De網格劃分原則及方法參考模板

1、原Deform網格劃分原則及方法 2009-04-04 23:48引言：劃分網格是建立有限元模型的一個重要環(huán)節(jié)，它要求考慮的問題較多，需要的工作量較大，所劃分的網格形式對計算精度和計算規(guī)模將產生直接影響。為建立正確、合理的有限元模型，這里介紹網格劃分時的一些基本原則及方法。關鍵詞： Deform 網格 局部細化一、網格劃分的原則 1 網格數(shù)量 網格數(shù)量的多少將影響計算結果的精度和計算規(guī)模的大小。一般來講，網格數(shù)量增加，計算精度會有所提高，但同時計算規(guī)模也會增加，所以在確定網格數(shù)量時應權衡兩個因數(shù)綜合考慮。 圖1中的曲線1表示結構中的位移隨網格數(shù)量收斂的一般曲線，曲線2代表計算時間隨網格數(shù)量的變

2、化?？梢钥闯?，網格較少時增加網格數(shù)量可以使計算精度明顯提高，而計算時間不會有大的增加。當網格數(shù)量增加到一定程度后，再繼續(xù)增加網格時精度提高甚微，而計算時間卻有大幅度增加。所以應注意增加網格的經濟性。實際應用時可以比較兩種網格劃分的計算結果，如果兩次計算結果相差較大，可以繼續(xù)增加網格，相反則停止計算。 圖1 位移精度和計算時間隨網格數(shù)量的變化 在決定網格數(shù)量時應考慮分析數(shù)據的類型。在靜力分析時，如果僅僅是計算結構的變形，網格數(shù)量可以少一些。如果需要計算應力，則在精度要求相同的情況下應取相對較多的網格。在熱分析中，結構內部的溫度梯度不大，不需要大量的內部單元，這時可劃分較少的網格。 2 網格疏密

3、網格疏密是指在結構不同部位采用大小不同的網格，這是為了適應計算數(shù)據的分布特點。在計算數(shù)據變化梯度較大的部位(如應力集中處)，為了較好地反映數(shù)據變化規(guī)律，需要采用比較密集的網格。而在計算數(shù)據變化梯度較小的部位，為減小模型規(guī)模，則應劃分相對稀疏的網格。這樣，整個結構便表現(xiàn)出疏密不同的網格劃分形式。 圖2是中心帶圓孔方板的四分之一模型，其網格反映了疏密不同的劃分原則。小圓孔附近存在應力集中，采用了比較密的網格。板的四周應力梯度較小，網格分得較稀。其中圖b中網格疏密相差更大，它比圖a中的網格少48個，但計算出的孔緣最大應力相差1%，而計算時間卻減小了36%。由此可見，采用疏密不同的網格劃分，既可以保持

4、相當?shù)挠嬎憔?，又可使網格數(shù)量減小。因此，網格數(shù)量應增加到結構的關鍵部位，在次要部位增加網格是不必要的，也是不經濟的。 劃分疏密不同的網格主要用于應力分析(包括靜應力和動應力)，在結溫度場計算中采用趨于均勻網格。 圖2 帶孔方板的四分之一模型 二、網格劃分的方法 1、基本網格劃分方法 在Deform中劃分網格方式有兩種。一種是相對網格劃分方法，一種是絕對網格劃分方法。2 / 4 相對網格劃分方式：使用相對網格劃分方式用戶僅需要指定固定單元的數(shù)目。無論物體形狀多么復雜，單元的數(shù)量必須是恒定。 絕對網格劃分方式：使用絕對網格設置方式，系統(tǒng)決定網格劃分總數(shù)，隨著物體的復雜，單元數(shù)也隨之增加。 無論相

5、對劃分網格方式還是絕對網格劃分方式，兩者都有依靠劃分網格權重來分配物體上各部分的單元大小，默認的劃分網格權重在Detailed setting-weight factors下面，此權重在大多數(shù)模擬中效果很好。相對網格劃分方式是系統(tǒng)默認設定，用絕對網格劃分方式目的在于增加模擬的正確性，這是因為網格尺寸設定后自始至終不變，隨著物體形狀越來越復雜，單元數(shù)的增加可以更好的描述物體的表面。使用絕對網格劃分方式，為了決定網格劃分的最小尺寸，需通過測量模具的最小特征尺寸，這個最小特征必須滿足的條件是成形過程中它的形狀會反映在工件上，也就是非曲直說有工件材料要流過此特征。最小特征的選取是指整個模擬過程的最小特

6、征。Mesh分為兩個步驟，先surface mesh，然后再solid mesh。在相對網格劃分中，preview是surface mesh,而generate mesh是surface mesh和solid mesh兩步。在絕對網格劃分中直接分為surface mesh和solid mesh兩個命令。2、局部細化網格方法 在一些高梯度地區(qū)，即應變，應變速率，溫度，幾何尺寸等變化比較劇烈的地區(qū)，網格需要細化。這里可以設置權重因子，還有一個重要的設置是mesh density windows（網格密度窗口）因子，這個選項與后面介紹的網格密度有關，為了在一些地方設置更為細密的網格，光靠上面滑桿設置

7、的幾個因子還不行（注：前面四個因子相加之和必須是"1"，在調整權重因子時，可以用鍵盤上的向左，向右鍵來進行微調。）還需要用戶設置來調節(jié)網格密度的分配，將mesh density windows后的滑桿設為非零數(shù)字（注：設置的數(shù)值越大表示考慮的越多。），就可以啟動下的的mesh windows選項，在下面選項所控制的窗口中，數(shù)字都要乘以這個非零因子。 接著在windows區(qū)域內點擊Add在屏幕的圖形顯示窗口左下方彈出一個小窗口，可以定義局部區(qū)域，在定義調整Mesh windows時鼠標必須是獲取點的狀態(tài)，不能是縮放觀察的狀態(tài)。Size Ratio to Elem Outsid

8、e Window用來調整窗口內部單元與外部單元的比率。速度欄：此項表明局部細化網格的窗口是以該速度向其矢量方向運動，這個參數(shù)的設置與模具和工件的接觸變形區(qū)有關。局部細化網格的目的在于讓變形大的地區(qū)得到較小的網格，以有利于反映真實的變形并節(jié)省計算時間，如果接觸變形區(qū)是隨著時間變化的，想要變化的接觸變形區(qū)始終都得到局部細化網格，那么窗口的速度就應該等于接觸區(qū)變化的速度。有時你會發(fā)現(xiàn)網格窗口沒有發(fā)揮作用，這有幾個原因：一、Wight Factor中因子設置為零；二、總體網格的數(shù)量太少；三、可能是Mesh Windows中定義的網格密度比例太大。九個按鈕分別是：矩形網格劃分工具、圓柱形網格劃分工具、環(huán)形網格劃分工具、比例縮放、移動、旋轉、調整比例、預覽、清除。大小調整方法：將拖動按鈕點紅然后