ANSYS网格划分(详细版)

有限元及ANSYS主讲：任继文华东交通大学机制教研室[e-mail]:13979107921第四章网格划分有限元及ANSYSA.网格划分过程B.网格划分控制C.实体模型网格划分D.网格划分练习E.常用结构单元类型F.网格划分基本原则主要内容A网格划分过程有限元及ANSYS1.定义单元属性①单元类型②定义实常数③定义材料参数2.网格划分控制3.生成网格网格划分过程注意：在划分网格前，必须定义单元类型，最好定义好单元属性。B网格划分控制有限元及ANSYS同一实体不同的网格划分较差的网格a)FreeQuadplane42b)MappedQuadplane42有限元及ANSYS网格划分工具网格划分器选择单元属性设置Smartsize网格划分控制单元尺寸控制单元形状控制网格划分优化MainMenuPreprocessorMeshingMeshTool有限元及ANSYS单元属性设置或者菜单操作有限元及ANSYS单元属性设置在创建有限元模型的过程中，单元属性的设置一般有三种方法：分网前设置当前的缺省单元属性，即“global”的MAT、TYPE和REAL，然后对该实体模型相应区域分网，依次完成所有分网。分网前将单元属性预先赋予实体模型的相应部位，然后一起分网。分网后对单元属性进行修改。注意：如果没有设置单元属性，ANSYS则自动将所有单元赋予缺省值：MAT=1、TYPE=1、和REAL=1。有限元及ANSYS单元属性设置当你在划分单元前忘记设置单元属性，划分后的单元属性MAT=1、TYPE=1、REAL=1，怎么办？在这种情况下，有两种方法可以修改单元属性：一是先清除网格，再设置好单元属性，重新划分网格。二是先设置当前的单元属性，再修改网格为当前单元属性。①MainMenu:Preprocessor-Attributes-DefinesDefaultAttribs…②MainMenu:Preprocessor-Modeling-Move/Modify-Elements-ModifyAttrib有限元及ANSYS尺寸控制缺省单元尺寸当第一次进入ANSYS进行自由和映射网格划分时，程序自动设置为缺省单元尺寸。缺省单元尺寸以下列量为基础：最小未划分网格线的最小单元数和最大单元数每个单元的最大跨角单元最小和最大的边长缺省单元尺寸的控制可以改变:MainMenu:PreprocessorMeshingSizeCntrlsManualSizeGlobalOther有限元及ANSYS缺省尺寸改变结果MappedQuadplane42最小线的缺省等分数为3最小线的等分数修改为4有限元及ANSYSSmartsize网格划分控制在进行自由网格划分时，建议采用Smartsize控制网格的大小。在进行自动网格划分时，智能网格给网格划分器创造合理的单元形状提供一个好的选择。注意：打开智能网格并不影响映射网格的划分，映射网格仍然使用缺省尺寸。有限元及ANSYSSmartsize网格划分控制打开智能网格，尺寸级别的范围从1(精细)到10(粗糙),缺省级别为6，级别越高说明网格越粗。1、Smartsize基本控制MainMenuPreprocessorMeshingMeshToolMainMenuPreprocessorMeshingSizeCntrlsSmartSizeBasic注意：只有关闭meshtool对话框，才会出现BASIC菜单。或者：有限元及ANSYSSmartsize网格划分控制1、Smartsize基本控制对同一模型，采用不同的智能网格级别进行网格划分时所得到的网格。有限元及ANSYSSmartsize网格划分控制1、Smartsize基本控制不同Smartsize水平值下的网格划分结果有限元及ANSYSSmartsize网格划分控制2、Smartsize高级控制MainMenuPreprocessorMeshingSizeCntrlsSmartSizeAdvOpts比例因子膨胀因子过渡因子有限元及ANSYSSmartsize网格划分控制2、Smartsize高级控制[FAC]：用于计算默认网格尺寸的比例因子，取值范围0.2～5。FAC参数控制效果(plane82FreeTriSmartsize)FAC=0.5EXPAND＝1TRANS＝2FAC=1EXPAND＝1TRANS＝2有限元及ANSYSSmartsize网格划分控制2、Smartsize高级控制【EXPAND】：网格划分膨胀因子。该值决定了面内部单元尺寸与边缘处的单元尺寸的比例关系。取值范围0.5~4。FAC参数控制效果(plane82FreeTriSmartsize)FAC=0.5EXPAND＝0.5TRANS＝2FAC=0.5EXPAND＝2TRANS＝2有限元及ANSYSSmartsize网格划分控制2、Smartsize高级控制【TRANS】：网格划分过渡因子。该值决定了从面的边界上到内部单元尺寸涨缩的速度。该值必须大于1而且最好小于4。FAC=0.5EXPAND＝2TRANS＝1.3FAC参数控制效果(plane82FreeTriSmartsize)FAC=0.5EXPAND＝2TRANS＝3有限元及ANSYS尺寸控制由于结构形状的多样性，在许多情况下，由缺省单元尺寸或智能尺寸使产生的网格并不合适，在这些情况下，进行网格划分时必须做更多的处理。可以通过指定下述的单元尺寸来进行更多的控制。MESHTOOL对话框有限元及ANSYS对应MAP方式缺省单元尺寸→Global→Areas→KeyPts→Lines（DESIZE)(ESIZE)(AESIZE)(KESIZE)(LESIZE)低高对应FREE方式智能单元尺寸→Global→Areas→KeyPts→Lines（SMRTSIZE)(ESIZE)(AESIZE)(KESIZE)(LESIZE)低高设置单元尺寸优先等级有限元及ANSYS尺寸控制举例例1：如图所示半圆环，外径和内径分别为20和10Ex1.db有限元及ANSYS1、用缺省的单元大小来划分网格低价与高价的缺省单元大小比较(MappedQuad)Plane42(缺省global＝3)Plane82(缺省global＝2)MainMenuPreprocessorMeshingSizeCntrlsGlobalother有限元及ANSYS2、控制全局单元尺寸来划分网格划分方式：Plane82MappedQuadGlobal=8（设置等分数，清除单元尺寸）Global=1（设置单元尺寸）有限元及ANSYS3、控制面单元尺寸来划分网格Area=2（单元尺寸）划分方式：Plane82MappedQuad有限元及ANSYS4、控制线单元尺寸来划分网格Line（两直线）=6（等分数）划分方式：Plane82MappedQuad有限元及ANSYS5、控制关键点附近单元尺寸来划分网格Keypts=0.5（单元尺寸）划分方式：Plane82MappedQuad有限元及ANSYS单元形状控制1.同一网格区域的面单元可以是三角形或者四边形，体单元可以是六面体或四面体形状。2.在进行网格划分之前，应该决定是使用ANSYS对于单元形状的默认设置，还是自己指定单元形状。有限元及ANSYSANSYS支持的单元形状和网格划分类型组合有限元及ANSYS单元形状控制单元的“退化”注意：同一模型尽量不要混用两种形状。PLANE82SOLID45有限元及ANSYS网格划分器选择映射网格划分•面的单元形状限制为四边形或三角形，体的单元限制为六面体(方块)。•通常有规则的形式，单元明显成行。•仅适用于“规则的”面和体，如矩形和方块。两种主要的网格划分方法:自由网格划分和映射网格划分自由网格划分•无单元形状限制。•网格无固定的模式。•适用于复杂形状的面和体。有限元及ANSYS网格划分器选择－自由网格划分自由网格是面和体网格划分时的缺省设置。生成自由网格比较容易：•导出MeshTool工具,划分方式设为自由划分.•推荐使用智能网格划分进行自由网格划分，激活它并指定一个尺寸级别。存储数据库。•按Mesh按钮开始划分网格。按拾取器中[PickAll]选择所有实体(推荐)。有限元及ANSYS网格划分器选择－映射网格划分限制条件面必须包含3或4条线(三角形或四边形).体必须包含4,5,或6个面(四面体,三棱柱,或六面体).对边的单元分割必须匹配.有限元及ANSYS映射网格划分包含三个步骤:1.保证“规则的”形状,即面有3或4条边,或体有4,5,或6个面；2.指定尺寸和形状控制；3.生成网格。网格划分器选择－映射网格划分有限元及ANSYS1、保证规则的形状在许多情况下，模型的几何形状上有多于4条边的面，有多于6个面的体。为了将它们转换成规则的形状，可能要进行如下的一项或两项操作:分割：把面(或体)切割成小的、简单的形状。连接：连接两条或多条线(或面)以减少总的边数。角点选择：选择面上的3个或4个角点暗示一个连接。网格划分器选择－映射网格划分有限元及ANSYS分割可以通过布尔减运算实现.您可以使用工作平面,一个面,或一条线作为切割工具.网格划分器选择－映射网格划分有限元及ANSYS连接操作是生成一条新线(为网格划分)，它通过连接两条或多条线以减少构成面的线数。使用命令PreprocessorMeshingConcatenateLines，然后拾取须连接的线.对面进行连接，使用命令PreprocessorMeshingConcatenateAreas连接这两条线使其成为一个由4条边构成的面网格划分器选择－映射网格划分有限元及ANSYS可简单地通过一个面上的3个或4个角点暗示一个连接.此时,ANSYS内在地生成一个连接.在MeshTool中选择Quadshape和Mapped网格.将3/4sided变为Pickcorners.按Mesh键,拾取面,然后拾取3或4角点形成一规则的形状.网格划分器选择－映射网格划分有限元及ANSYS网格划分器选择－映射网格划分2、指定尺寸和形状控制选择单元形状非常简单.在MeshTool中,对面的网格划分选择Quad,对体的网格划分选择Hex,点击Mapped.设置单元尺寸。有限元及ANSYS网格划分器选择－映射网格划分若指定线的分割数,切记:对边的分割数必须匹配,但只须指定一边的分割数.映射网格划分器将把分割数自动传送到它的对边.若对边均指定分割数且不一致，则取较多值。如果模型中有连接线,只能在原始(输入)线上指定分割数,而不能在合成线上指定分割数.每条初始线上指定6份分割.此线上将自动使用12份分割(合成线的对边).此线指定4份分割.此线上将自动使用4份分割有限元及ANSYS网格划分器选择－映射网格划分3、生成映射网格只要保证了规则的形状并指定了合适的份数,生成网格将非常简单.只须按MeshTool中的Mesh键,然后按拾取器中的[PickAll]或选择需要的实体即可.有限元及ANSYS映射网格划分举例待进行网格划分的五边形面对五边形进行映射网格划分时的提示Ex2.db有限元及ANSYS映射网格划分举例进行线连接五边形面映射网格划分结果L6有限元及ANSYS映射网格划分举例有限元及ANSYS映射网格划分举例选取关键点选择角点映射网格划分通过角点选择进行映射网格划分有限元及ANSYS映射网格划分举例有限元及ANSYS改变网格如果你觉得生成的网格不好，可以通过下面的方法改变网格:采用新的指定重新划分网格.－直接重划分－使用Accept/reject提示－清除网格，然后再重新划分局部细划.有限元及ANSYS使用网格的Accept/reject提示MainMenuPreprocessorMeshingMesherOptions1.单击方框，将设置改为Yes2.单击OK，则在完成网格划分后，程序会提示你接受或者拒绝此网格。可使用户方便地放弃