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文档简介
1、ANSYS 入门教程 (5) - 网格划分技术及技巧之网格划分技术及技巧、网格划分控制及网格划分高级技术第 3 章 网格划分技术及技巧3.1 定义单元属性 单元类型 / 实常数 / 材料属性 / 梁截面 / 设置几何模型的单元属性3.2 网格划分控制 单元形状控制及网格类型选择 / 单元尺寸控制 / 内部网格划分控制 / 划分网格3.3 网格划分高级技术 面映射网格划分 / 体映射网格划分 / 扫掠生成体
2、网格 / 单元有效性检查 / 网格修改3.4 网格划分实例 基本模型的网格划分 / 复杂面模型的网格划分 / 复杂体模型的网格划分 创建几何模型后,必须生成有限元模型才能分析计算,生成有限元模型的方法就是对几何模型进行网格划分,网格划分主要过程包括三个步骤: 定义单元属性 单元属性包括:单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。 定义网格控制选项
3、对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置; 没有固定的网格密度可供参考; 可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。 生成网格 执行网格划分,生成有限元模型; 可清除已经生成的网格并重新划分; 局部进行细化。3.1 定义单元属性一、定义单元类型1. 定义单元类型
4、60; 命令:ET, ITYPE, Ename, KOP1, KOP2, KOP3, KOP4, KOP5, KOP6, INOPR ITYPE - 用户定义的单元类型的参考号。 Ename - ANSYS 单元库中给定的单元名或编号,它由一个类别前缀和惟一的编号组成,类别前缀可以省略,而仅使用单元
5、编号。 KOP1KOP6 - 单元描述选项,此值在单元库中有明确的定义,可参考单元手册。也可通过命令KEYOPT进行设置。 INOPR - 如果此值为 1 则不输出该类单元的所有结果。 例如:et,1,link8 ! 定义 LINK8 单元,其参考号
6、为 1;也可用 ET,1,8 定义et,3,beam4 ! 定义 BEAM4 单元,其参考号为 3;也可用 ET,3,4 定义2. 单元类型的 KEYOPT 命令:KEYOPT, ITYPE, KNUM, VALUE ITYPE - 由ET命令定义的单元类型参考号。 KNUM
7、 - 要定义的 KEYOPT 顺序号。 VALUE - KEYOPT 值。 该命令可在定义单元类型后,分别设置各类单元的 KEYOPT 参数。 例如:et,1,beam4 ! 定义 BEAM4 单元的参考号为 1et,3,beam189 ! 定义 BEAM189
8、 单元的参考号为 3keyopt,1,2,1 ! BEAM4 单元考虑应力刚度时关闭一致切线刚度矩阵keyopt,3,1,1 ! 考虑 BEAM189 的第 7 个自由度,即翘曲自由度! 当然这些参数也可在 ET 命令中一并定义,如上述四条命令与下列两条命令等效:et,1,beam4,1et,3,beam189,1 3. 自由度集
9、160; 命令:DOF, Lab1, Lab2, Lab3, Lab4, Lab5, Lab6, Lab7, Lab8, Lab9, Lab10 4. 改变单元类型 命令:ETCHG, Cnv 5. 单元类型的删除与列表 删除命令:ETDELE, ITYP1, ITYP2, INC 列表命令:ETLIST, ITYP1, ITYP2, INC二、 定义实常数
10、1. 定义实常数 命令:R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6 续:RMORE,R7,R8,R9,R10,R11,R12 . 其中: NSET - 实常数组号(任意),如果与既有组号相同,则覆盖既有组号定义的实常数。 R1R12
11、 - 该组实常数的值。 使用 R 命令只能一次定义 6 个值,如果多于 6 个值则采用续行命令 RMORE 增加另外的值。每重复执行 RMORE 一次,则该组实常数增加 6 个值,如 712、1318、1924 等。 各类单元有不同的实常数值,其值的输入必须按单元说明中的顺序; 如果实常数值多于单元所需要的,则仅使用需要的值;如果少于所需要的,则以零值补充。 一种单元可有多组实常数,也有一些单元不需要实常数 (
12、如实体单元)。 例如 BEAM4 单元,需要的实常数值有 12 个: AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETA 和 ISTRN、IXX、SHEARZ、SHEARY、SPIN、ADDMAS 设采用直径为 0.1m 的圆杆,其实常数可定义为:D=0.1PI=acos(-1)a0=pi*d*d/4I0=pi*D*4/64IX=pi*D*4/32R,3,a0,i0,i0,d,d,0
13、0; ! 定义第 3 组实常数的 AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETARmore,0,ix,0,0,0,2.0 ! 定义第 3 组实常数的其它实常数值2. 变厚度壳实常数定义 命令:RTHICK,Par,ILOC,JLOC,KLOC,LLOC Par - 节点厚度的数组参数(以节点号引用),如 mythick(19) 表示在节点 19 的壳体厚度。
14、; ILOC - 单元I节点的厚度在实常数组中的位置,缺省为 1。 JLOC-单元J节点的厚度在实常数组中的位置,缺省为 2。 KLOC-单元K节点的厚度在实常数组中的位置,缺省为 3。 LLOC-单元L节点的厚度在实常数组中的位置,缺省为 4。
15、60; 该命令后面的四个参数顺序与节点厚度的关系比较复杂,例如设某个单元:节点厚度数组为 MYTH;单元节点顺序: I J K L;节点编号: NI NJ NK NL; RTHICK 命令参数: 3 2 4 1;IJKL 节点厚度: MYTH(NL)、MYTH(NJ)、MYTH(NI)、MYTH(NK)。 典型的如壳厚度为位置的函数,其命令流如下:finish $ /clear $ /PREP7ET,1,63 $ blc4,10,10 $ ESIZE,0.5 $ AMESH,1MXNOD
16、E = NDINQR(0,14) ! 得到最大节点号*DIM,THICK,MXNODE ! 定义数组,以存放节点厚度*DO,i,1,MXNODE
17、; ! 以节点号循环对厚度数组赋值THICK(i) = 0.5 + 0.2*NX(i) + 0.02*NY(i)*2*ENDDO &
18、#160; ! 结束循环RTHICK,THICK(1),1,2,3,4 ! 赋壳厚度/ESHAPE,1.0 $ eplot !带厚度显示壳
19、单元3. 实常数组的删除与列表 删除命令:RDELE, NSET1, NSET2, NINC 列表命令:RLIST, NSET1, NSET2, NINC 其中 NSET1,NSET2,NINC - 实常数组编号范围和编号增量, 缺省时 NSET2 等于 NSET1 且 NINC=1。NSET1 也可为 ALL。 三、 材料属性 每一组材料属性有一个材料参考号,用于识别各
20、个材料特性组。一个模型中可有多种材料特性组。1. 定义线性材料属性 命令:MP,Lab,MAT,C0,C1,C2,C3,C4 Lab - 材料性能标识,其值可取: EX:弹性模量(也可为 EY、EZ)。 &
21、#160; ALPX:线膨胀系数(也可为 ALPY、ALPZ)。 PRXY:主泊松比(也可为 PRYZ、PRXZ)。 NUXY:次泊松比(也可为 NUYZ、NUXZ)。 GXY:剪切模量(也可为 GYZ、
22、GXZ)。 DAMP:用于阻尼的K矩阵乘子,即阻尼比。 DMPR:均质材料阻尼系数。 MU:摩擦系数。
23、60; DENS:质量密度。 MAT - 材料参考号,缺省为当前的 MAT 号(由 MAT 命令确定)。 C0 - 材料属性值,如果该属性是温度的多项式函数,则此值为多项式的常数项。 C1C4 - 分别为多项式中的一次、二次、三次、四次项系数,如为 0 或空,则定义一个常数的材料性能。2. 定义线性
24、材料属性的温度表 命令:MPTEMP, STLOC, T1, T2, T3, T4, T5, T63. 定义与温度对应的线性材料特性 命令:MPDATA, Lab, MAT, STLOC, C1, C2, C3, C4, C5, C64. 复制线性材料属性组 命令:MPCOPY, -, MATF, MATT5. 改变指定单元的材料参考号 命令:MPCHG, MAT, ELEM6.&
25、#160; 线性材料属性列表和删除 列表命令:MPLIST, MAT1, MAT2, INC, Lab, TEVL 删除命令:MPDELE, Lab, MAT1, MAT2,I NC7. 修改与线胀系数相关的温度 命令:MPAMOD, MAT, DEFTEMP8. 计算生成线性材料温度表 命令:MPTGEN, STLOC, NUM, TSTRT, TINC9. 绘制线性
26、材料特性曲线 命令:MPPLOT, Lab, MAT, TMIN, TMAX, PMIN, PMAX10. 设置材料库读写的缺省路径 命令:/MPLIB, R-W_opt, PATH11. 读入材料库文件 命令:MPREAD, Fname, Ext, -, LIB12. 将材料属性写入文件 命令:MPWRITE, Fname, Ext, -, LIB, MAT13.
27、160; 激活非线性材料属性的数据表 命令:TB, Lab, MAT, NTEMP, NPTS, TBOPT, EOSOPT14. 定义 TB 温度值 命令:TBTEMP, TEMP, KMOD15. 定义 TB 数据表中的数据 命令:TBDATA, STLOC, C1, C2, C3, C4, C5, C616. 定义非线性数据曲线上的一个点 命令:TBPT, Oper, X,
28、Y17. 非线性材料数据表的删除和列表 删除命令:TBDELE, Lab, MAT1, MAT2, INC 列表命令:TBLIST, Lab, MAT18. 非线性材料数据表的绘图 命令:TBPLOT, Lab, MAT, TBOPT, TEMP, SEGN四、 梁截面 BEAM18x 单元,需定义单元的横截面(称为梁截面); BEAM44也
29、可使用梁截面也可输入截面特性实常数; 仅 BEAM18x 可使用多种材料组成的截面; 仅 BEAM18x 可使用变截面梁截面,而 BEAM44 可输入实常数。1. 定义截面类型和截面 ID 命令:SECTYPE,SECID,Type,Subtype,Name,REFINEKEY SECID - 截面识别号,也称为截面 ID 号。 &
30、#160; Type - 截面用途类型,其值可取: BEAM:定义梁截面,应用于等截面时,见下文。 TAPER:定义渐变梁截面(变截面梁)。 S
31、HELL:定义壳 PRETENSION:定义预紧截面 JOINT:连接截面,如万向铰。 Subtype - 截面类型,对于不同的 Type 该截面类型不同,如:
32、0; 当 Type=BEAM 时,Subtype 可取:RECT:矩形截面; QUAD:四边形截面; CSOLID:实心圆形截面; CTUBE:圆管截面;CHAN:槽形截面; I:工字形截面; Z:Z形截面; L:L形截面; T:T形截面; HATS:帽形截面; HREC:空心矩形或箱形; ASEC:任意截面; MESH:自定义截面 当 Type=JOINT(有刚度可大角度旋转)时,Subtype 可取:
33、 UNIV:万向铰; REVO:销铰或单向铰; Name - 8 个字符的截面名,字符可包含字母和数字。 REFINEKEY - 设置薄壁梁截面网格的精细水平,有 0(缺省)5(最精细)六个水平。2. 定
34、义梁截面几何数据(Type = BEAM) 命令:SECDATA, VAL1, VAL2, VAL3, VAL4, VAL5, VAL6, VAL7, VAL8, VAL9, VAL10 其中 VAL1VAL10 为数值,如厚度、边长、沿边长的栅格数等,每种截面的值是不同的。 ANSYS 定义了 11 种常用的截面类型,每种截面输入数据如下: Subtype = RECT: 矩形截面 输入数据:B,H,Nb,Nh
35、160; B - 截面宽度。 H - 截面高度。 Nb - 沿宽度 B 的栅格数(cell),缺省为 2。 Nh - 沿高度 H 的栅格数,缺省为 2。 Subtype = QUAD:四边形截面 输入数据:yI, z
36、I, yJ, zJ, yK, zK, yL, zL, Ng, Nh yI,zI,yJ,zJ,yK,zK,yL,zL - 各点坐标值。 Ng,Nh - 沿 g 和 h 的栅格数,缺省均为 2。 如果输入一个相同的坐标,可以退化为三角形。 Subtype = CSOLID:实心圆截面 输入数据:R, N, T
37、60; R - 半径。 N - 圆周方向划分的段数,缺省为 8。 T - 半径方向划分的段数,缺省为 2。 Subtype=CTUBE:圆管截面 输入数据:Ri, R0, N Ri - 管的内半径。
38、60; R0 - 管的外半径。 N - 沿圆周的栅格数,缺省为 8。 Subtype = CHAN:槽形截面 输入数据:W1, W2, W3, t1, t2, t3 W1,W2 - 翼缘宽度。 W3 - 全高。
39、60; t1,t2 - 翼缘厚度。 t3 - 腹板厚度 Subtype = I: 工字形截面 输入数据:W1,W2,W3,t1,t2,t3 W1,W2 - 翼缘宽度。 W3 - 全高。 t1,t2 - 翼缘厚度。 t3 - 腹板厚度
40、0; Subtype = Z: Z 形截面 输入数据:W1, W2, W3, t1, t2, t3 W1,W2 - 翼缘宽度。 W3 - 全高。 t1,t2 - 翼缘厚度。 t3 - 腹板厚度
41、 Subtype = L: L 形截面 输入数据:W1, W2, t1, t2 W1,W2 - 腿长。 t1,t2 - 腿厚度。 Subtype = T:T 形截面 输入数据:W1,W2,t1,t2 W1 - 翼缘宽长。
42、0; W2 - 全高。 t1 - 翼缘厚度。 t2 - 腹板厚度。 Subtype = HATS: 帽形截面 输入数据:W1,W2,W3,W4,t1,t2,t3,t4,t5 W1,W2 - 帽沿宽度。
43、160; W3 - 帽顶宽度。 W4 - 全高。 t1,t2 - 帽沿厚度。 t3 - 帽顶厚度。 t4,t5 - 腹板厚度。 Subtype = HREC: 空心矩形
44、截面或箱形截面 输入数据:W1,W2,t1,t2,t3,t4 W1 - 截面全宽。 W2 - 截面全高。 t1,t2,t3,t4 - 壁厚。 Subtype = ASEC:任意截面 输入数据:A, Iyy, Iyz, Izz, Iw, J, CGy,
45、CGz, SHy, SHz A - 截面面积。 Iyy - 绕 y 轴惯性矩。 Iyz - 惯性积。 Izz - 绕 z 轴惯性矩。 Iw - 翘曲常数。
46、 J - 扭转常数。 Cgy - 质心的 y 坐标。 CGz - 质心的 z 坐标。 SHy - 剪切中心的 y 坐标。 SHz - 剪切中心的 z 坐标。 Subtype = MESH: 自定义截面&
47、#160; 当截面不是常用的 11 个截面时,可采用自定义截面。自定义截面具有很大的灵活性,可定义任意形状的截面,材料也可不同,因此对于梁截面该自定义截面可满足各种情况下的使用要求。 自定义截面要使用 SECWRITE 命令和 SECREAD 命令。 梁截面定义示例:finish $ /clear $ /prep7sectype,1,beam,rect
48、60; ! 定义矩形截面,ID=1secdata,2,3sectype,2,beam,quad ! 定义四边形截面,ID=2secdata,-1,-1,1.2,-1.2,1.4,1.3,-1.1,1.2sectype,3,beam,csolid &
49、#160; ! 定义实心圆截面,ID=3secdata,4sectype,4,beam,ctube ! 定义圆管截面,ID=4secdata,8,9sectype,5,beam,chan &
50、#160; ! 定义槽形截面,ID=5secdata,80,90,160,10,12,8sectype,6,beam,i ! 定义工字形截面,ID=6secdata,80,60,150,10,8,12sectype,7,beam,z
51、0; ! 定义 Z 形截面,ID=7secdata,70,80,120,10,10,8sectype,8,beam,l &
52、#160; ! 定义 L 形截面,ID=8secdata,120,70,8.5,8.5sectype,9,beam,t ! 定义 T 形截面,ID=9secdata,120,140,10,12sectype,10,beam,hats
53、0; ! 定义帽形截面,ID=10secdata,40,50,60,130,10,12,16,10,10sectype,11,beam,hrec ! 定义箱形截面,ID=11secdata,40,50,10,10,10,10! 可采用 SECPLOT,ID(ID 输入相应
54、的号)查看截面及数据。 3. 定义变截面梁几何数据(Type = TAPER) 命令:SECDATA, Sec_IDn, XLOC, YLOC, ZLOC Sec_IDn - 已经定义的梁截面识别号,用于端点 1(I)和 2(J)截面 ID。 XLOC,YLOC,ZLOC - 整体坐标系中 Sec_IDn 的位置坐标。
55、60; 变截面梁的定义首先需要定义两个梁截面,然后根据拟定义的变截面梁再定义各个梁截面 ID 所在的空间位置。两端的两个截面拓扑关系相同,即必须具有相同的 Subtype 类型、相同的栅格数和相同的材料号。 例如下面给出了工字形截面的变截面应用示例。finish $ /clear $ /prep7sectype,1,beam,Isecdata,160,120,200,10,10,8 ! 定义梁截面 ID=1 及其数据sectype,2,beam,Isecdata
56、,320,240,300,16,16,12 ! 定义梁截面 ID=2 及其数据! 创建 3 个关键点和一条线k,1 $ k,2,800,300 $ k,100,400,400 $ l,1,2sectype,3,taper ! 定
57、义变截面梁 Id=3secdata,1,kx(1),ky(1),kz(1) ! 一个端点的截面采用 ID1,位置用坐标给出secdata,2,kx(2),ky(2),kz(2) ! 另一端点的截面采用 ID2,位置用坐标给出et,1,beam189 $ mp,ex,1,2.1e5 $ mp,prxy,1,0.
58、3 ! 定义单元及材料属性lesize,all,8 $ latt,1,1,100,3 $ lmesh,all! 网分控制、为线赋单元属性、网分/eshape,1 $ eplot ! 查看单元形状 4.
59、60; 定义截面偏移 当 Type=BEAM 时命令: SECOFFSET, Location, OFFSETY, OFFSETZ, CG-Y, CG-Z, SH-Y, SH-Z Location - 偏移有 4 个选择位置,分别为: CENT:梁节点偏移到质心(缺省
60、)。 SHRC:梁节点偏移到剪心。 ORIGIN:梁节点偏移到横截面原点。 USER:梁节点偏移到用户指定位置(相对横截面原点),由 OFFSETY,OFFSETZ 确定。
61、160; OFFSETY,OFFSETZ - 仅当 Location=USER 时,梁节点相对于横截面原点的偏移量。 CG-Y, CG-Z,SH-Y,SH-Z - 用于覆盖程序自动计算的质心和剪心位置。高级用户可用其创建复合材料的横截面模型。还可使用SECCONTROL 命令控制横截面剪切刚度。 当 Type=SHELL 时命令:
62、160; SECOFFSET, Location,OFFSET Location - 偏移也有 4 个选择位置,分别为: TOP:壳节点偏移到顶面。 MID:壳节
63、点偏移到中面。 BOT:壳节点偏移到底面。 USER:用户定义,偏移梁由 OFFSET 指定。 OFFSET - 仅当 Location=USER 时,相对于中面的偏移距离。5.&
64、#160; 梁截面特性列表 命令:SLIST, SFIRST, SLAST, SINC, Details, Type6. 删除所定义的截面 命令:SDELETE, SFIRST, SLAST, SINC, KNOCLEAN 其中 KNOCLEAN 为预紧单元清除参数,如为 0 则删除预紧单元并通过 PMESH 再形成;如为 1 则不删除预紧单元。其余参数同 SLIST 命令。7. 绘制所定义截面
65、; 命令:SECPLOT, SECID, VAL1, VAL2 SECID - 截面 ID 号。 VAL1,VAL2 - 输出控制参数。 对 BEAM:VAL1 = 0 则不显示栅格;VAL1 = 1 则现实栅格。 &
66、#160; 对 SHELL:VAL1 和 VAL2 表示显示层号的范围。8. 自定义截面的存盘和读入 存盘命令:SECWRITE, Fname, Ext, -, ELEM_TYPE 读入命令:SECREAD, Fname, Ext, -, Option Fname - 文件名及其路径(可达 248 个字符)。 &
67、#160; Ext - 文件名的扩展名,缺省为“SECT”。 ELEM_TYPE - 单元类型属性指示器,此参数意义不大。 Option - 从何处读入的控制参数。如 Option=LIBRARY(缺省)则从截面库中读入截面数据。如 Option=MESH 则从用户网分的截面文件中读入,该文件包含了栅格和栅点等数据。 创建自定义截面的基本步骤有: 创建
68、60; 2D 面,可完全表达截面形状。 定义且仅能定义 PLANE82 或 MESH2000 单元,如果有多种材料则定义材料号。 定义网分控制并划分网格。 用 SECWRITE 命令写入文件。 用 SECTYPE 和 SECREAD 命令定义截面 ID 等。 示例: 截面由两种材料组成,其分界线如图中所示,其自定义截面命令流如下:! EX3.2 自定义多种材料截面finish
69、60; $ /clear $ /prep7Ro=1.5 $ Ri=1.0 ! 定义两个半径csys,1 $ cyl4,ri $ cyl4,ro ! 设置柱坐
70、标系,创建两个圆面aptn,all ! 作面分割运算wprota,90$asbwa,all
71、60; ! 切分面wprota,90 $ asbw,all $ wpcsys ! 切分面et,1,plane82
72、160; ! 定义单元类型为 PLANE82mymat1=4 $ mymat2=7 ! 定义两个材料参数,分别赋值 4 和 7mp,ex,mymat1,1.0 $ mp,ex,mymat2,2.0 ! 定义材料参考号,具体特性可任意asel,s,loc,x,0,ri $ aatt,mymat1,1 &
73、#160; ! 内部圆面为材料 mymat1asel,s,loc,x,ri,ro $ aatt,mymat2,1 ! 外部环面为材料 mymat2allsel$esize,0.25 $ mshape,0,2d ! 定义网格控制、单元形状mshkey,1 $ amesh,all
74、160; ! 定义网格划分方式并网分secwrite,mycsolid,sect ! 将截面写入 mycsolid.sect 文件! 下面准备读入截面并使用
75、finish $ /clear $ /prep7et,1,beam189 ! 定义单元类型为 BEAM189mym1=4 $ mym2=7
76、60; ! 定义两个材料参数,此值与 MYMAT 对应mp,ex,mym1,3.0e10mp,prxy,mym1,0.167
77、0; ! 定义材料参考号 MYM1 和具体特性值mp,ex,mym2,2.1e11mp,prxy,mym2,0.3 ! 定义材料参考号 MYM2 和具体特性值sectype,1,beam,mesh
78、0; ! 定义用户梁截面secread,mycsolid,sect,mesh ! 读入 mysolid.sect 文件k,1$k,2,10 $ l,1,2 $ lesi
79、ze,all,20 ! 创建关键点和线,及线的网格划分控制latt,1,1 ! 此处采用了缺省材料参考号,即便指定材料参考号也不起作用lmesh,all $ /eshape,1 ! 划分网格,打开单元形状/pnum,mat,1$ eplot ! 显示单元材料参考号,并显示单元 特别注意的是材料参考号在 SECWR
80、ITE 之前就确定了,而在使用该截面时只能使用相同的材料参考号。但在前者中可任意设置材料特性值,也就是说在前者中的材料具体特性值没有意义,仅材料参考号有意义。 9. 定义层壳单元的数据(Type=SHELL) 命令:SECDATA, TK, MAT, THETA, NUMPT 该命令仅使用于 SHELL131、SHELL132、SHELL181、SHELL208、SHELL209 单元。10. 定义预紧截面的数据(Type= PRETENSION)
81、60; 命令:SECDATA, node, nx, ny, nz 修改预紧截面数据可采用 SECMODIF 命令。11. 定义连接数据(Type=JOINT) 当 Subtype= REVO 时命令:SECDATA ,angle1 当 Subtype= UNIV 时命令:SECDATA ,angle1,angle3五、 设置几何模型的单元属性 前面介绍了如何定义单元类型、实常数、材料属性、梁截面等单元属性,但与几何模
82、型还没有任何关系。 如何将这些属性与几何模型关联呢?这就是对几何模型进行单元属性的设置,即将这些属性赋予几何模型。 赋予几何模型单元属性,仅 4 个命令: KATT, LATT, AATT, VATT(简称 xATT 命令)。1. 设置关键点单元属性 命令:KATT, MAT, REAL, TYPE,ESYS 其中 MAT, REAL
83、, TYPE, ESYS 分别为材料号、实常数号、单元类型号、坐标系编号。 该命令为所选择的所有关键点设置单元属性,而通过这些关键点复制生成的关键点也具有相同的属性。如果关键点在划分网格时没有设置属性, 则其属性由当前的“ MAT、REAL、TYPE、ESYS”等命令设置。 在划分网格前如要改变其属性,只需重新执行 KATT 命令设置, 如果其命令参数为 0 或空,则删除相关的属性。 如果 MAT,REAL,TYPE,ESYS 参数中任意一个定义为 -
84、1,则设置保持不变。2. 设置线的单元属性 命令:LATT, MAT, REAL, TYPE, -, KB, KE, SECNUM MAT,REAL,TYPE - 同 KATT 中的参数。 KB,KE - 线始端和末端的方位关键点。ANSYS 在对梁划分网格时,使用方位关键点确定梁截面的方向。对于梁截面沿线保持同一方位时,可仅使用 KB 定位;预扭曲梁(麻花状)可能需要
85、两个方位关键点定位。 SECNUM - 梁截面 ID 号。 该命令为所选择的线设置单元属性,但由 KB 和 KE 指定的值仅限于所选择的线,因此通过这些线复制生成的线则不具有这些属性(即 KB 或 KE 不能一同复制)。但如不使用 KB 和 KE 时,通过这些线复制生成的线具有同样的属性。不指定单元属性、修改其单元属性与 KATT 命令类似,可参照处理。 在命令 LATT 中如果没有指定 KB 和 KE 则采用缺省的截面方位,缺省截面方位的
86、确定方法是截面的xoz坐标平面总是垂直总体直角坐标系的 XOY 平面,且截面至少有一个坐标轴与总体坐标轴方向相同或接近。 如果使用 KB 和 KE 确定截面方位,则始点截面 yoz 平面垂直于 KP1、KP2 和 KB 组成的平面且截面的 z 轴指向 KB 侧;同理,末端截面截面 yoz 平面也垂直于 KP1、KP2 和 KE 组成的平面且截面的 z 轴指向 KE 侧。如果 KB 和 KE 在不同的方向,则截面方位是变化的,沿线形成麻花状截面。finish $ /clear $ /prep7et,1,beam189 $ m
87、p,ex,1,2.1e5 $ mp,prxy,1,0.3 ! 定义单元类型和材料属性sectype,1,beam,i$secdata,100,40,160,10,10,8 ! 定义梁截面 ID=1 和截面数据l0=1000 $ dl=500 $ dxc=400
88、160; ! 定义几个参数k,1 $ k,2,l0 $ l,1,2 ! 创建关键点和线k,100,dl $ k,200,dxc,-dl $ k,300,2*dxc,dl ! 定义定位关键点k,301,2*dxc+dl
89、 $ k,400 $ k,500,8*dxclgen,5,1,dxc ! 复制生成5条线lsel,s,1 $latt,1,1,100,1
90、0; ! 线 1 定位点 KB=100lsel,s,2 $latt,1,1,200,1 ! 线 2 定位点 KB=200lsel,s,3 $latt,1,1,300,301,1
91、160; ! 线 3 定位点 KB=300, KE=301lsel,s,4 $latt,1,1,400,1 ! 线 4 定位点 KB=400lsel,s,5 $latt,1,1,500,1
92、160; ! 线 5 定位点 KB=500lsel,all $ lesize,all,50 ! 定义网格划分控制lmesh,all
93、$ /eshape,1 $ eplot ! 划分网格并显示 3. 设置面的单元属性 命令:AATT, MAT, REAL, TYPE, ESYS, SECN MAT,REAL,TYPE - 同 KATT 中
94、的参数。 SECN - 截面 ID 号(由 SECTYPE 命令定义)。 该命令为所选择的面设置单元属性,通过这些面复制生成的面也具有同样的属性。4. 设置体的单元属性 命令:VATT, MAT, REAL, TYPE, ESYS 其中参数与 KATT 命令中的参数意义相同。 上述 4 个命令中,LATT 略复杂些,主要是定义梁截面的方位,其余命
95、令则相对容易。xATT 命令都是对所选择的没有划分网格的几何图素设置的单元属性,一旦划分网格,不容许再用 xATT 命令设置属性。3.2 网格划分控制 在 3.1 节中介绍了如何定义单元属性和怎样赋予几何图素这些性质,这里则介绍如何控制网格密度或大小、划分怎样的网格及如何实施划分网格等问题。 但是网格划分控制不是必须的,因为采用缺省的网格划分控制对多数模型都是合适的;如果不设置网格划分控制则 ANSYS 自动采用缺省设置对网格进行划分。一、单元形状控制及网格类型选择1. 单元
96、形状控制 命令:MSHAPE, KEY, Dimension KEY - 划分网格的单元形状参数,其值可取: KEY=0:如果 Dimension=2D 则用四边形单元划分网格;如果 Dimension=3D 则用六面体单元划分网格。
97、60; KEY=1:如果 Dimension=2D 则用三角形单元划分网格;如果 Dimension=3D 则用四面体单元划分网格。 在设置该命令的参数时,应考虑所定义的单元类型是否支持这种单元形状。2. 网格类型选择 命令:MSHKEY, KEY 其中 KEY 表示网格类型参数,其值可取: KEY=0(缺省):自由网格划分(free meshing)
98、60; KEY=1:映射网格划分(mapped meshing) KEY=2:如果可能则采用映射网格划分,否则采用自由网格划分。 单元形状和网格划分类型的设置共同影响网格的生成,二者的组合不同,所生成的网格也不相同。 ANSYS支持的单元形状和网格划分类型组合 没有指定单元形状和网格划分类型时将发生的
99、情况 3. 中间节点的位置控制 命令:MSHMID, KEY 其中 KEY 为边中间节点位置控制参数,其值可取: KEY=0(缺省):边界区域单元边上的中间节点与区域线或面的曲率一致。 KEY=1:设置所有单元边上的中间节点使单元边为直的,允许沿曲线进行粗糙的网格划分。
100、0; KEY=2:不生成中间节点,即消除单元的中间节点。 上述几条命令的应用示例如下命令流。! EX3.4 A 两种单元形状和两种网格划分比较finish $ /clear $ /prep7et,1,plane82 &
101、#160; ! 定义单元类型k,1 $ k,2,8 $ k,3,7,6 $ k,4,1,6 ! 创建关键点a,1,2,3,4 $ esize,1
102、; ! 创建面、定义单元尺寸mshape,0 $ mshkey,0 ! 四边形单元、自由网格划分
103、 ! mshape,0 $ mshkey,1 !四边形形状、映射网格划分! mshape,1 $ mshkey,1 !三角形形状、映射网格划分! mshape,1 $ mshkey,0 !三角形形状、自
104、由网格划分 对于中间节点的位置控制比较如下命令流所示。! EX3.4B 中间节点位置控制网格划分比较finish $ /clear $ /prep7et,1,plane82 $ cyl4,4,8,60 $ lesize,all,2 ! 定义单元类型、创建面、设置单元尺寸mshape,0 $ mshkey,1 ! 设置四边形单元形状、映射网格划分类型mshmid,0
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