Ansys基礎(chǔ)培訓(xùn)-網(wǎng)格劃分-MeshTool課件

主要內(nèi)容本章目的是討論單元網(wǎng)格屬性及ANSYS中各種建立網(wǎng)格的方法，ANSYS中不用實體模型求解，而是用有限元模型求解。定義單元屬性單元類型實常數(shù)和截面特性材料特性網(wǎng)格工具MeshTool分配單元屬性網(wǎng)格密度控制生成和改變網(wǎng)格網(wǎng)格劃分方式自由網(wǎng)格、映射網(wǎng)格，掃掠網(wǎng)格網(wǎng)格拖拉過渡單元前處理求解后處理設(shè)定屬性（單元類型，材料屬性，實常數(shù)，截面屬性…）建立幾何模型亦可直接建立有限元模型。（直接建立單元和節(jié)點）網(wǎng)格劃分（離散）施加載荷設(shè)定求解控制求解查看某一時刻結(jié)果（通用后處理器）查看某變量隨時間變化的結(jié)果（時間后處理器）對于多載荷步分析主要內(nèi)容本章目的是討論單元網(wǎng)格屬性及ANSYS中各種建立網(wǎng)格網(wǎng)格工具MeshTool分配單元屬性網(wǎng)格密度控制生成和改變網(wǎng)格網(wǎng)格劃分方式自由網(wǎng)格、映射網(wǎng)格，掃掠網(wǎng)格網(wǎng)格拖拉過渡單元Ansys基礎(chǔ)培訓(xùn)-網(wǎng)格劃分-MeshTool網(wǎng)格密度有限單元法的基本原則是：單元數(shù)（網(wǎng)格密度）越多，所得的解越逼近真實值。然而，隨單元數(shù)目增加，求解時間和所需計算機資源急劇增加。有限元分析的目標，決定下邊的滑鍵應(yīng)該如何移動。網(wǎng)格密度ANSYS提供了多種控制網(wǎng)格密度的工具，既可以總體控制也可以局部控制：總體控制智能網(wǎng)格劃分總體單元尺寸缺省尺寸局部控制關(guān)鍵點控制線尺寸面尺寸ANSYS提供了多種控制網(wǎng)格密度的工具，既可以總體控制也可智能網(wǎng)格劃分通過指定所有線上的份數(shù)決定單元尺寸，可以考慮線的曲率，孔的逼近程度和其他特征，以及單元階次。智能網(wǎng)格的缺省設(shè)置是關(guān)閉，在自由網(wǎng)格劃分時，建議采用智能網(wǎng)格劃分，它對映射網(wǎng)格沒有影響（自由網(wǎng)格與映射網(wǎng)格將在后面討論）。智能網(wǎng)格劃分使用

SmartSize不同等級分別進行四面體網(wǎng)格劃分的例子，如圖所示。高級的SmartSize控制，如網(wǎng)格擴展和過度系數(shù)用

SMRT

命令

或MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>SmartSize>AdvOpts可以用

MeshTool或smrt,off命令關(guān)閉智能網(wǎng)格使用SmartSize不同等級分別進行四面體網(wǎng)格劃分的例總體單元尺寸允許為整個模型指定最大單元邊長（或每條線的份數(shù)）：ESIZE,SIZE或MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool;thenselect“SizeControls”,“Global”,and[Set]或MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Size可單獨使用或與智能網(wǎng)格劃分聯(lián)合使用。單獨用

ESIZE(關(guān)閉SmartSizing)，將采用相同的單元尺寸對體（或面）進行網(wǎng)格劃分。在智能網(wǎng)格劃分打開時，ESIZE充當(dāng)引導(dǎo)，但為適應(yīng)線的曲率或幾何近似，指定的尺寸可能無效?？傮w單元尺寸可單獨使用或與智能網(wǎng)格劃分聯(lián)合使用。缺省尺寸如果不指定任何控制，ANSYS將用缺省尺寸，它將根據(jù)單元階次指定線的最小和最大份數(shù)，高寬比等確定。

可以用

DESIZE

或MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Other缺省尺寸關(guān)鍵點尺寸在關(guān)鍵點處控制單元尺寸：MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool;thenselect“SizeControls,“Keypt”,and[Set]或使用KESIZEc命令或

MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Keypoints

為了更好的控制網(wǎng)格，不同關(guān)鍵點可以用不同的KESIZEs。對應(yīng)力集中區(qū)域非常有用。智能網(wǎng)格劃分時，為適應(yīng)線的曲率或幾何近似，指定的尺寸可能無效。關(guān)鍵點尺寸線尺寸在線上控制尺寸：MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool;thenselect“SizeControls”,“Lines”,and[Set]或使用LESIZE命令或MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines

不同的線可以有不同的LESIZE。指定尺寸可以是“hard”或“soft”?！癏ard”即使在智能網(wǎng)格劃分打開時也將被網(wǎng)格劃分采用?！癝oft”在智能網(wǎng)格劃分打開時可能無效?？梢灾付ㄟ呴L比例—最后一個分割和第一個分割的比率，使網(wǎng)格數(shù)偏向中間或一邊。Yesfor“soft”Nofor“hard”線尺寸Yesfor“soft”面尺寸在面的內(nèi)部控制單元尺寸：MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool;thenselect“SizeControls”,“Areas”,and[Set]或使用

AESIZE命令或

MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Areas

不同的面可以有不同的

AESIZE。邊界線僅在未指定

LESIZE或

KESIZE時，采用指定尺寸。智能網(wǎng)格劃分打開時，為適應(yīng)線的曲率或幾何近似，指定的尺寸可能無效。面尺寸網(wǎng)格工具MeshTool分配單元屬性網(wǎng)格密度控制生成和改變網(wǎng)格網(wǎng)格劃分方式自由網(wǎng)格、映射網(wǎng)格，掃掠網(wǎng)格網(wǎng)格拖拉過渡單元Ansys基礎(chǔ)培訓(xùn)-網(wǎng)格劃分-MeshTool生成網(wǎng)格

這是網(wǎng)格劃分的最后一步。先存儲數(shù)據(jù)庫。然后在MeshTool工具中按[Mesh]按鈕。在拾取器上按下[PickAll]I表示拾取全部實體生成網(wǎng)格如果劃分的網(wǎng)格不滿意，可以通過以下步驟重新劃分網(wǎng)格：1. 清除網(wǎng)格。Clear操作是mesh的逆操作:該操作刪除節(jié)點和單元在MeshTool上按[Clear]按鈕或用命令CLEAR,ACLEAR,等。

(如果使用

MeshTool，可以跳過這一步：程序在執(zhí)行第三步時，提示是否清除網(wǎng)格）。2. 指定新的或不同的網(wǎng)格控制。3. 重新劃分網(wǎng)格。如果劃分的網(wǎng)格不滿意，可以通過以下步驟重新劃分網(wǎng)格：另一個網(wǎng)格劃分選項，是在指定的區(qū)域細化網(wǎng)格。對所有面單元和四面體單元有效。最簡單的方法是使用

MeshTool先存儲數(shù)據(jù)庫。選擇要細化的區(qū)域—節(jié)點，單元，關(guān)鍵點，線或面—按

Refine按鈕。拾取要細化的實體(如果選擇“AllElems”則不需要此操作)。最后選擇細化的尺寸級別，級別1最細。另一個網(wǎng)格劃分選項，是在指定的區(qū)域細化網(wǎng)格。演示：恢復(fù)ribgeom.db。用

SMRT,6劃分網(wǎng)格(并非很好的網(wǎng)格)。用

SMRT,3重新劃分網(wǎng)格(好的網(wǎng)格)。將

ESIZE設(shè)為0.2后重新劃分網(wǎng)格，由于智能網(wǎng)格劃分考慮了ESIZE，即使

SMRT設(shè)為3，網(wǎng)格也變得很粗糙，屆時，注意單元尺寸并不相同(因為

SMRT為打開狀態(tài))。關(guān)閉

SMRT重新劃分網(wǎng)格。單元尺寸現(xiàn)在完全相同。用SMRT,3orESIZE,0.1.生成的網(wǎng)格較好演示：用SMRT,3orESIZE,0.1.生成的網(wǎng)格較演示：繼續(xù)上一個演示…(ribgeom已采用

ESIZE=0.2劃分網(wǎng)格)選擇在線上細化，按

Refine按鈕拾取頂部線，選擇缺省值“minimalrefinement”演示：網(wǎng)格工具MeshTool分配單元屬性網(wǎng)格密度控制生成和改變網(wǎng)格網(wǎng)格劃分方式自由網(wǎng)格、映射網(wǎng)格，掃掠網(wǎng)格網(wǎng)格拖拉過渡單元Ansys基礎(chǔ)培訓(xùn)-網(wǎng)格劃分-MeshTool有三種主要的網(wǎng)格劃分方法：自由網(wǎng)格無單元形狀限制。網(wǎng)格不遵循任何模式。適用于復(fù)雜模式的面和體。映射網(wǎng)格面單元限制為四邊形，體單元限制為六面體(方塊)。通常有規(guī)則的形狀，單元明顯成行。僅適用于規(guī)則的面和體，如矩形和方塊。掃掠網(wǎng)格體在掃描方向的拓撲結(jié)構(gòu)必須一致。例如：穿孔的塊體源面和目標面必須是單個面，而不允許是連接面有三種主要的網(wǎng)格劃分方法：自由網(wǎng)格易于生成，不用將復(fù)雜形狀的體分解為規(guī)則形狀的體。體單元包含四面體單元，致使單元數(shù)量較多。僅高階（10-節(jié)點)四面體單元較好，因此自由度數(shù)目可能很多。

映射網(wǎng)格通常包含較少的單元數(shù)量。低階單元也可能得到滿意的結(jié)果，因此自由度數(shù)目較少。面和體必須形狀規(guī)則，劃分網(wǎng)格必須滿足一定的規(guī)則。尤其對形狀復(fù)雜的體，映射網(wǎng)格很難實現(xiàn)。掃掠網(wǎng)格易于生成塊體單元、棱柱體單元組合的體網(wǎng)格。對體進行四面體網(wǎng)格劃分時，選項不是“可掃掠的”，則自動生成過渡的金字塔形網(wǎng)格。對幾何形狀要求較高，對非拉伸體和非旋轉(zhuǎn)體不能用掃掠網(wǎng)格劃分自由網(wǎng)格映射網(wǎng)格掃掠網(wǎng)格生成自由網(wǎng)格自由網(wǎng)格是面和體劃分的缺省設(shè)置。生成自由網(wǎng)格比較容易：導(dǎo)出

MeshTool，將劃分方式設(shè)置為自由劃分。推薦用智能網(wǎng)格激活后指定一個尺寸級別進行自由網(wǎng)格劃分，存儲數(shù)據(jù)庫。然后按

Mesh按鈕劃分網(wǎng)格。按拾取框中的[PickAll]I選擇所有實體（推薦使用）。或使用命令

VMESH,ALL或

AMESH,ALL生成自由網(wǎng)格生成映射網(wǎng)格由于面和體必須滿足一定的要求，生成映射網(wǎng)格不如生成自由網(wǎng)格容易。面必須包含3或4條線（三角形或四邊形）。體必須包含4、5或6個面（四面體，三棱柱或六面體）。對邊的單元分割必須匹配。對三角形或四面體單元分割數(shù)必須為偶數(shù)。生成映射網(wǎng)格對四邊形或六面體，允許采用不等的分割數(shù)，如下邊的例子所示，但分割數(shù)必須滿足一定的關(guān)系式（見下頁）。對四邊形或六面體，允許采用不等的分割數(shù)，如下邊的例子所示，但Ansys基礎(chǔ)培訓(xùn)-網(wǎng)格劃分-MeshTool因此，映射網(wǎng)格劃分包含以下步驟：保證規(guī)則的形狀，即面有3或4條邊，體有4、5或6個面。指定形狀和尺寸控制。生成網(wǎng)格。因此，映射網(wǎng)格劃分包含以下步驟：保證規(guī)則的形狀在許多情況下，模型的幾何形狀有多于4條邊的面，有多于6個面的體，為了把它們轉(zhuǎn)換成規(guī)則的形狀，可以作如下操作：把面（或體）切割成小的簡單的形狀。連接兩條或多條線（或面）以減少總的邊數(shù)。保證規(guī)則的形狀切割可以通過布爾運算實現(xiàn)?？梢杂霉ぷ髌矫?，面或線作為切割工具。有時生成一條新的線或面，比移動或旋轉(zhuǎn)工作平面的方向容易的多。切割可以通過布爾運算實現(xiàn)。連接建立一條新線，就是通過連接兩條或多條線以減少構(gòu)成面的線數(shù)。使用

LCCAT命令或

MainMenu>Preprocessor>Meshing>Concatenate>Lines,然后拾取線。連接面使用

ACCAT命令或

MainMenu>Preprocessor>Meshing>Concatenate>Areas連接這兩條線使得面由四條線圍成連接建立一條新線，就是通過連接兩條或多條線以減少構(gòu)成面的線數(shù)通過在面上簡單地指定三個或四個角點也可以暗示一個連接，此時，ANSYS內(nèi)部生成連接。在MeshTool上選擇Quadshape和Map。將3/4sided變成Pickcorners。按Mesh按鈕，拾取面，然后拾取3或4個角點形成一個規(guī)則的形狀通過在面上簡單地指定三個或四個角點也可以暗示一個連接，此時，連接時注意：它僅僅是一個網(wǎng)格劃分操作，因而應(yīng)該是所有實體建模之后網(wǎng)格劃分之前的最后一步，因為連接操作得到的實體不能在后續(xù)的實體建模操作中使用。連接面（為在體上劃分映射網(wǎng)格）：在對相鄰的兩個四邊形面作連接時，其中的線會自動連接。連接時注意：形狀控制選擇單元形狀非常簡單，在MeshTool中，面網(wǎng)格劃分選擇

Quad，體網(wǎng)格劃分選擇

Hex，然后點擊

Map。如果指定線分割數(shù)，切記：對邊分割數(shù)必須匹配，只需指定一邊的分割數(shù)，映射網(wǎng)格劃分自動把分割數(shù)傳送到對邊。如果模型中有連接線，只能在原始（輸入）線上指定分割數(shù)，不能在合成線上指定分割數(shù)。MeshingAreas:MeshingVolumes:形狀控制MeshingAreas:MeshingVol生成映射網(wǎng)格只要保證規(guī)則形狀并指定了合適的份數(shù)，生成網(wǎng)格將非常簡單，只需按MeshTool中的

Mesh

按鈕，然后按拾取器中的[PickAll]或選擇所需的實體即可。生成映射網(wǎng)格問題：為了劃分映射網(wǎng)格，如何切割這個模型？答案：這樣做不值得!問題：為了劃分映射網(wǎng)格，如何切割這個模型？演示：恢復(fù)ribfull.db。導(dǎo)出MeshTool將頂部和右邊線分為6份。利用“Pickcorners.”劃分映射網(wǎng)格，注意左邊和底邊只各劃分為2份（由DESIZE決定)。現(xiàn)在指定ESIZE,,4(每條邊4等分），重新劃分網(wǎng)格。最后，清除線分割，按ESIZE,0.1(尺寸)，重新劃分網(wǎng)格演示：掃掠網(wǎng)格劃分是另一種體網(wǎng)格劃分方式，它是通過掃掠面上的網(wǎng)格對體劃分網(wǎng)格的過程。與網(wǎng)格拖拉相似，只是在這種情況下，體必須是存在的(如，輸入的幾何體）。掃掠網(wǎng)格劃分是另一種體網(wǎng)格劃分方式，它是通過掃掠面上的網(wǎng)格對優(yōu)點：易于生成塊體單元、棱柱體單元組合的體網(wǎng)格。對體進行四面體網(wǎng)格劃分時，選項不是“可掃掠的”，則自動生成過渡的金字塔形網(wǎng)格。必要條件:體在掃描方向的拓撲結(jié)構(gòu)必須一致。例如：穿孔的穿孔的塊體（即使孔是錐形的）。Sourcesurface(1area)Targetsurface(1area)ValidforsweepmeshingNotvalidforsweepmeshing優(yōu)點：SourcesurfaceTargetsurfac過程定義并激活一個三維六面體實體單元類型，如結(jié)構(gòu)單元SOLID45或SOLID95。進入MeshTool選擇

Hex/Wedge

和

Sweep。選擇如何識別源面和目標面：“AutoSource/Target”意味著ANSYS將由體拓撲法自動選擇?！癙ickSource/Target”意思是要選擇它們。按

SWEEP

按鈕按拾取器提示完成操作。(或使用VSWEEP

命令。)過程四面體網(wǎng)格選項在不能采用掃掠劃分的體中生成四面體網(wǎng)格是一個非常有用的掃掠選項。使用此選項：確信單元類型支持退化的金字塔形和四面體單元如：結(jié)構(gòu)單元SOLID95,186,VISCO89熱單元SOLID90多物理場單元SOLID62,117,122選擇MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>VolumeSweep>SweepOpts

并激活tet-mesh選項.(或使用命令EXTOPT,VSWE.)四面體網(wǎng)格選項注意對一個復(fù)雜形體進行映射網(wǎng)格劃分，需要做多次切割，連接一些面或線，若采用掃掠劃分只需做幾次切割不需要做連接操作。可以用標準的網(wǎng)格控制確定源面的網(wǎng)格，一般不提倡用智能網(wǎng)格劃分，因為它是用于自由網(wǎng)格的。注意演示：恢復(fù)ribvol.db。清除所有面或體上的網(wǎng)格，畫出體。進入MeshTool激活掃掠網(wǎng)格。掃掠劃分體網(wǎng)格。演示：把一個面拖拉成一個體時，可以連同面上網(wǎng)格一起拖拉得到網(wǎng)格化的體，稱為網(wǎng)格拖拉。優(yōu)點；易于生成塊體單元（六面體）或塊體單元與棱柱體單元組合的單元。必要條件：體的形狀必須允許拖拉。Extrude把一個面拖拉成一個體時，可以連同面上網(wǎng)格一起拖拉得到網(wǎng)格化的過程1.定義兩種單元類型—一種面單元一種體單元面單元：選擇MESH200二次單元，MESH200是一種只用來劃分網(wǎng)格（不求解），沒有與之相關(guān)的自由度或材料特性的單元。體單元：應(yīng)與MESH200單元匹配，例如，若選擇的MESH200單元有中間節(jié)點，那三維實體單元也應(yīng)該有中間節(jié)點。用ET

命令或MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete過程2.用MESH200單元對要拖拉的面劃分網(wǎng)格。使用需要的映射劃分或自由劃分的網(wǎng)格密度。MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshToolPreprocessor>MeshTool3. 選定單元拖拉的選項。執(zhí)行EXTOPT

命令或

MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>ElemExtOpts典型選項是：激活類型屬性(應(yīng)為三維實體)。拖拉方向單元份數(shù)（即厚度方向的單元數(shù)）必須大于零；否則只拖拉面不拖拉網(wǎng)格。2.用MESH200單元對要拖拉的面劃分網(wǎng)格。執(zhí)行EXT4. 拖拉面。若有連接線先刪除，如果存在連接，ANSYS不允許進行拖拉操作。MainMenu>Preprocessor>Meshing>Concatenate>DelConcats>Lines然后利用任一種方式拖拉面。4. 拖拉面。演示：恢復(fù)ribgeom.db。進入單元類型對話框刪除PLANE82單元，用MESH2004-節(jié)點單元代替它。添加第二類單元SOLID45。進入MeshTool設(shè)置ESIZE,0.1。選擇四面體自由網(wǎng)格劃分對面劃分網(wǎng)格。設(shè)置拖拉選項：TYPE=2，單元份數(shù)=4。旋轉(zhuǎn)視角為ISO。沿法向拖拉面，移動量=0.4。保存數(shù)據(jù)庫到ribvol.db文件。演示：對體劃分網(wǎng)格的兩種選擇：自由網(wǎng)格劃分，完全生成四面體網(wǎng)格，這很容易實現(xiàn)，但在某些情況下并不令人滿意。映射網(wǎng)格劃分，完全生成六面體網(wǎng)格，這一方法令人滿意，但通常很難實現(xiàn)。過渡單元

提供了第三種選擇，它集“兩家之長”，將四面體和六面體網(wǎng)格很好的結(jié)合起來，并保持網(wǎng)格的完整性。對體劃分網(wǎng)格的兩種選擇：這個選擇是在六面體和四面體單元之間的過度區(qū)，生成金字塔形單元。必須有六面體網(wǎng)格，（至少在交界面上有四邊形網(wǎng)格）。先生成四面體單元，然后通過組合重新組織過渡區(qū)的四面體單元形成金字塔形單元。僅適用于既支持金字塔形又支持四面體形狀的單元類型。結(jié)構(gòu)單元SOLID95,186,VISCO89熱單元SOLID90多物理場單元SOLID62,117,122即使在過渡區(qū)結(jié)果也會很好。向二次四面體過渡，單元表面都是協(xié)調(diào)的。SOLID95這個選擇是在六面體和四面體單元之間的過度區(qū)，生成金字塔形單元過渡網(wǎng)格對二次到二次和線性到二次的過渡都是有用的。8-節(jié)點六面體9-節(jié)點四面體10-節(jié)點四面體六面體網(wǎng)格過渡層四面體網(wǎng)格二次到二次線性到二次10-節(jié)點四面體13-節(jié)點金字塔形20-節(jié)點六面體過渡網(wǎng)格對二次到二次和線性到二次的過渡都是有用的。8-節(jié)點六包括四個步驟1. 建立六面體網(wǎng)格。從規(guī)則形狀劃分映射網(wǎng)格開始（或?qū)唤缑鎰澐炙倪呅尉W(wǎng)格）。對于應(yīng)力分析，既可采用8-節(jié)點塊體單元，(SOLID45或SOLID185)，又可用20-節(jié)點塊體單元(SOLID95或SOLID186)。包括四個步驟2. 激活既支持金字塔形又支持四面體的單元類型。這些塊體單元通?？赏嘶癁榻鹱炙位蛩拿骟w單元，請查看在線幫助的單元手冊，看哪些單元類型有效。例如:結(jié)構(gòu)單元SOLID95,186,VISCO89熱單元SOLID90多物理場單元SOLID62,117,1222. 激活既支持金字塔形又支持四面體的單元類型。3. 生成四面體單元。首先激活自由網(wǎng)格劃分。然后對要生成四面體單元的體劃分網(wǎng)格。

在分界面上會自動生成金字塔形單元。3. 生成四面體單元。4. 將退化四面體單元轉(zhuǎn)換成真實的10-節(jié)點四面體單元。轉(zhuǎn)換由退化單元組成的四面體網(wǎng)格—例如從20-節(jié)點塊體單元導(dǎo)出10-節(jié)點四面體單元。退化單元不如真實的10-節(jié)點四面體單元如SOLID92有效，10-節(jié)點四面體單元求解占用較小的內(nèi)存，所寫文件較小。將退化的四面體單元轉(zhuǎn)換成真實的四面體單元：MainMenu>Preprocessor>Meshing>ModifyMesh>ChangeTets或使用

TCHG

命令。4. 將退化四面體單元轉(zhuǎn)換成真實的10-節(jié)點四面體單元。演示：恢復(fù)

wheelb-omega.db。用ElementType>Add/Edit/Delete顯示單元類型。有兩種單元類型：SOLID45&95。進入MeshTool設(shè)置ESIZE,1(尺寸)。對規(guī)則體進行網(wǎng)格劃分。設(shè)置單元類型為2,激活四面體網(wǎng)格劃分。對其余體劃分自由網(wǎng)格。轉(zhuǎn)換退化的四面體單元為SOLID92。顯示單元列表，現(xiàn)在有三種單元類型。選擇第2種單元(SOLID95金字塔形)，畫單元。演示：練習(xí)：作業(yè)3-網(wǎng)格劃分練習(xí)練習(xí)練習(xí)：練習(xí)演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！主要內(nèi)容本章目的是討論單元網(wǎng)格屬性及ANSYS中各種建立網(wǎng)格的方法，ANSYS中不用實體模型求解，而是用有限元模型求解。定義單元屬性單元類型實常數(shù)和截面特性材料特性網(wǎng)格工具MeshTool分配單元屬性網(wǎng)格密度控制生成和改變網(wǎng)格網(wǎng)格劃分方式自由網(wǎng)格、映射網(wǎng)格，掃掠網(wǎng)格網(wǎng)格拖拉過渡單元前處理求解后處理設(shè)定屬性（單元類型，材料屬性，實常數(shù)，截面屬性…）建立幾何模型亦可直接建立有限元模型。（直接建立單元和節(jié)點）網(wǎng)格劃分（離散）施加載荷設(shè)定求解控制求解查看某一時刻結(jié)果（通用后處理器）查看某變量隨時間變化的結(jié)果（時間后處理器）對于多載荷步分析主要內(nèi)容本章目的是討論單元網(wǎng)格屬性及ANSYS中各種建立網(wǎng)格網(wǎng)格工具MeshTool分配單元屬性網(wǎng)格密度控制生成和改變網(wǎng)格網(wǎng)格劃分方式自由網(wǎng)格、映射網(wǎng)格，掃掠網(wǎng)格網(wǎng)格拖拉過渡單元Ansys基礎(chǔ)培訓(xùn)-網(wǎng)格劃分-MeshTool網(wǎng)格密度有限單元法的基本原則是：單元數(shù)（網(wǎng)格密度）越多，所得的解越逼近真實值。然而，隨單元數(shù)目增加，求解時間和所需計算機資源急劇增加。有限元分析的目標，決定下邊的滑鍵應(yīng)該如何移動。網(wǎng)格密度ANSYS提供了多種控制網(wǎng)格密度的工具，既可以總體控制也可以局部控制：總體控制智能網(wǎng)格劃分總體單元尺寸缺省尺寸局部控制關(guān)鍵點控制線尺寸面尺寸ANSYS提供了多種控制網(wǎng)格密度的工具，既可以總體控制也可智能網(wǎng)格劃分通過指定所有線上的份數(shù)決定單元尺寸，可以考慮線的曲率，孔的逼近程度和其他特征，以及單元階次。智能網(wǎng)格的缺省設(shè)置是關(guān)閉，在自由網(wǎng)格劃分時，建議采用智能網(wǎng)格劃分，它對映射網(wǎng)格沒有影響（自由網(wǎng)格與映射網(wǎng)格將在后面討論）。智能網(wǎng)格劃分使用

SmartSize不同等級分別進行四面體網(wǎng)格劃分的例子，如圖所示。高級的SmartSize控制，如網(wǎng)格擴展和過度系數(shù)用

SMRT

命令

或MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>SmartSize>AdvOpts可以用

MeshTool或smrt,off命令關(guān)閉智能網(wǎng)格使用SmartSize不同等級分別進行四面體網(wǎng)格劃分的例總體單元尺寸允許為整個模型指定最大單元邊長（或每條線的份數(shù)）：ESIZE,SIZE或MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool;thenselect“SizeControls”,“Global”,and[Set]或MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Size可單獨使用或與智能網(wǎng)格劃分聯(lián)合使用。單獨用

ESIZE(關(guān)閉SmartSizing)，將采用相同的單元尺寸對體（或面）進行網(wǎng)格劃分。在智能網(wǎng)格劃分打開時，ESIZE充當(dāng)引導(dǎo)，但為適應(yīng)線的曲率或幾何近似，指定的尺寸可能無效?？傮w單元尺寸可單獨使用或與智能網(wǎng)格劃分聯(lián)合使用。缺省尺寸如果不指定任何控制，ANSYS將用缺省尺寸，它將根據(jù)單元階次指定線的最小和最大份數(shù)，高寬比等確定。

可以用

DESIZE

或MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Other缺省尺寸關(guān)鍵點尺寸在關(guān)鍵點處控制單元尺寸：MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool;thenselect“SizeControls,“Keypt”,and[Set]或使用KESIZEc命令或

MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Keypoints

為了更好的控制網(wǎng)格，不同關(guān)鍵點可以用不同的KESIZEs。對應(yīng)力集中區(qū)域非常有用。智能網(wǎng)格劃分時，為適應(yīng)線的曲率或幾何近似，指定的尺寸可能無效。關(guān)鍵點尺寸線尺寸在線上控制尺寸：MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool;thenselect“SizeControls”,“Lines”,and[Set]或使用LESIZE命令或MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Lines

不同的線可以有不同的LESIZE。指定尺寸可以是“hard”或“soft”。“Hard”即使在智能網(wǎng)格劃分打開時也將被網(wǎng)格劃分采用?！癝oft”在智能網(wǎng)格劃分打開時可能無效?？梢灾付ㄟ呴L比例—最后一個分割和第一個分割的比率，使網(wǎng)格數(shù)偏向中間或一邊。Yesfor“soft”Nofor“hard”線尺寸Yesfor“soft”面尺寸在面的內(nèi)部控制單元尺寸：MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool;thenselect“SizeControls”,“Areas”,and[Set]或使用

AESIZE命令或

MainMenu>Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Areas

不同的面可以有不同的

AESIZE。邊界線僅在未指定

LESIZE或

KESIZE時，采用指定尺寸。智能網(wǎng)格劃分打開時，為適應(yīng)線的曲率或幾何近似，指定的尺寸可能無效。面尺寸網(wǎng)格工具MeshTool分配單元屬性網(wǎng)格密度控制生成和改變網(wǎng)格網(wǎng)格劃分方式自由網(wǎng)格、映射網(wǎng)格，掃掠網(wǎng)格網(wǎng)格拖拉過渡單元Ansys基礎(chǔ)培訓(xùn)-網(wǎng)格劃分-MeshTool生成網(wǎng)格

這是網(wǎng)格劃分的最后一步。先存儲數(shù)據(jù)庫。然后在MeshTool工具中按[Mesh]按鈕。在拾取器上按下[PickAll]I表示拾取全部實體生成網(wǎng)格如果劃分的網(wǎng)格不滿意，可以通過以下步驟重新劃分網(wǎng)格：1. 清除網(wǎng)格。Clear操作是mesh的逆操作:該操作刪除節(jié)點和單元在MeshTool上按[Clear]按鈕或用命令CLEAR,ACLEAR,等。

(如果使用

MeshTool，可以跳過這一步：程序在執(zhí)行第三步時，提示是否清除網(wǎng)格）。2. 指定新的或不同的網(wǎng)格控制。3. 重新劃分網(wǎng)格。如果劃分的網(wǎng)格不滿意，可以通過以下步驟重新劃分網(wǎng)格：另一個網(wǎng)格劃分選項，是在指定的區(qū)域細化網(wǎng)格。對所有面單元和四面體單元有效。最簡單的方法是使用

MeshTool先存儲數(shù)據(jù)庫。選擇要細化的區(qū)域—節(jié)點，單元，關(guān)鍵點，線或面—按

Refine按鈕。拾取要細化的實體(如果選擇“AllElems”則不需要此操作)。最后選擇細化的尺寸級別，級別1最細。另一個網(wǎng)格劃分選項，是在指定的區(qū)域細化網(wǎng)格。演示：恢復(fù)ribgeom.db。用

SMRT,6劃分網(wǎng)格(并非很好的網(wǎng)格)。用

SMRT,3重新劃分網(wǎng)格(好的網(wǎng)格)。將

ESIZE設(shè)為0.2后重新劃分網(wǎng)格，由于智能網(wǎng)格劃分考慮了ESIZE，即使

SMRT設(shè)為3，網(wǎng)格也變得很粗糙，屆時，注意單元尺寸并不相同(因為

SMRT為打開狀態(tài))。關(guān)閉

SMRT重新劃分網(wǎng)格。單元尺寸現(xiàn)在完全相同。用SMRT,3orESIZE,0.1.生成的網(wǎng)格較好演示：用SMRT,3orESIZE,0.1.生成的網(wǎng)格較演示：繼續(xù)上一個演示…(ribgeom已采用

ESIZE=0.2劃分網(wǎng)格)選擇在線上細化，按

Refine按鈕拾取頂部線，選擇缺省值“minimalrefinement”演示：網(wǎng)格工具MeshTool分配單元屬性網(wǎng)格密度控制生成和改變網(wǎng)格網(wǎng)格劃分方式自由網(wǎng)格、映射網(wǎng)格，掃掠網(wǎng)格網(wǎng)格拖拉過渡單元Ansys基礎(chǔ)培訓(xùn)-網(wǎng)格劃分-MeshTool有三種主要的網(wǎng)格劃分方法：自由網(wǎng)格無單元形狀限制。網(wǎng)格不遵循任何模式。適用于復(fù)雜模式的面和體。映射網(wǎng)格面單元限制為四邊形，體單元限制為六面體(方塊)。通常有規(guī)則的形狀，單元明顯成行。僅適用于規(guī)則的面和體，如矩形和方塊。掃掠網(wǎng)格體在掃描方向的拓撲結(jié)構(gòu)必須一致。例如：穿孔的塊體源面和目標面必須是單個面，而不允許是連接面有三種主要的網(wǎng)格劃分方法：自由網(wǎng)格易于生成，不用將復(fù)雜形狀的體分解為規(guī)則形狀的體。體單元包含四面體單元，致使單元數(shù)量較多。僅高階（10-節(jié)點)四面體單元較好，因此自由度數(shù)目可能很多。

映射網(wǎng)格通常包含較少的單元數(shù)量。低階單元也可能得到滿意的結(jié)果，因此自由度數(shù)目較少。面和體必須形狀規(guī)則，劃分網(wǎng)格必須滿足一定的規(guī)則。尤其對形狀復(fù)雜的體，映射網(wǎng)格很難實現(xiàn)。掃掠網(wǎng)格易于生成塊體單元、棱柱體單元組合的體網(wǎng)格。對體進行四面體網(wǎng)格劃分時，選項不是“可掃掠的”，則自動生成過渡的金字塔形網(wǎng)格。對幾何形狀要求較高，對非拉伸體和非旋轉(zhuǎn)體不能用掃掠網(wǎng)格劃分自由網(wǎng)格映射網(wǎng)格掃掠網(wǎng)格生成自由網(wǎng)格自由網(wǎng)格是面和體劃分的缺省設(shè)置。生成自由網(wǎng)格比較容易：導(dǎo)出

MeshTool，將劃分方式設(shè)置為自由劃分。推薦用智能網(wǎng)格激活后指定一個尺寸級別進行自由網(wǎng)格劃分，存儲數(shù)據(jù)庫。然后按

Mesh按鈕劃分網(wǎng)格。按拾取框中的[PickAll]I選擇所有實體（推薦使用）?；蚴褂妹?/p>

VMESH,ALL或

AMESH,ALL生成自由網(wǎng)格生成映射網(wǎng)格由于面和體必須滿足一定的要求，生成映射網(wǎng)格不如生成自由網(wǎng)格容易。面必須包含3或4條線（三角形或四邊形）。體必須包含4、5或6個面（四面體，三棱柱或六面體）。對邊的單元分割必須匹配。對三角形或四面體單元分割數(shù)必須為偶數(shù)。生成映射網(wǎng)格對四邊形或六面體，允許采用不等的分割數(shù)，如下邊的例子所示，但分割數(shù)必須滿足一定的關(guān)系式（見下頁）。對四邊形或六面體，允許采用不等的分割數(shù)，如下邊的例子所示，但Ansys基礎(chǔ)培訓(xùn)-網(wǎng)格劃分-MeshTool因此，映射網(wǎng)格劃分包含以下步驟：保證規(guī)則的形狀，即面有3或4條邊，體有4、5或6個面。指定形狀和尺寸控制。生成網(wǎng)格。因此，映射網(wǎng)格劃分包含以下步驟：保證規(guī)則的形狀在許多情況下，模型的幾何形狀有多于4條邊的面，有多于6個面的體，為了把它們轉(zhuǎn)換成規(guī)則的形狀，可以作如下操作：把面（或體）切割成小的簡單的形狀。連接兩條或多條線（或面）以減少總的邊數(shù)。保證規(guī)則的形狀切割可以通過布爾運算實現(xiàn)?？梢杂霉ぷ髌矫?，面或線作為切割工具。有時生成一條新的線或面，比移動或旋轉(zhuǎn)工作平面的方向容易的多。切割可以通過布爾運算實現(xiàn)。連接建立一條新線，就是通過連接兩條或多條線以減少構(gòu)成面的線數(shù)。使用

LCCAT命令或

MainMenu>Preprocessor>Meshing>Concatenate>Lines,然后拾取線。連接面使用

ACCAT命令或

MainMenu>Preprocessor>Meshing>Concatenate>Areas連接這兩條線使得面由四條線圍成連接建立一條新線，就是通過連接兩條或多條線以減少構(gòu)成面的線數(shù)通過在面上簡單地指定三個或四個角點也可以暗示一個連接，此時，ANSYS內(nèi)部生成連接。在MeshTool上選擇Quadshape和Map。將3/4sided變成Pickcorners。按Mesh按鈕，拾取面，然后拾取3或4個角點形成一個規(guī)則的形狀通過在面上簡單地指定三個或四個角點也可以暗示一個連接，此時，連接時注意：它僅僅是一個網(wǎng)格劃分操作，因而應(yīng)該是所有實體建模之后網(wǎng)格劃分之前的最后一步，因為連接操作得到的實體不能在后續(xù)的實體建模操作中使用。連接面（為在體上劃分映射網(wǎng)格）：在對相鄰的兩個四邊形面作連接時，其中的線會自動連接。連接時注意：形狀控制選擇單元形狀非常簡單，在MeshTool中，面網(wǎng)格劃分選擇

Quad，體網(wǎng)格劃分選擇

Hex，然后點擊

Map。如果指定線分割數(shù)，切記：對邊分割數(shù)必須匹配，只需指定一邊的分割數(shù)，映射網(wǎng)格劃分自動把分割數(shù)傳送到對邊。如果模型中有連接線，只能在原始（輸入）線上指定分割數(shù)，不能在合成線上指定分割數(shù)。MeshingAreas:MeshingVolumes:形狀控制MeshingAreas:MeshingVol生成映射網(wǎng)格只要保證規(guī)則形狀并指定了合適的份數(shù)，生成網(wǎng)格將非常簡單，只需按MeshTool中的

Mesh

按鈕，然后按拾取器中的[PickAll]或選擇所需的實體即可。生成映射網(wǎng)格問題：為了劃分映射網(wǎng)格，如何切割這個模型？答案：這樣做不值得!問題：為了劃分映射網(wǎng)格，如何切割這個模型？演示：恢復(fù)ribfull.db。導(dǎo)出MeshTool將頂部和右邊線分為6份。利用“Pickcorners.”劃分映射網(wǎng)格，注意左邊和底邊只各劃分為2份（由DESIZE決定)?，F(xiàn)在指定ESIZE,,4(每條邊4等分），重新劃分網(wǎng)格。最后，清除線分割，按ESIZE,0.1(尺寸)，重新劃分網(wǎng)格演示：掃掠網(wǎng)格劃分是另一種體網(wǎng)格劃分方式，它是通過掃掠面上的網(wǎng)格對體劃分網(wǎng)格的過程。與網(wǎng)格拖拉相似，只是在這種情況下，體必須是存在的(如，輸入的幾何體）。掃掠網(wǎng)格劃分是另一種體網(wǎng)格劃分方式，它是通過掃掠面上的網(wǎng)格對優(yōu)點：易于生成塊體單元、棱柱體單元組合的體網(wǎng)格。對體進行四面體網(wǎng)格劃分時，選項不是“可掃掠的”，則自動生成過渡的金字塔形網(wǎng)格。必要條件:體在掃描方向的拓撲結(jié)構(gòu)必須一致。例如：穿孔的穿孔的塊體（即使孔是錐形的）。Sourcesurface(1area)Targetsurface(1area)ValidforsweepmeshingNotvalidforsweepmeshing優(yōu)點：SourcesurfaceTargetsurfac過程定義并激活一個三維六面體實體單元類型，如結(jié)構(gòu)單元SOLID45或SOLID95。進入MeshTool選擇

Hex/Wedge

和

Sweep。選擇如何識別源面和目標面：“AutoSource/Target”意味著ANSYS將由體拓撲法自動選擇?！癙ickSource/Target”意思是要選擇它們。按

SWEEP

按鈕按拾取器提示完成操作。(或使用VSWEEP

命令。)過程四面體網(wǎng)格選項在不能采用掃掠劃分的體中生成四面體網(wǎng)格是一個非常有用的掃掠選項。使用此選項：確信單元類型支持退化的金字塔形和四面體單元如：結(jié)構(gòu)單元SOLID95,186,VISCO89熱單元SOLID90多物理場單元SOLID62,117,122選擇MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>VolumeSweep>SweepOpts

并激活tet-mesh選項.(或使用命令EXTOPT,VSWE.)四面體網(wǎng)格選項注意對一個復(fù)雜形體進行映射網(wǎng)格劃分，需要做多次切割，連接一些面或線，若采用掃掠劃分只需做幾次切割不需要做連接操作?？梢杂脴藴实木W(wǎng)格控制確定源面的網(wǎng)格，一般不提倡用智能網(wǎng)格劃分，因為它是用于自由網(wǎng)格的。注意演示：恢復(fù)ribvol.db。清除所有面或體上的網(wǎng)格，畫出體。進入MeshTool激活掃掠網(wǎng)格。掃掠劃分體網(wǎng)格。演示：把一個面拖拉成一個體時，可以連同面上網(wǎng)格一起拖拉得到網(wǎng)格化的體，稱為網(wǎng)格拖拉。優(yōu)點；易于生成塊體單元（六面體）或塊體單元與棱柱體單元組合的單元。必要條件：體的形狀必須允許拖拉。Extrude把一個面拖拉成一個體時，可以連同面上網(wǎng)格一起拖拉得到網(wǎng)格化的過程1.定義兩種單元類型—一種面單元一種體單元面單元：選擇MESH200二次單元，MESH200是一種只用來劃分網(wǎng)格（不求解），沒有與之相關(guān)的自由度或材料特性的單元。體單元：應(yīng)與MESH200單元匹配，例如，若選擇的MESH200單元有中間節(jié)點，那三維實體單元也應(yīng)該有中間節(jié)點。用ET

命令或MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete過程2.用MESH200單元對要拖拉的面劃分網(wǎng)格。使用需要的映射劃分或自由劃分的網(wǎng)格密度。MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshToolPreprocessor>MeshTool3. 選定單元拖拉的選項。執(zhí)行EXTOPT

命令或

MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Extrude>ElemExtOpts典型選項是：激活類型屬性(應(yīng)為三維實體)。拖拉方向單元份數(shù)（即厚度方向的單元數(shù)）必須大于零；否