ANSYS网格划分(强烈推荐).ppt

网格划分,网格划分过程 网格划分控制 实体模型网格划分 网格划分练习 常用结构单元类型 网格划分基本原则,主要内容,A 网格划分过程,定义单元属性 单元类型 定义实常数 定义材料参数 网格划分控制 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,同一实体不同的网格划分,a)Free Quad plane42,b)Mapped Quad plane42,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,Main Menu Preprocessor Meshing MeshTool,单元属性设置,或者菜单操作,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。,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。 Main Menu: Preprocessor -Attributes- Defines Default Attribs Main Menu: Preprocessor -Modeling- Move/Modify -Elements- Modify Attrib,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: Main Menu: Preprocessor Meshing Size Cntrls ManualSize Global Other,缺省尺寸改变结果,Mapped Quad plane42,最小线的缺省等分数为3,最小线的等分数修改为4,Smartsize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。,Smartsize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,Main Menu Preprocessor Meshing MeshTool,Main Menu Preprocessor Meshing Size Cntrls SmartSize Basic,注意： 只有关闭meshtool对话框，才会出现BASIC菜单。,或者：,Smartsize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。,Smartsize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,Smartsize网格划分控制,2、Smartsize高级控制,Main Menu Preprocessor Meshing Size Cntrls SmartSize Adv Opts,比例因子,膨胀因子,过渡因子,Smartsize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0.25。,FAC参数控制效果(plane82 Free Tri Smartsize),FAC=0.5 EXPAND1 TRANS2,FAC=1 EXPAND1 TRANS2,Smartsize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0.54。,FAC参数控制效果(plane82 Free Tri Smartsize),FAC=0.5 EXPAND0.5 TRANS2,FAC=0.5 EXPAND2 TRANS2,Smartsize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=0.5 EXPAND2 TRANS1.3,FAC参数控制效果(plane82 Free Tri Smartsize),FAC=0.5 EXPAND2 TRANS3,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,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,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10,Ex1.db,1、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(Mapped Quad),Plane42(缺省global3),Plane82(缺省global2),Main Menu Preprocessor Meshing Size Cntrls Globalother,2、控制全局单元尺寸来划分网格,划分方式：Plane82 Mapped Quad,Global=8（设置等分数，清除单元尺寸）,Global=1（设置单元尺寸）,3、控制面单元尺寸来划分网格,Area=2（单元尺寸）,划分方式：Plane82 Mapped Quad,4、控制线单元尺寸来划分网格,Line（两直线）=6（等分数）,划分方式：Plane82 Mapped Quad,5、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：Plane82 Mapped Quad,单元形状控制,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。 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。,ANSYS支持的单元形状和网格划分类型组合,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。,PLANE82,SOLID45,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。,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 Pick All 选择所有实体 (推荐)。,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.,映射网格划分包含三个步骤: 保证 “规则的”形状, 即面有 3 或4 条边, 或体有 4, 5, 或 6 个面； 指定尺寸和形状控制； 生成网格。,网格划分器选择映射网格划分,1、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,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,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 Preprocessor Meshing Concatenate Lines，然后拾取须连接的线. 对面进行连接，使用命令Preprocessor Meshing Concatenate Areas,网格划分器选择映射网格划分,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Quad shape和Mapped网格. 将 3/4 sided 变为 Pick corners. 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,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。,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,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 Pick All 或选择需要的实体即可.,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,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,映射网格划分举例,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,映射网格划分举例,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.,使用网格的Accept/reject提示,Main Menu Preprocessor Meshing Mesher Options,1. 单击方框，将设置改为Yes,2. 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不想要的网格,改变网格,改变网格,细化网格,在某些特定的结点，单元，关键点或线周围进行局部网格细划（得到更多的单元）。,1. 选择细划位置类型（即拾取的节点、单元、关键点、线、面周围或所有的单元上）,2. 单击Refine,改变网格,细化网格,3. 拾取细划位置，然后在拾取菜单上单击OK,4. 选择细划级别：（从15为从最小到最大）,5. 如果想调整细划深度或控制其它的细划选项，则选择Yes.,6. 单击OK,4,5,6,网格细划前,网格细划后,C 实体模型网格划分,Meshing Your Solid Model,实体模型网格划分,MESHTOOL对话框,主菜单,体网格划分扫掠网格划分,扫掠网格划分是指从一个边界面（称为源面）网格扫掠贯穿整个体，将未进行网格划分的体划分成规则的网格。,源面,目标面,体网格划分扫掠网格划分举例,待扫掠网格划分的实体模型,源面 46四面表网格,目标面,Ex3.db,体网格划分扫掠网格划分举例,（1）选择Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Attributes Picked Volumes 命令，弹出图形选取对话框，在图形窗中选择生成的体，单击【ok】按钮，弹出下图所示对话框，对体进行属性设置。,体网格划分扫掠网格划分举例,（2）选择Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Volumes Sweep Sweep Opts 命令，弹出图形选取对话框，按要求进行相关设置。,体网格划分扫掠网格划分举例,（3）对源面（A6）进行预网格划分设置。假定要把源面划分为46的四面表网格，则分别将源面两条边界上的单元划分设置为4和6即可。 选择Main Menu Preprocessor Meshing Size Ctrls ManualSize Layers Picked Lines 命令，弹出图形对话框，在图形视窗中选择A6面的上边线，单击ok按钮后将其单元划分数目设为6。,体网格划分扫掠网格划分举例,（4）重复（3）操作，将面A6左边线的单元划分数目设为4。此时的模型如下图所示。,6,4,体网格划分扫掠网格划分举例,（5）选择Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Volume Sweep Sweep 命令，弹出图形选取对话框，先选取图形视窗中的实体，单击ok按钮，再选中源面A6并单击ok按钮，接着选中目标面A5并单击ok按钮。最到得到的网格如下图所示。,D 网格划分练习,练习1连杆网格划分,说明 对一个二维连杆进行网格划分. 拉伸这个已网格化的面，形成一个三维的网格化的体.,Ex5c-rod-2d.db1,按教师指定的工作目录，用 “c-rod-2d-mesh”作为作业名，进入ANSYS. 或清除ANSYS 数据库，并把作业名改为 “c-rod-2d-mesh”: Utility Menu File Clear & Start New . Utility Menu File Change Jobname . 2. 恢复数据库“c-rod-2d.db1” : Utility Menu File Resume from 选择 “c-rod-2d.db1” 文件名, 然后选择 OK,3. 进入前处理器，把单元类型设置为MESH200 ，设置keyopt(1)=“QUAD 8-NODE”: Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 按Add . 选择 “Not Solved” 和 “Mesh Facet 200”, 然后选择 OK 按Options . 设置 K1为 “QUAD 8-NODE”, 然后选择 OK 按Close 注：mesh200仅用于网格划分，不用于求解，主要应用在需多步网格划分，如拉伸网格，需要由低维网格生成高维网格。,4. 设置单元尺寸为 0.2 ，用四边形单元对模型进行自由网格划分: Main Menu Preprocessor MeshTool 设置大小控制为Global，按 Set 设置SIZE = 0.2 按OK 按Mesh 拾取Pick All,5. 保存划分了网格的模型: Utility Menu File Save as 输入文件名“c-rod-2d-mesh-quad.db” , 然后选择 OK,6. 沿着已划分网格的面法向对该面拖拉，生成三维块体单元模型 : 6a. 添加三维块体单元类型: Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 按Add . 选择 “Structural Solid” 和 “Brick 20node 95”, 然后选择 OK 按Close,6b. 设置网格属性: Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Attributes Default Attribs 或Main Menu Preprocessor Meshing Meshtool 拾取 对话框最上面的set按钮 弹出对话框，选取单元类型solid95，按OK,6c. 设置在拖拉方向的单元份数， 然后拖拉面: Main Menu Preprocessor Modeling Operate Extrude Elem Ext Opts 输入VAL1 = 3 按OK Main Menu Preprocessor Modeling Operate Extrude Areas Along Normal 拾取 2号面, 然后选择 OK 设置DIST = 0.5, 然后选择 OK,7. 将模型置于等轴图方位: Utility Menu PlotCtrls Pan, Zoom, Rotate 选择ISO 8. 保存网格模型: Utility Menu File Save as 输入文件名“c-rod-3d-mesh-brick.db”, 然后选择 OK,9. 用 VSWEEP 创建一个三维网格化的块体: 9a. 恢复在练习 中创建的“c-rod-fix.db” (或 c-rod-fix.db1): Utility Menu File Resume from 选择 “ex5c-rod-fix.db” (或 “c-rod-fix.db1”) , 然后选择 OK 9b. 进入前处理器，设定单元类型为SOLID95: Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 按Add . 选择“Structural Solid” 和 “Brick 20node 95”, 然后选择 OK 按Close,c-rod-fix.db1,10e. 用VSWEEP对体进行网格划分: Main Menu preprocessor MeshTool . 设置大小控制为Global，按 Set 输入SIZE = 0.15 按OK 选择 “Hex” 和 “Sweep”, 保留“Auto Src/Trg”的缺省设置并激活它 按Sweep 拾取Pick All 10f. 保存网格模型: Utility Menu File Save as 输入文件名“c-rod-mesh-sweep.db” , 然后选择 OK,SIZE = 0.15,SIZE = 0.3,练习2轴类零件的网格划分,axis.db,1、定义单元类型 Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 按Add . 选择“Structural Solid” 和 “Tet 10node 187”, 然后选择 OK 按Close,2、划分网格 Main Menu Preprocessor Meshing Size Cntrls ManualsSize Global Size,2、划分网格 Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Volumes Free,练习3圆盘类零件的网格划分,gear.db,1、定义单元类型 Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 按Add . 选择“Structural Solid” 和 “Tet 10node 92”, 然后选择 OK 按Close,2、划分网格 Main Menu Preprocessor Meshing Size Cntrls ManualsSize Global Size,2、划分网格 Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Volumes Free,练习4,bracket.db,练习4,Size Level = 6,Size Level = 3,练习5 采用映射网格划分以下形体,提示：先用工作平面把该图形分割成规则形状,3D单元：solid95,wheela.db,E 典型结构单元类型,点单元 线单元 平面单元 实体单元 壳单元,F 网格划分基本原则,网格划分原则,网格数量 网格疏密 单元阶次 网格质量,网格数量,网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑,网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时