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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（2）点击【高级曲面划分】按钮后在图形区选择零件，弹出【Global Parameters】（全局参数）对话框，如图1-4所示。
图1-4 【Global Parameters】（全局参数）对话框（3）在【Global Parameters】（全局参数）对话框内定义需要的网格参数。
有限元的网格划分技术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。
网格化有三个步骤：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。
定义网格的属性主要是定义单元的外形、大小。
单元大小基本上在线段上定义，可以用线段数目或长度大小来划分，可以在线段建立后立即声明，或整个实体模型完成后逐一声明。
采纳BottOm-UP方式建立模型时，采纳线段建立后立即声明比较便利且不易出错。
例如声明线段数目和大小后，叁制对象时其属性将会一•起夏制，完成上述操作后便可进行网格化命令。
网格化过程也可以逐步进行，即实体模型对象完成到某个阶段就进行网格话，如所得结果满足，则连续建立其他对象并网格化。
网格的划分可以分为自由网格（free meshing）、映射网格（mapped meshing）和扫略网格（SWeeP meshing）等。
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,它在面上可以自动生成三角形或四边形网格，在体上自动生成四周体网格。
通常状况下，可采用ANSYS的智能尺寸掌握技术（SMARTSIZE命令）来自动掌握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）并掌握疏密分布以及选择分网算法等（ MOPT 命令）。
对于简单几何模型而言，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简单模型只能生成四周体单元，为了获得较好的计算精度，建议采纳二次四周体单元（92号单元）。
假如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全都的四周体单元，因此，最好不要选用线性（•阶次）的六面体单元（没有中间节点，比如45号单元）,由于该单元退化后为线性的四周体单元，具有过大的刚度，计算精度较差；假如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全都，只是有多个节点在同一位置而己,因此,可以采用TCHG命令将模型中的退化形式的四周体单元变化为非退化的四周体单元（如92号单元），削减每个单元的节点数量，提高求解效率。
CATIA有限元分析计算实例CATIA有限元分析计算实例11.1例题1 受扭矩作用的圆筒11.1－1划分四面体网格的计算（1）进入【零部件设计】工作台启动CATIA软件。
单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项，如图11－1所示，进入【零部件设计】工作台。
图11－1单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项单击后弹出【新建零部件】对话框，如图11-2所示。
在对话框内输入新的零件名称，在本例题中，使用默认的零件名称【Part1】。
点击对话框内的【确定】按钮，关闭对话框，进入【零部件设计】工作台。
（2）进入【草图绘制器】工作台在左边的模型树中单击选中【xy平面】, 如图11-3所示。
单击【草图编辑器】工具栏内的【草图】按钮，如图11-4所示。
这时进入【草图绘制器】工作台。
图11－2【新建零部件】对话框图11－3单击选中【xy平面】（3）绘制两个同心圆草图点击【轮廓】工具栏内的【圆】按钮，如图11-5所示。
在原点点击一点，作为圆草图的圆心位置，然后移动鼠标，绘制一个圆。
用同样分方法再绘制一个同心圆，如图11-6所示。
图11－4【草图编辑器】工具栏图11－5【轮廓】工具栏下面标注圆的尺寸。
点击【约束】工具栏内的【约束】按钮，如图11-7所示。
点击选择圆，就标注出圆的直径尺寸。
用同样分方法标注另外一个圆的直径，如图11-8所示。
图11－6两个同心圆草图图11－7【约束】工具栏双击一个尺寸线，弹出【约束定义】对话框，如图11－9所示。
在【直径】数值栏内输入100mm，点击对话框内的【确定】按钮，关闭对话框，同时圆的直径尺寸被修改为100mm。
用同样的方法修改第二个圆的直径尺寸为50mm。
修改尺寸后的圆如图11-10所示。
图11－8标注直径尺寸的圆草图图11－9【约束定义】对话框（4）离开【草图绘制器】工作台点击【工作台】工具栏内的【退出工作台】按钮，如图11-11所示。
退出【草图绘制器】工作台，进入【零部件设计】工作台。
CATIA有限元分析计算实例欧阳光明（2021.03.07）CATIA有限元分析计算实例11.1例题1 受扭矩作用的圆筒11.1－1划分四面体网格的计算（1）进入【零部件设计】工作台启动CATIA软件。
单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项，如图11－1所示，进入【零部件设计】工作台。
图11－1 单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项单击后弹出【新建零部件】对话框，如图11-2所示。
在对话框内输入新的零件名称，在本例题中，使用默认的零件名称【Part1】。
点击对话框内的【确定】按钮，关闭对话框，进入【零部件设计】工作台。
（2）进入【草图绘制器】工作台在左边的模型树中单击选中【xy平面】, 如图11-3所示。
单击【草图编辑器】工具栏内的【草图】按钮，如图11-4所示。
这时进入【草图绘制器】工作台。
图11－2 【新建零部件】对话框图11－3 单击选中【xy平面】（3）绘制两个同心圆草图点击【轮廓】工具栏内的【圆】按钮，如图11-5所示。
在原点点击一点，作为圆草图的圆心位置，然后移动鼠标，绘制一个圆。
用同样分方法再绘制一个同心圆，如图11-6所示。
图11－4 【草图编辑器】工具栏图11－5 【轮廓】工具栏下面标注圆的尺寸。
点击【约束】工具栏内的【约束】按钮，如图11-7所示。
点击选择圆，就标注出圆的直径尺寸。
用同样分方法标注另外一个圆的直径，如图11-8所示。
图11－6 两个同心圆草图图11－7 【约束】工具栏双击一个尺寸线，弹出【约束定义】对话框，如图11－9所示。
在【直径】数值栏内输入100mm，点击对话框内的【确定】按钮，关闭对话框，同时圆的直径尺寸被修改为100mm。
用同样的方法修改第二个圆的直径尺寸为50mm。
修改尺寸后的圆如图11-10所示。
图11－8 标注直径尺寸的圆草图图11－9 【约束定义】对话框（4）离开【草图绘制器】工作台点击【工作台】工具栏内的【退出工作台】按钮，如图11-11所示。
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（2）点击【高级曲面划分】按钮后在图形区选择零件，弹出【Global Parameters】（全局参数）对话框，如图1-4所示。
图1-4 【Global Parameters】（全局参数）对话框（3）在【Global Parameters】（全局参数）对话框内定义需要的网格参数。
在本例题中，用户需要定义的参数如下：●选择【Set frontal quadrangle method】（设置前四边形网格方法）按钮，作为网格的类型。
●点击【Mesh】（网格）选项卡，定义下面的全局参数：i.在【Mesh size】（网格尺寸）数字栏内输入5mm；ii.在【Offset】（偏移量）数字栏内输入0mm。
●点击【Geometry】（几何）选项卡，定义下面的全局参数：i.在【Constraint sag】（约束垂度）数字栏内输入1mm；ii.在【Min holes size】（最小孔大小）数字栏内输入10mm；iii.选择【Merge during simplification】（简化过程中合并）选项；iv.在【Min size】（最小尺寸）数字栏内输入2mm。
（4）点击【Global Parameters】（全局参数）对话框内的【确定】按钮，在左边的模型树中出现新的元素【Advanced Surface Mesh】（高级曲面网格），如图1－5所示。
图1－5模型树中的新元素【Advanced Surface Mesh】（高级曲面网格）注意！进入【高级曲面网格】工作台后，下列工具栏将显示出来：●【Local Specifications】（局部网格设置）；●【Execution】（执行）；●【Edition Tools】（编辑工具）。
在任何时候，都可以对全局参数进行修改和显示。
点击【Global Parameters】（全局尺寸）工具栏内的【Global Parameters】（全局尺寸）按钮，就可以弹出【Global Parameters】（全局参数）对话框。
1.3设置控制和节点本节说明如何定义棱边点分布的控制，为了完成设置，需要选择棱边、顶点、曲线或者点（几何形状上的点）。
继续§1.2节的设置，文件仍然处于打开状态，仍然处于【Advanced Surface Meshing】（高级网格划分）工作台。
（1）点击【Local Specifications】（局部规定）工具栏内的【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）按钮，如图1－6所示。
弹出【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框和【Trap Type】（选择方法）对话框，如图1－7和图1－8所示。
图1－6【Local Specifications】（局部规定）工具栏内的【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）按钮图1－7 【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框图1－8【Trap Type】（选择方法）对话框（2）点击选择要约束的棱边，如图1－9所示。
点击选择后，棱边颜色显示为黄色，【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框更新显示内容，如图1－10所示。
图1－9选择的棱边图1－10 更新显示的【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框（3）点击【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框内的【确定】按钮。
（4）点击【Local Specifications】（局部规定）工具栏内的【Imposed Elements】（强制单元）按钮，弹出【Imposed Elements】（强制单元）对话框，如图1－11所示。
（5）选择上面控制布置设置的棱边，弹出【Edit Elements Distribution】（编辑单元分布）对话框，如图1－12所示。
图1－11【Imposed Elements】（强制单元）对话框图1－12 【Edit Elements Distribution】（编辑单元分布）对话框（6）设置单元分布新的参数，在本例题中设置的参数如下：●在下拉列表框内选择【Uniform】均匀分布类型；●在【Number of elements】（单元数量）数字栏内输入10。
点击【Edit Elements Distribution】（编辑单元分布）对话框内的【确定】按钮。
在选择的棱边上对节点（或者单元）进行分布。
节点分布的描述出现在【Imposed Elements】（强制单元）对话框内，如图1－13所示。
（7）点击【Imposed Elements】（强制单元）对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。
同时图形上所选棱边显示出划分的节点，如图1－14所示。
图1－13 节点分布的描述出现在【Imposed Elements】（强制单元）对话框图1－14所选棱边显示出划分的节点1.4启动网格划分操作本节说明如何生成网格，生成网格的参数是本章前面几节设定的网格参数。
（1）点击【Execution】（执行）工具栏内的【Mesh The Part】（划分零件网格）按钮，程序自动对零件进行网格划分，并且在【Mesh The Part】（划分零件网格）对话框内显示一个基本的总结，如图1－15所示。
同时零件被自动划分网格，如图1－16所示。
图1－15在【Mesh The Part】（划分零件网格）对话框内显示的总结图1－16 零件自动划分的网格显示被自动切换到划分质量模式，用户自己可以查看生成网格的单元质量。
（2）点击【Mesh The Part】（划分零件网格）对话框的【确定】按钮，关闭对话框。
1.5分析单元质量本节说明如何使用一些基本的网格质量分析功能。
质量分析功能在所有网格划分过程中，都是可以调用的。
可以对所有的单元，或者针对某一个单元分析单元质量。
（1）点击【Mesh Analysis Tools】（网格分析工具）工具栏内的【Quality Analysis】（质量分析）按钮，弹出【Quality Analysis】（质量分析）对话框，如图1－17所示。
图1－17 【Quality Analysis】（质量分析）对话框【Quality Analysis】（质量分析）对话框是一个显示指定质量和分析网格的过滤器，通过选择特定的参数，用户可以决定如何观察划分的网格。
对话框还提供了一系列的功能，可以对网格进行更加深入的分析。
（2）点击【Quality Analysis】（质量分析）对话框内的【Show Quality Report】（显示分析报告）按钮，弹出【Quality Report】（质量报告）对话框，显示出所选择部分网格质量的统计数据：Good（好）、Poor（差）、Bad（坏）、Worst（最坏）和Average （平均），如图1－18所示。
图1－18【Quality Report】（质量报告）对话框（3）点击对话框内的【Connectivities】（连通性）选项卡，显示网格的连通性统计结果（节点数量，单元数量，连通性，每个连通的单元数。
），如图1－19所示。
图1－19 【Connectivities】（连通性）选项卡显示的内容（4）点击【Quality Report】（质量报告）对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。
下面说明如何分析单个单元的质量。
（5）点击【Quality Analysis】（质量分析）对话框内的【Analyze An Element】（分析一个单元）按钮。
（6）选择已经划分网格的一个单元，如图1－20所示。
图1－20选择网格的一个单元图1－21【Analyze Single】（分析单个单元）对话框弹出【Analyze Single】（分析单个单元）对话框，如图1－21，显示出所选择单元的质量：Taper（变尖），Distortion（扭曲），Warp Factor（翘曲系数），Warp Angle（翘曲角度），Skew Angle（歪斜角度）, Min. Length（最小长度），Max. Length（最大长度），Length Ratio （长度比）和Normalized Value（归一化数值）。
换句话说，可以检查每个单元的质量是否合适。
（7）点击【Analyze Single】（分析单个单元）对话框内的【确定】按钮，关闭该对话框。
（8）点击【Quality Analysis】（质量分析）对话框内的【确定】按钮，关闭该对话框。
1.6网格编辑本节说明如何通过使用自动平滑功能移动选项编辑一个网格单元，然后将一个单元切割为两个。
（1）点击【Edition Tools】（编辑工具）工具栏内的【Edit Mesh】（编辑网格）按钮，如图1－22所示。
弹出【Edit Mesh】（编辑网格）对话框，如图1-23所示。
图1－22【Edition Tools】（编辑工具）工具栏内的【Edit Mesh】（编辑网格）按钮图1-23 【Edit Mesh】（编辑网格）对话框（2）在图形区选择一个节点，如图1－24所示。
