第三講 單元種類與網(wǎng)格劃分-2011

1、By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-1ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-2ANSYS 理論與工程應(yīng)用.點(diǎn)點(diǎn) ( (質(zhì)量質(zhì)量) )二次二次二次二次線線( (彈簧，梁，桿，間隙彈簧，梁，桿，間隙) ).面面 ( (薄殼薄殼, , 二維實(shí)體二維實(shí)體, ,軸對稱實(shí)體軸對稱實(shí)體) ).線性線性. .體體( (三維實(shí)體三維實(shí)體) )線性線性. . . .常用單元的形狀常用單元的形狀By Dr Cui

2、Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-3ANSYS 理論與工程應(yīng)用 ANSYSANSYS單元庫有單元庫有100100多種單元類型，根據(jù)分析多種單元類型，根據(jù)分析的需要，選擇合適的單元。的需要，選擇合適的單元。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-4ANSYS 理論與工程應(yīng)用主要單元類型舉例主要單元類型舉例 線單元線單元:Beam(梁梁)單元用于模擬受彎的一維構(gòu)單元用于模擬受彎的一維構(gòu)件，具有件，具有2個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)具有平動個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)

3、具有平動和轉(zhuǎn)動自由度。和轉(zhuǎn)動自由度。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-5ANSYS 理論與工程應(yīng)用 -Link -Link ( (桿桿) )單元用于模擬受軸向拉壓的單元用于模擬受軸向拉壓的一維構(gòu)件，具有一維構(gòu)件，具有2 2個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)僅個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)僅具有平動自由度。具有平動自由度。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-6ANSYS 理論與工程應(yīng)用殼單元?dú)卧? :ShellShell ( (殼殼) )單元用于

4、模擬薄面板或曲面。單元用于模擬薄面板或曲面。應(yīng)用殼單元的基本原則是每塊面板的主尺應(yīng)用殼單元的基本原則是每塊面板的主尺寸不低于其厚度的寸不低于其厚度的1010倍。倍。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-7ANSYS 理論與工程應(yīng)用 三維實(shí)體單元三維實(shí)體單元: :用于由于幾何、材料、載荷或分析結(jié)用于由于幾何、材料、載荷或分析結(jié)果要求考慮的細(xì)節(jié)等原因造成無法采果要求考慮的細(xì)節(jié)等原因造成無法采用更簡單單元進(jìn)行建模的結(jié)構(gòu)。用更簡單單元進(jìn)行建模的結(jié)構(gòu)。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與

5、工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-8ANSYS 理論與工程應(yīng)用 專用單元專用單元: :專用單元專用單元 包括包括接觸接觸單元單元 - - 用于構(gòu)件用于構(gòu)件間存在接觸面的結(jié)構(gòu)建模間存在接觸面的結(jié)構(gòu)建模，如渦輪盤如渦輪盤和葉片，螺栓頭部和法蘭，電觸頭，和葉片，螺栓頭部和法蘭，電觸頭，以及以及O-O-圈等等。圈等等。 By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-9ANSYS 理論與工程應(yīng)用 線性單元線性單元 / / 二次單元二次單元 / / p p單元單元: :線性單元和高階單元之間明顯的差別

6、是線性線性單元和高階單元之間明顯的差別是線性單元只存在單元只存在 “ “角節(jié)點(diǎn)角節(jié)點(diǎn)”，而高階單元還存在而高階單元還存在 “中節(jié)點(diǎn)中節(jié)點(diǎn)”。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-10ANSYS 理論與工程應(yīng)用線性單元內(nèi)線性單元內(nèi)的位移按線性變化，單元為常的位移按線性變化，單元為常應(yīng)力單元。應(yīng)力單元。二次單元內(nèi)二次單元內(nèi)的位移是二階變化的，單元為的位移是二階變化的，單元為線性應(yīng)力單元。線性應(yīng)力單元。p p單元內(nèi)單元內(nèi)的位移是從的位移是從2 2階到階到 8 8階變化的，而階變化的，而且具有求解收斂自動控制功能，

7、自動各位且具有求解收斂自動控制功能，自動各位置上分析應(yīng)當(dāng)采用的階數(shù)置上分析應(yīng)當(dāng)采用的階數(shù)。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-11ANSYS 理論與工程應(yīng)用 ANSYSANSYS中各線性概念之間的區(qū)別中各線性概念之間的區(qū)別。 線性分析線性分析 是指不包含任何非線性影響是指不包含任何非線性影響( (如：大變形，塑性，或者接觸如：大變形，塑性，或者接觸) )。 線性單元線性單元 假定單元內(nèi)的形函數(shù)按線性假定單元內(nèi)的形函數(shù)按線性變化變化 ( (跟二次單元跟二次單元, , 三次單元三次單元, , 或或 p p單單

8、元相比元相比) )。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-12ANSYS 理論與工程應(yīng)用在許多情況下，同線性單元相比，采用更在許多情況下，同線性單元相比，采用更高階類型的單元進(jìn)行少量的計算就可以得高階類型的單元進(jìn)行少量的計算就可以得到更好的計算結(jié)果。下面是根據(jù)不同分析到更好的計算結(jié)果。下面是根據(jù)不同分析目的進(jìn)行單元選擇的情況。目的進(jìn)行單元選擇的情況。ObjectiveLinear elementsQuadratic elementsp-elements(linear structuralanalysis o

9、nly)Highly accuratestresses,ortemperatures with highgradientsFiner mesh, higher #dofrequired for sameaccuracy compared toquadratic or pAlmost always allowcoarser mesh, lower#dof than linearAllow much coarsermesh for sameaccuracy- solution timemay be quadraticDeflections, nominalstresses, ortemperatu

10、res- mildgradientsNot usually a problemunless mesh is verycoarseShould allow coarsermesh, lower #dof thanlinearAny mesh representingthe geometry willalmost always be OKBy Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-13ANSYS 理論與工程應(yīng)用再進(jìn)行單元選擇時應(yīng)考慮的其它因素：再進(jìn)行單元選擇時應(yīng)考慮的其它因素：線性單元的扭曲變形可能引起精度損失。線性

11、單元的扭曲變形可能引起精度損失。更高階單元對這種扭曲變形不敏感更高階單元對這種扭曲變形不敏感。就求解的精度的差別講，線性單元和二次就求解的精度的差別講，線性單元和二次單元網(wǎng)格之間的差別遠(yuǎn)沒有平面單元和三單元網(wǎng)格之間的差別遠(yuǎn)沒有平面單元和三維實(shí)體單元網(wǎng)格之間的差別那么大。維實(shí)體單元網(wǎng)格之間的差別那么大。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-14ANSYS 理論與工程應(yīng)用大多數(shù)二次單元允許忽略部分或所有邊大多數(shù)二次單元允許忽略部分或所有邊的中節(jié)點(diǎn)的中節(jié)點(diǎn) - - 但是，在沒有中節(jié)點(diǎn)的邊上但是，在沒有中節(jié)點(diǎn)的邊上

12、，你只能得到線性結(jié)果，你只能得到線性結(jié)果。如果所有中節(jié)如果所有中節(jié)點(diǎn)均不存在，該單元就變成了線性單元點(diǎn)均不存在，該單元就變成了線性單元，計算精度也隨之降低，計算精度也隨之降低 ( (轉(zhuǎn)化成線性單轉(zhuǎn)化成線性單元的二次單元和塊單元具有元的二次單元和塊單元具有“不相容的不相容的位移模式位移模式”，會引起單元彎曲，會引起單元彎曲) )。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-15ANSYS 理論與工程應(yīng)用更高階的單元模擬曲面的精度就越高更高階的單元模擬曲面的精度就越高。對于曲線結(jié)構(gòu)，即便采用高階單元，若單對于曲線結(jié)構(gòu)

13、，即便采用高階單元，若單元網(wǎng)格劃分得過于稀疏時，元網(wǎng)格劃分得過于稀疏時，ANSYSANSYS將將發(fā)出發(fā)出警告，甚至發(fā)出由于單元扭曲變形超過單警告，甚至發(fā)出由于單元扭曲變形超過單元允許范圍而引起網(wǎng)格劃分失敗的信息。元允許范圍而引起網(wǎng)格劃分失敗的信息。其原因是，其原因是，由于模型表面單元的彎曲程度由于模型表面單元的彎曲程度過大，使部分中節(jié)點(diǎn)偏離了自身位置過大，使部分中節(jié)點(diǎn)偏離了自身位置。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-16ANSYS 理論與工程應(yīng)用你不能將接觸單元同具有中節(jié)點(diǎn)的單元連你不能將接觸單元同具有

14、中節(jié)點(diǎn)的單元連起來起來 ( ( 僅對于節(jié)點(diǎn)僅對于節(jié)點(diǎn)- -節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)- -面接觸單面接觸單元而言元而言- - 對于面對于面- -面接觸單元則是允許的面接觸單元則是允許的) )。類似地，在熱分析問題中，類似地，在熱分析問題中， 你不能將輻你不能將輻射射linklink單元或者非線性對流表面添加到具單元或者非線性對流表面添加到具有中節(jié)點(diǎn)的單元上有中節(jié)點(diǎn)的單元上。( (ANSYS ANSYS 提供了多種劃提供了多種劃分必須忽略中節(jié)點(diǎn)的單元網(wǎng)格的方法分必須忽略中節(jié)點(diǎn)的單元網(wǎng)格的方法) )。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao ,

15、 May 20113-17ANSYS 理論與工程應(yīng)用在非線性材料特性區(qū)域內(nèi)，二次單元并不在非線性材料特性區(qū)域內(nèi)，二次單元并不比線性單元更有效。比線性單元更有效。注意單元邊長、夾角以及相鄰單元尺寸之注意單元邊長、夾角以及相鄰單元尺寸之間的限制。間的限制。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-18ANSYS 理論與工程應(yīng)用1. 1. 單元尺寸單元尺寸第一次進(jìn)入第一次進(jìn)入ANSYSANSYS進(jìn)行自由和映射網(wǎng)格劃分時進(jìn)行自由和映射網(wǎng)格劃分時，程序自動設(shè)置為缺省單元尺寸。缺省單元，程序自動設(shè)置為缺省單元尺寸。缺省單元

16、尺寸以下列量為基礎(chǔ)：尺寸以下列量為基礎(chǔ)：線上面的最小單元數(shù)和最大單元數(shù)線上面的最小單元數(shù)和最大單元數(shù)每個單元的頂角每個單元的頂角最小和最大的邊界長度最小和最大的邊界長度By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-19ANSYS 理論與工程應(yīng)用1. 1. 單元尺寸單元尺寸缺省單元尺寸的控制可以改變?nèi)笔卧叽绲目刂瓶梢愿淖? :Main Menu: Preprocessor -Main Menu: Preprocessor -Meshing-Size Meshing-Size CntrlsCntrls - -Man

17、ualSizeManualSize- -Global- Other- -Global- OtherBy Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-20ANSYS 理論與工程應(yīng)用 在進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分時，建議采用智能網(wǎng)格在進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分時，建議采用智能網(wǎng)格打開智能網(wǎng)格并不影響映射網(wǎng)格的劃分，映打開智能網(wǎng)格并不影響映射網(wǎng)格的劃分，映射網(wǎng)格仍然使用缺省尺寸。射網(wǎng)格仍然使用缺省尺寸。 為了得到更好的網(wǎng)格，應(yīng)將所有的面或體放為了得到更好的網(wǎng)格，應(yīng)將所有的面或體放在一起劃分網(wǎng)格。在一起劃分網(wǎng)格。By Dr Cui Mao , M

18、ay 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-21ANSYS 理論與工程應(yīng)用層狀網(wǎng)格劃分層狀網(wǎng)格劃分 層狀網(wǎng)格劃分（只適用于層狀網(wǎng)格劃分（只適用于2 2D D情況）生情況）生成線性過渡的自由網(wǎng)格成線性過渡的自由網(wǎng)格 在平行于線的方向上單元尺寸相當(dāng)均勻在平行于線的方向上單元尺寸相當(dāng)均勻 在垂直于線的方向上，單元尺寸和在垂直于線的方向上，單元尺寸和 數(shù)目急劇變化數(shù)目急劇變化By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-22ANSYS 理論與工程應(yīng)用改變網(wǎng)格改變網(wǎng)格可以通過下

19、面的方法改變網(wǎng)格可以通過下面的方法改變網(wǎng)格: : 采用新的指定重新劃分網(wǎng)格采用新的指定重新劃分網(wǎng)格. .直接重劃分直接重劃分使用使用Accept/rejectAccept/reject提示提示清除網(wǎng)格，然后再重新劃分清除網(wǎng)格，然后再重新劃分 局部細(xì)劃局部細(xì)劃 By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-23ANSYS 理論與工程應(yīng)用可以通過重新設(shè)置單元尺寸控制和初始化網(wǎng)格可以通過重新設(shè)置單元尺寸控制和初始化網(wǎng)格劃分操作來給一個已經(jīng)劃分網(wǎng)格的模型重新劃劃分操作來給一個已經(jīng)劃分網(wǎng)格的模型重新劃分網(wǎng)格。這是改變網(wǎng)格最簡

20、單的操作。在重新分網(wǎng)格。這是改變網(wǎng)格最簡單的操作。在重新劃分網(wǎng)格之前不需要清除已有的網(wǎng)格。劃分網(wǎng)格之前不需要清除已有的網(wǎng)格。給模型重新劃分網(wǎng)格給模型重新劃分網(wǎng)格注意：此項功能只對面或體劃分網(wǎng)格時有效注意：此項功能只對面或體劃分網(wǎng)格時有效. .By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-24ANSYS 理論與工程應(yīng)用對網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃對網(wǎng)格進(jìn)行局部細(xì)劃ANSYSANSYS網(wǎng)格細(xì)劃功能允許在現(xiàn)有的網(wǎng)格上，網(wǎng)格細(xì)劃功能允許在現(xiàn)有的網(wǎng)格上，對單元尺寸進(jìn)行局部細(xì)劃，而不需要清除對單元尺寸進(jìn)行局部細(xì)劃，而不需要清除現(xiàn)存的網(wǎng)格

21、?，F(xiàn)存的網(wǎng)格。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-25ANSYS 理論與工程應(yīng)用映射網(wǎng)格映射網(wǎng)格 可以指示程序全部使用四邊形面單元和可以指示程序全部使用四邊形面單元和六面體單元來生成映射網(wǎng)格。映射網(wǎng)格六面體單元來生成映射網(wǎng)格。映射網(wǎng)格要求面或體的形狀是規(guī)則的，也就是說要求面或體的形狀是規(guī)則的，也就是說它們必須遵循一定的規(guī)則。它們必須遵循一定的規(guī)則。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-26ANSYS 理論與工程應(yīng)用給面

22、劃分映射網(wǎng)格給面劃分映射網(wǎng)格給面劃分映射網(wǎng)格時，必須滿足下列條件給面劃分映射網(wǎng)格時，必須滿足下列條件: : 此面必須由此面必須由3 3或或4 4條線圍成條線圍成 在對邊上必須有相等的單元劃分?jǐn)?shù)在對邊上必須有相等的單元劃分?jǐn)?shù) 如果此面由如果此面由3 3條線圍成，則三條邊上的單條線圍成，則三條邊上的單元劃分?jǐn)?shù)必須相等則必須是偶數(shù)元劃分?jǐn)?shù)必須相等則必須是偶數(shù)By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-27ANSYS 理論與工程應(yīng)用如果一個面由多于如果一個面由多于4 4條的線圍成，則它不能條的線圍成，則它不能直接采用映射

23、網(wǎng)格進(jìn)行劃分，然而，為了將直接采用映射網(wǎng)格進(jìn)行劃分，然而，為了將總的線數(shù)減少到總的線數(shù)減少到4 4，其中的某些線可以被加起，其中的某些線可以被加起來（建模操作來（建模操作addadd）或連接起來（進(jìn)行網(wǎng)格劃）或連接起來（進(jìn)行網(wǎng)格劃分時采用的操作分時采用的操作concatenatedconcatenated）。）。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-28ANSYS 理論與工程應(yīng)用代替進(jìn)行連接操作（代替進(jìn)行連接操作（concatenationconcatenation），），可以用拾取一個面的可以用拾取一個面

24、的3 3個或個或4 4個角點(diǎn)來進(jìn)行面?zhèn)€角點(diǎn)來進(jìn)行面映射網(wǎng)格劃分，這種簡化的映射網(wǎng)格劃分方映射網(wǎng)格劃分，這種簡化的映射網(wǎng)格劃分方法將兩個關(guān)鍵點(diǎn)之間的多條線內(nèi)部連接起來法將兩個關(guān)鍵點(diǎn)之間的多條線內(nèi)部連接起來。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-29ANSYS 理論與工程應(yīng)用 不需要在所有的線上指定劃分?jǐn)?shù)，只要是不需要在所有的線上指定劃分?jǐn)?shù)，只要是采用映射網(wǎng)格劃分，程序會將線的劃分?jǐn)?shù)由采用映射網(wǎng)格劃分，程序會將線的劃分?jǐn)?shù)由一條邊傳遞到對邊，傳遞所有相鄰的要劃分一條邊傳遞到對邊，傳遞所有相鄰的要劃分網(wǎng)格的面。網(wǎng)格

25、的面。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-30ANSYS 理論與工程應(yīng)用 如果相對邊線上都指定了劃分?jǐn)?shù)，則對邊如果相對邊線上都指定了劃分?jǐn)?shù)，則對邊上指定的線的劃分?jǐn)?shù)必須相等（或者定義線上指定的線的劃分?jǐn)?shù)必須相等（或者定義線的劃分?jǐn)?shù)對應(yīng)某種傳遞方式）。如果不指定的劃分?jǐn)?shù)對應(yīng)某種傳遞方式）。如果不指定劃分?jǐn)?shù)，程序會盡可能的根據(jù)總體尺寸或關(guān)劃分?jǐn)?shù)，程序會盡可能的根據(jù)總體尺寸或關(guān)鍵點(diǎn)尺寸的定義產(chǎn)生一個相匹配的線的劃分鍵點(diǎn)尺寸的定義產(chǎn)生一個相匹配的線的劃分?jǐn)?shù)。數(shù)。By Dr Cui Mao , May 2011AN

26、SYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-31ANSYS 理論與工程應(yīng)用加線或連接線加線或連接線如果一個面的邊界多于如果一個面的邊界多于4 4條線，為了減少條線，為了減少總的線數(shù)，可以將它們中的一些加總的線數(shù)，可以將它們中的一些加(add)(add)起來或連接起來或連接(concatenate)(concatenate)起來起來By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-32ANSYS 理論與工程應(yīng)用 將線加起來將線加起來 當(dāng)幾條線相切當(dāng)幾條線相切 且附在相同的面上時，可且附在相同

27、的面上時，可以采用相加的操作。一般來說，相加優(yōu)于連接以采用相加的操作。一般來說，相加優(yōu)于連接 當(dāng)線不相切時，也可以使用相加的操作，當(dāng)線不相切時，也可以使用相加的操作，但在線的彎折處不一定有節(jié)點(diǎn)生成但在線的彎折處不一定有節(jié)點(diǎn)生成By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-33ANSYS 理論與工程應(yīng)用 將線連接起來將線連接起來: :兩條線被連接后，原始線仍然存在，兩條線被連接后，原始線仍然存在，創(chuàng)建的新線僅僅是為了劃分網(wǎng)格創(chuàng)建的新線僅僅是為了劃分網(wǎng)格連接后生成的線對任何實(shí)體建模操作連接后生成的線對任何實(shí)體建模操作都

28、是無效的。都是無效的。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-34ANSYS 理論與工程應(yīng)用例題例題1 一個由六條線圍成的面一個由六條線圍成的面產(chǎn)生四條線圍成的面產(chǎn)生四條線圍成的面New concatenated line.L1 and L2 are added.New Line L#L4 and L5 are concatenated.By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-35ANSYS 理論與工程應(yīng)用關(guān)于指定劃分?jǐn)?shù)的注

29、意點(diǎn)關(guān)于指定劃分?jǐn)?shù)的注意點(diǎn)只能在原始線上指定劃分?jǐn)?shù)，不能在通過只能在原始線上指定劃分?jǐn)?shù)，不能在通過連接操作生成的新線上指定劃分?jǐn)?shù)連接操作生成的新線上指定劃分?jǐn)?shù)By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-36ANSYS 理論與工程應(yīng)用簡易的面映射網(wǎng)格劃分方法簡易的面映射網(wǎng)格劃分方法 指定關(guān)鍵點(diǎn)作為角結(jié)點(diǎn)，程序在內(nèi)部指定關(guān)鍵點(diǎn)作為角結(jié)點(diǎn)，程序在內(nèi)部將關(guān)鍵點(diǎn)之間的多條線連接起來并使將關(guān)鍵點(diǎn)之間的多條線連接起來并使用四邊形單元自動給此面劃分網(wǎng)格（用四邊形單元自動給此面劃分網(wǎng)格（不需要指定單元形狀）不需要指定單元形狀）By

30、 Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-37ANSYS 理論與工程應(yīng)用例題例題1 1 由六條線所圍成的面由六條線所圍成的面可以按任意順序拾取關(guān)鍵點(diǎn)（如可以按任意順序拾取關(guān)鍵點(diǎn)（如1 1，3 3，4 4和和6 6），程序），程序?qū)⒆詣舆M(jìn)行映射網(wǎng)格的劃分，在執(zhí)行網(wǎng)格劃分之前不將自動進(jìn)行映射網(wǎng)格的劃分，在執(zhí)行網(wǎng)格劃分之前不需要預(yù)先將線連接起來。線的連接過程將在程序內(nèi)部需要預(yù)先將線連接起來。線的連接過程將在程序內(nèi)部完成，并且在網(wǎng)格劃分完成之后被刪除完成，并且在網(wǎng)格劃分完成之后被刪除By Dr Cui Mao , May

31、2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-38ANSYS 理論與工程應(yīng)用體的映射網(wǎng)格劃分體的映射網(wǎng)格劃分體劃分六邊形單元，必須滿足四個條件體劃分六邊形單元，必須滿足四個條件: : 必須是磚形（六面體），楔形體（五面體）必須是磚形（六面體），楔形體（五面體）或四面體形?；蛩拿骟w形。 在對面和側(cè)邊上所定義的單元劃分?jǐn)?shù)必須相在對面和側(cè)邊上所定義的單元劃分?jǐn)?shù)必須相等等By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-39ANSYS 理論與工程應(yīng)用體的映射網(wǎng)格劃分體的映射網(wǎng)格劃分 如果

32、體是棱柱形或四面體形，在三角形面如果體是棱柱形或四面體形，在三角形面上的單元劃分?jǐn)?shù)必須是偶數(shù)上的單元劃分?jǐn)?shù)必須是偶數(shù) 相對棱邊上劃分的單元數(shù)必須相等相對棱邊上劃分的單元數(shù)必須相等By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-40ANSYS 理論與工程應(yīng)用對體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分的例子對體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分的例子By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-41ANSYS 理論與工程應(yīng)用對體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分的例子對體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分的例子By

33、Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-42ANSYS 理論與工程應(yīng)用對體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分的例子對體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分的例子By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-43ANSYS 理論與工程應(yīng)用加面和連接面加面和連接面 為了進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分，可以通過連接為了進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分，可以通過連接面來減少圍成體的邊界面的數(shù)目面來減少圍成體的邊界面的數(shù)目By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui

34、 Mao , May 20113-44ANSYS 理論與工程應(yīng)用 對體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分時，要同時連接面和對體進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分時，要同時連接面和對應(yīng)的線，如上圖所示。當(dāng)相鄰的兩個四邊對應(yīng)的線，如上圖所示。當(dāng)相鄰的兩個四邊形面被連接時，程序會自動進(jìn)行連線操作，形面被連接時，程序會自動進(jìn)行連線操作，否則，在完成面的連接后必須人為的作線的否則，在完成面的連接后必須人為的作線的連接。連接。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-45ANSYS 理論與工程應(yīng)用 在有些情況下，也可以將面加起來而不用在有些情況下，也可以將面

35、加起來而不用面連接的方法（當(dāng)面是平的并且共面時）面連接的方法（當(dāng)面是平的并且共面時），使用加的操作比使用連接操作更好。，使用加的操作比使用連接操作更好。 在完成加的操作后，仍需進(jìn)行邊界線的連在完成加的操作后，仍需進(jìn)行邊界線的連接操作。接操作。By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-46ANSYS 理論與工程應(yīng)用刪除連接生成的圖元刪除連接生成的圖元進(jìn)入刪除連接所生成的圖元的菜單路徑進(jìn)入刪除連接所生成的圖元的菜單路徑Main Menu: Preprocessor -Meshing- Concatenate -De

36、l Concats- Areas (or Lines)刪除連接所生成的圖元是最后一個步驟，即刪除連接所生成的圖元是最后一個步驟，即不再需要它作其它的任何操作不再需要它作其它的任何操作. .By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-47ANSYS 理論與工程應(yīng)用刪除連接生成的圖元刪除連接生成的圖元一旦單擊一旦單擊“Del concats-area(或或line)”，在模在模型中所有連接所生成的面（或線）將被刪除型中所有連接所生成的面（或線）將被刪除. .在進(jìn)行此操作前確保先存數(shù)據(jù)庫文件在進(jìn)行此操作前確保先存數(shù)據(jù)庫

37、文件. .By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-48ANSYS 理論與工程應(yīng)用進(jìn)行面的相加或連接操作時的注意事項進(jìn)行面的相加或連接操作時的注意事項 應(yīng)該在所有的建模操作完成后再進(jìn)行連接操作應(yīng)該在所有的建模操作完成后再進(jìn)行連接操作 連接應(yīng)該是給模型劃分網(wǎng)格前的最后一步操作連接應(yīng)該是給模型劃分網(wǎng)格前的最后一步操作，因為從連接操作中得到的圖元不能用于以后，因為從連接操作中得到的圖元不能用于以后的任何實(shí)體建模操作，用戶可以通過刪除連接的任何實(shí)體建模操作，用戶可以通過刪除連接產(chǎn)生的線或面來產(chǎn)生的線或面來“undo”u

38、ndo”（刪除）連接操作（刪除）連接操作. .By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-49ANSYS 理論與工程應(yīng)用進(jìn)行面的相加或連接操作時的注意事項進(jìn)行面的相加或連接操作時的注意事項 在建模操作中，如果覺得連接操作有太多限制在建模操作中，如果覺得連接操作有太多限制，通?？梢圆捎闷渌姆椒ǐ@得映射網(wǎng)格（例，通常可以采用其它的方法獲得映射網(wǎng)格（例如網(wǎng)格拖拉）如網(wǎng)格拖拉） 在有些情況下，應(yīng)考慮用工作平面去分面或體在有些情況下，應(yīng)考慮用工作平面去分面或體，一個面或體能被分成一系列適用于映射網(wǎng)格，一個面或體能被分成一

39、系列適用于映射網(wǎng)格劃分的圖元劃分的圖元. .By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-50ANSYS 理論與工程應(yīng)用練習(xí)練習(xí)簡易的映射網(wǎng)格劃分簡易的映射網(wǎng)格劃分此題用來練習(xí)使用此題用來練習(xí)使用2 2種方法，給一個有洞平面的四分種方法，給一個有洞平面的四分之一模型劃分映射網(wǎng)格之一模型劃分映射網(wǎng)格1.1.建立如圖平面模型建立如圖平面模型2.2. 在網(wǎng)格劃分工具中使用在網(wǎng)格劃分工具中使用“pick corners”pick corners”進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分3 3. .清除網(wǎng)格清除網(wǎng)格4 4. .將相鄰

40、的兩條線連接起來將相鄰的兩條線連接起來5 5. . 在網(wǎng)格劃分工具中使用在網(wǎng)格劃分工具中使用“3 or 4 sided”3 or 4 sided”進(jìn)行映進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分射網(wǎng)格劃分6 6. . 比較兩種方法比較兩種方法By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-51ANSYS 理論與工程應(yīng)用網(wǎng)格劃分選項網(wǎng)格劃分選項某些區(qū)域已經(jīng)被某些區(qū)域已經(jīng)被六面體單元六面體單元進(jìn)行映射網(wǎng)格進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分，同時另一些較復(fù)雜的區(qū)域需要用四劃分，同時另一些較復(fù)雜的區(qū)域需要用四面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分By Dr Cui

41、Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-52ANSYS 理論與工程應(yīng)用六面體四面體過度圖解六面體四面體過度圖解10-Node Tet Degenerate Hex(i.e., SOLID95)Tet Mesh二階單元二階單元 二階單元二階單元20-Node Hex(i.e., SOLID95)Mapped Mesh13-Node Pyramid Degenerate Hex(i.e., SOLID95)Transition LayerBy Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui M

42、ao , May 20113-53ANSYS 理論與工程應(yīng)用六面體四面體過度圖解（續(xù)）六面體四面體過度圖解（續(xù)）8-Node Hex(i.e., SOLID45)Mapped Mesh10-Node Tet Degenerate Hex(i.e., SOLID95)Tet Mesh9-Node Pyramid Degenerate Hex(i.e., SOLID95)Transition Layer線性單元線性單元二階單元二階單元12By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-54ANSYS 理論與工程應(yīng)用六面體

43、四面體的過渡過程六面體四面體的過渡過程1.首先用磚形單元給體劃分網(wǎng)格或用四邊形單首先用磚形單元給體劃分網(wǎng)格或用四邊形單元給共享面劃分網(wǎng)格。元給共享面劃分網(wǎng)格。Mesh volume with bricksOr, mesh area with quadsBy Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-55ANSYS 理論與工程應(yīng)用2.2.激活支持金字塔或四面體形狀的單元類型激活支持金字塔或四面體形狀的單元類型By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May

44、 20113-56ANSYS 理論與工程應(yīng)用3.3.設(shè)置單元形狀為四面體形狀的單元設(shè)置單元形狀為四面體形狀的單元( (使用使用 MeshTool or MSHAPE,1 or Preprocessor Mesher Opts. OK)By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-57ANSYS 理論與工程應(yīng)用4.4.給第二個體劃分網(wǎng)格，則在邊界上自動給第二個體劃分網(wǎng)格，則在邊界上自動生成金字塔單元生成金字塔單元. .12By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By Dr Cui Mao , May 20113-58ANSYS 理論與工程應(yīng)用六面體四面體過渡單元優(yōu)點(diǎn)六面體四面體過渡單元優(yōu)點(diǎn) 程序自動生成過渡用的金字塔單元程序自動生成過渡用的金字塔單元 整體不再需要滿足進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分整體不再需要滿足進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分所需的條件所需的條件 既使在過渡區(qū)域結(jié)果也令人滿意既使在過渡區(qū)域結(jié)果也令人滿意By Dr Cui Mao , May 2011ANSYS 理論與工程應(yīng)用By