性(4)、对实体模型进行网格划分1)、设置单元属性1、单元类型路径:main menu —preprocessor—element—add/edit/delete经常使用的单元类型有以下几类:A:杆单元----用于弹簧、螺杆及桁架等模型B:梁单元-----用于螺栓、管件及钢架等模型C:面单元-----用于各种二维模型或简化为二维的模型D:壳单元-----用于薄板或曲面模型(板面厚度小于其板面尺寸的1/10)E:实体单元---用于各种三维实体模型说明:选择单元的基本原则是在满足求解精度的前提下尽量采用低维的单元,即优先选择单元优先级从高到底的点、线、面、壳、实体。
2、设置单元实常数路径:mainmenu-preprocessor-realconstants单元实常数通常包括杆、梁单元的横截面面积;板、壳单元的厚度、惯性矩,平板单元的轴对称特性、单元的初始预应力条件等。
注意:1、实常数与单元关键选项密切相关,不同单元关键选项值对应不同实常数设置。
2、并不是没一个单元要实常数,一般查看help选项。
3、设置材料属性路径:main menu —preprocessor—materialsprops—materials models4、设置单元坐标系统路径:utility menu—workplane—localcoordinate systems—create local CS2)、为实体模型分配单元属性1、直接方式直接方式分配单元属性在网格化的过程中会转换到有限元模型上;默认反方式为有限元模型分配属性实际上是为模型中的单元分配单元类型、材料、实常数及单元坐标等属性。
采用直接方法为实体模型分配属性,原来的实体模型的属性不会因为有限元模型的修改而变化,也就是说,如果用户第一次网格化效果不好,需要重新网格化,那么取消第一次划分产生的网格时,转换到有限元模型上的属性将自动删除,但分配到实体模型的属性仍保持在实体模型上。
ANSYS基础教程——网格划分关键字:ANSYS ANSYS教程网格划分信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享本文将详细介绍网格划分的3个步骤并讨论网格划分的其他选项.内容包括:多种单元属性、控制网格密度、改变网格、映射网格划分、过渡网格划分、网格的拖拉、扫掠网格划分及实践。
·网格划分包含以下3个步骤:–定义单元属性–指定网格的控制参数–生成网格A. 多种单元属性·如前所述, 每个单元有以下与之相关的属性:–单元类型(TYPE)–实常数(REAL)–材料特性(MAT)·许多FEA模型有多种属性. 例如,下图所示的筒仓有两种单元类型, 三种实常数, 以及两种材料.·只要您的模型中有多种单元类型(TYPEs), 实常数(REALs) 和材料(MATs), 就必须确保给每一种单元指定了合适的属性. 有以下3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, ANSYS将MAT=1, TYPE=1, 和REAL=1作为模型中所有单元的缺省设置. 注意, 采用当前激活的TYPE, REAL, 和MAT 进行网格操作.为实体模型指定属性1.定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数.2.然后使用网格工具的“单元属性”菜单条(Preprocessor > MeshTool):–选择实体类型后按SET键.–拾取您想要指定属性的实体.–在后续的对话框设置适当的属性.或选择需要的实体,使用VATT, AATT, LATT, 或KATT命令.3.当您为实体划分网格时, 它的属性将自动转换到单元上.使用总体的属性设置1.定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数.2.然后使用网格工具的“单元属性”菜单条(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.或使用TYPE, REAL, 和MAT命令.3.仅对使用上述设置属性的实体划分网格.修改单元属性1.定义所有需要的单元类型,材料, 和实常数.2.激活需要的TYPE, REAL, 和MAT设置的组合:–Preprocessor > -Attributes-Define > Default Attribs...–或使用TYPE, REAL,和MAT命令3.仅修改使用上述设置属性的单元的属性:–使用EMODIF,PICK命令或选择Preprocessor > Move/Modify > -Elements-Modify Attrib–拾取需要的单元4.在后续的对话框,将属性设置为“All to current.”牢记以下几点:·您可以激活属性编号校核单元属性:–Utility Menu > PlotCtrls> Numbering–或用/PNUM,attr,ON命令,attr可以是TYPE, MAT, 或REAL·在实体模型上直接指定属性将不考虑缺省属性.·在实体模型上指定属性, 您可以避免在网格划分操作中重新设置属性. 由于ANSYS 的网格划分算法在一次对所有实体进行网格划分时更为有效,因而这种方法更为优越.·清除实体模型上的网格将不会删除指定的单元属性.B. 控制网格密度·ANSYS 提供了多种控制网格密度的工具, 既可以是总体控制也可以是局部控制:–总体控制·智能网格划分·总体单元尺寸·缺省尺寸–局部控制·关键点尺寸·线尺寸·面尺寸智能网格划分·通过指定所有线上的份数决定单元的尺寸, 它可以考虑线的曲率, 孔洞的接近程度和其它特征, 以及单元阶次.·智能网格划分的缺省设置是关闭, 在自由网格划分时建议采用智能网格划分。
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。
第一部分:几何模型创建一、创建实体模型:GUI:Preprocessor>Modeling>Create>二、组合运算操作:GUI:Preprocessor>Modeling>Operate>2、Extend Line ——线延伸功能:沿已有线的方向并在线上的一个端点上拉伸线的长度三、移动和修改:GUI:Preprocessor>Modeling>Move/Modify>四、复制:GUI:Preprocessor>Modeling>Copy>五、镜像:GUI:Preprocessor>Modeling>Reflect>六、检查几何模型:GUI:Preprocessor>Modeling>Check Geom>七、删除操作:GUI:Preprocessor>Modeling>Delete>八、更新几何模型:GUI:Preprocessor>Modeling>Update Geom>功能:将以前分析所得的节点位移加到现在的有限元模型的节点。
第二部分:网格划分技术一、给CAD实体䨡型分配属性:GUI:Preprgcessor>Meshing>Mesh AttriButes>二、网格划分工具:GUI:Preprocessor>Meshing>MeshTool>三、单元尺寸控制:GUI:Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>四、划分器选项设置:GUI:Preprocessor>Meshing>Mesher Opts>五、连接操作:GUI:Preprocessor>Meshing>Concatenate>六、网格划分:GUI:Preprocessor>Meshing>Mesh>七、修改网格划分:GUI:Preprocessor>Meshing>Modify Mesh>八、检查网格:GUI:Preprocessor>Meshing>Check Mesh>九、清除网格:GUI:Preprocessor>Meshing>Clear>第三部分:施加载荷与求解过程一、分析类型:GUI:Preprocessor>Solution>Analysis Type>二、定义载荷:GUI:Preprocessor>Solution>Define Loads>1.载荷操作设置GUI:Preprocessor>Solution>Define Loads>Settings>2.施加结构载荷GUI:Preprocessor>Solution>Define Loads>Apply>Structural>3.删除载荷GUI:Preprocessor>Solution>Define Loads>Delete>4.载荷运算操作GUI:Preprocessor>Solution>Define Loads>Operate>三、求解计算:GUI:Preprocessor>Solution>Solve>第四部分:通用后处理器一、分析类型:GUI:Preprocessor>General Postproc>1.指定用于后处理的文件与结果数据GUI:Preprocessor> General Postproc >Data & File Opts> 2.查看结果文件包含的结果序列汇总信息GUI:Preprocessor> General Postproc >Results Summary>3.读入用于后处理的结果序列GUI:Preprocessor> General Postproc >Read Results>4.显示结果GUI:Preprocessor> General Postproc >Plot Results>5.列表显示结果GUI:Preprocessor> General Postproc >List Results>6.查询节点与单元结果GUI:Preprocessor> General Postproc >Query Results>7.控制结果输出选项GUI:Preprocessor> General Postproc >Options for Outp> 8.结果观察器GUI:Preprocessor> General Postproc >Results Viewer> 9.生成PGR文件GUI:Preprocessor> General Postproc >Write PGR File> 10. 单元表处理单元结果GUI:Preprocessor> General Postproc >Element Table>11. 抓取结果显示图片GUI:Utility Menu> PlotCtrls >Capture Image>GUI:Utility Menu> PlotCtrls >Hard Copy>To file12. 动画显示结果GUI:Utility Menu> PlotCtrls >Animate>Utility Menu【Select】选择【List】列表【Plot】显示【PlotCtrls】显示控制【WorkPlane】工作平面Dislay Working Plane显示工作平面Show WP Status 工作平面状态WP Settings…工作平面设置Cartesian 直角坐标,Polar 极坐标Offset WP by Increments旋转和偏移WP的位置和方向Offset WP toAlign WP Align 使工作平面的方向与实体、坐标系对齐Change Active CS to 设置活跃坐标系CS(Coordinate System)→Global Cartesian 直角(笛卡儿)坐标系,坐标系号0,坐标(x,y,z)→Global Cylindrical 圆柱坐标系,坐标系号1,坐标(r,θ,z)→Global Cylindrical Y圆柱坐标系,坐标系号5,坐标(r,θ,y)→Global Spherical 球坐标系,坐标系号2,坐标(r,θ,φ)→Specified Coord Sys ?→Working Plane 工作平面Local Coordinate Systems 自定义局部坐标系【Parameter】参变量→Scalar Parameter 标量参数→Get Scalar Date 获取标量数据【Macro】宏指令_________________________________________________________Utility MenuPreprocessor→ModelingOperate【Extrude】挤出→Elem Ext Opts 单元挤出选项→Areas 通过面挤出→Along Normal ?→By XYZ Offset ?→About Axis 通过中心轴旋转(形成回转体)→Along Lines 沿线(拉伸)→Lines 通过直线挤压【Booleans】布尔运算→Intersect 相交→Add→Volumes→Areas→Lines→Subtract 减→Divide 划分→Glue 粘接→Overlap 搭接→Partition→Settings→Show DegeneracyMove/ModifyCopyReflect 镜像Delete→Line and Below 删除线和线上所属的关键点(但不能删除高级实体上的低级实体)网格划分Preprocessor→MeshingMesh Attributes 网格属性【Default Attributes】。
ANSYS 网格划分详细介绍2008-09-27 18:01众所周知,对于有限元分析来说,网格划分是其中最关键的一个步骤,网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。
在ANSYS中,大家知道,网格划分有三个步骤:定义单元属性(包括实常数)、在几何模型上定义网格属性、划分网格。
在这里,我们仅对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题,尤其是与复杂模型相关的一些问题作简要阐述。
一、自由网格划分自由网格划分是自动化程度最高的网格划分技术之一,它在面上(平面、曲面)可以自动生成三角形或四边形网格,在体上自动生成四面体网格。
通常情况下,可利用ANSYS的智能尺寸控制技术(SMARTSIZE命令)来自动控制网格的大小和疏密分布,也可进行人工设置网格的大小(AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE等系列命令)并控制疏密分布以及选择分网算法等(MOPT命令)。
对于复杂几何模型而言,这种分网方法省时省力,但缺点是单元数量通常会很大,计算效率降低。
同时,由于这种方法对于三维复杂模型只能生成四面体单元,为了获得较好的计算精度,建议采用二次四面体单元(92号单元)。
如果选用的是六面体单元,则此方法自动将六面体单元退化为阶次一致的四面体单元,因此,最好不要选用线性的六面体单元(没有中间节点,比如45号单元),因为该单元退化后为线性的四面体单元,具有过刚的刚度,计算精度较差;如果选用二次的六面体单元(比如95号单元),由于其是退化形式,节点数与其六面体原型单元一致,只是有多个节点在同一位置而已,因此,可以利用TCHG命令将模型中的退化形式的四面体单元变化为非退化的四面体单元,减少每个单元的节点数量,提高求解效率。
在有些情况下,必须要用六面体单元的退化形式来进行自由网格划分,比如,在进行混合网格划分(后面详述)时,只有用六面体单元才能形成金字塔过渡单元。
对于计算流体力学和考虑集肤效应的电磁场分析而言,自由网格划分中的层网格功能(由LESIZE命令的LAYER1和LAYER2域控制)是非常有用的。
ansys mechanical adaptive element -回复ANSYS Mechanical Adaptive Element (安捷伦机械自适应单元) 1500-2000字文章引言:在工程分析和仿真领域,ANSYS Mechanical是一个广泛使用的软件,它提供了各种各样的分析工具和功能,以帮助工程师解决各种复杂的工程问题。
其中一个关键功能就是自适应单元(Adaptive Element),它是一种自适应网格技术,可以帮助工程师提高计算精度和准确性。
本文将逐步介绍ANSYS Mechanical自适应单元的原理、应用和优势。
第一部分:自适应单元的概述自适应单元是ANSYS Mechanical中的一个重要工具,它可以根据需要自动调整网格,以提高计算准确性和精度。
自适应单元根据所需的精度级别,自动地将粗网格细化或稀疏化,从而在不同区域上对模型进行更详细或更粗略的分析。
这种自适应过程是基于解算过程中的误差或收敛性来进行的。
第二部分:自适应单元的工作原理自适应单元的工作原理基于误差的定量分析。
在计算过程中,自适应单元会根据计算的误差要求,通过对网格的加密或粗化来自动调整网格。
这样可以使模型在需要更高精度的区域获得更密集的网格,而在不需要精确计算的区域使用更粗略的网格。
自适应单元基于计算误差的变化来评估和调整网格,以达到更准确的结果。
第三部分:自适应单元的应用自适应单元在许多不同领域和应用中都有广泛的应用。
在结构力学中,可以使用自适应单元来改善对局部应力集中区域的精确分析,如悬臂梁的端部或复杂连接的接触区域。
在热传导和流体力学领域,自适应单元可以帮助获得更准确的温度分布和流场分析结果。
在电磁学和声学分析中,使用自适应单元可以更好地捕捉局部场强和声压分布。
第四部分:自适应单元的优势自适应单元相对于传统的固定网格方法具有一些显著的优势。
首先,它能够在需要更高精度的区域使用更密集的网格,从而提高计算精度。
!ANSYS命令流学习笔记12-自适应网格及其在WB中运用的对比
!学习重点:
!1、网格收敛的重要性
由于应力集中(区别于应力奇异)的存在,在结构不连续处存在应力较大,而且随着网格质量数量的增加,应力值趋于收敛,据说收敛与否的应力差值可以很大,所以说重要细节结构的网格收敛十分重要。
!2、WorkBench中网格收敛的实现
WorkBench中在solution选项中设置网格循环次数,关键点网格优化系数,在求解结果选项下插入convergence,定义deformation或者stress的收敛系数。
计算前后的网格对比
虽然六面体网格变成四面体网格进行细分,但是初始网格划分的尺寸,对结果仍然有一定影响。
而且优化的方式和APDL中也有一定差异,此例与APDL结果相同,是有一定运气成分。
此处如果网格继续细化,肯定是fix处的尖角处应力奇异。
(所以如何指定优化区域也是个问题)
!3、APDL中网格收敛的实现
(1) 建模,注意不要划分网格,而且3D模型只能使用4面体单元网格;
(2) 加载边界条件,由于没有网格,边界条件只好由面或者线确定;
(3) 启动ADAPT宏命令,指定能量收敛误差,最大循环次数,网格优化系数;看起来很厉害的样子,但是使用方法和命令一样,只是输入命令框的不提示有此命令存在;.
(4) 后处理查看结果。
!4、对网格收敛的一些疑问
(1) 宏命令调用:通过help文件查询到ADAPT的命令含义,但是不懂宏的内容,权且当做命令处理。
(2) ADAPT收敛误差:help中说是结构能量误差(SEPC),如果在热分析是热能量误差(TEPC),SEPC等效于应变能量误差(strain energy error )。
由于APDL和WorkBench收敛准则的不同,收敛结果无法对应,不明所以。
(3) 网格划分方式:实体单元只能采用非结构化网格形式,WB和APDL都是如此,WB 即使划分了结构和单元也会无效;但是APDL和WB指定网格初始尺寸有意义?;虽说非结
构化网格计算质量也是很好,但是不理解为什么结构化网格无法使用,或许要进一步查看其解释,但是感觉这个平时也用不多,从工程实际出发,并没做进一步理解。
(4) 如何确定优化范围:怎么自定义优化区域?
!问题描述
! 如图所示
!APDL命令:
finish
/clear
/prep7
et,1,solid187 !10nodes 四面体单元,如果选择六面体单元如solid186,运行adapt时会直接报错。
mp,ex,1,2e11
mp,prxy,1,0.3 !材料属性
rectng,10,-10,10,-10
cyl4,0,0,2.5
asba,1,2
vext,all, , ,0,0,2 !建模
asel,s,loc,x,-10
sfa,all,,pres,-25e6
allsel !载荷压力
asel,s,loc,x,10
da,all,all,0
allsel !约束
! aesize,all,1 !此处可以指定下网格的初始尺寸
finish
/solu
adapt,4,2,,,2 ! 4次循环,应变能误差2,局部优化系数2(优化系数最大为3,因为系数太大的时候,意味着局部网格过密,而整体网格不变,对结果没有一点意义)finish
/post1
plnsol,s,eqv !节点应力分布
plesol,s,eqv,1,1 !显示单元的应力分布
plnsol,u,sum
/graphics,full !全图形下查看网格细分误差
prerr
未平均化的单元应力平均化的节点应力。