UGNX有限元单元质量检查-沈春根

UGNX有限元分析单元质量检查和简单修复江苏大学沈春根2017年5月第1版UGNX有限元培训–专题16分析→有限元模型检查→单元质量目录有限元模型检查的内容单元质量检查和评价的指标单元质量检查实例不合格单元修复的基本方法1.1有限元模型检查–主要目的检查建立的有限元模型是否符合CAD模型的要求。确保网格/单元的质量和一致性。确保有限元模型（几何体、网格、参数等数据）是否符合求解的要求。1.2有限元模型检查–主要内容和命令1是最基础的，也是最重要的命令之一！1.3有限元模型检查–主要内容和命令22.1单元质量检查–评价/检查指标（系统检查）2.2单元质量检查–检查指标（用户可控）12.3单元质量检查–检查指标（用户可控）22.4单元质量检查–指标举例-宽高比宽高比：检查测量单元长度与其宽度的比率。四面体单元宽高比：采用的比率是顶点高度与相对面的面积平方根的比率。宽高比=Max(cf(hi)/sqrt(Ai))，其中i=1,2,3,4。最大高度与面积之比的值乘以一个因子cf=0.805927，就是等边四面体的高度与边长之比，其结果就是宽高比。使用等边四面体单元，宽高比值为1。定义五面体和六面体的宽高比，略有不同。2.5单元质量检查–（部分单元）阈值示例根据超出阈值的范围，分为警告和错误两类级别！3.1检查实例-四边形单元–按默认限制值结果红色为错误单元，黄色为警告单元；一个一个查看选项的指标，可以观察得到哪项指标超差。单元类型：CQUAD4单元大小：3.5mm；3.2检查实例-进一步核查哪项指标超差3.3检查实例–修改阈值即可通过检查实际中不建议这么操作！3.4检查实例–改善单元质量的方法单元类型：CQUAD4单元大小：2.5mm；单元类型：CTRIA3单元大小：3.5mm；方法1：改变单元类型；方法2：减小单元大小；方法3：修复单元，见下面内容！4.0修复单元方法-常见的有3种方法1：分割单元（分割壳），使得单元类型更加简单，比如对1个四边形单元分割成2个三角形单元，成功率高得多。方法2：拖动节点，重新定位模型中的个别节点位置，改善单元形状的宽高比。方法3：删除单元，重新手工划分更为简单类型的单元，降低单元的阶次。4.1修复单元–分割壳类型和操作步骤菜单→编辑→单元→分割壳4.1.1修复单元–分割壳示例1将1个四边形单元分割成2个四边形单元将1个四边形单元分割成3个四边形单元将1个四边形单元分割成4个四边形单元4.1.2修复单元–分割壳示例2将1个四边形单元分割成2个三角形单元将1个四边形单元分割成3个三角形形单元4.1.3修复单元–分割壳示例3将1个三角形单元分割成2个三角形单元将1个三角形单元分割成4个三角形形单元分割的单元阶次越低、数量越多，则成功率越高！4.2修复单元–拖动节点菜单→编辑→节点→节点拖动拖动方向拖动预览4.3.1修复单元–删除单元（第1步）显示警告和错误（失败）单元放大显示失败单元删除一个失败单元4.3.2修复单元–创建新的节点（第2步）4.3.3修复单元–创建新的单元（第3步）再次检查其质量，成功！4.4修复单元–相关命令及其说明解锁单元：在手工划分网格操作之后，软件会自动锁定网格，以免用户在重新划分网格时无意中移除手工编辑；反之，可以用解锁命令对单元进行编辑。更新有限元模型：单元解锁之后，一般需要进一步操作更新有限元模型。