第5章网格划分及有限元模型的建立要点解析.ppt

第5章 网格划分及有限元模型的建立 主要内容 5.1网格划分概述 5.2定义单元属性 5.3网格划分控制 5.4实体模型的网格划分 5.5直接生成有限元模性 5.6修改网格 5.7检查网格 5.8清除网格 5.1 网格划分概述 ANSYS提供了两种创建有限元模型的方法，即直接法和实体模型网格划分建模法。 直接法首先创建节点，然后利用节点创建单元，单个或多个单元组成一个有限元模型。 网格划分法首先创建实体模型，然后利用网格划分工具将实体模型划分为有限元模型。 5.1 网格划分概述 有限元模型创建需要做如下准备工作。 定义单元类型。在创建或划分网格之前必须设置所创建单元的类型，即指定ANSYS单元库中的单元。 定义单元实常数。单元实常数是指诸如板壳单元的厚度、梁单元的截面几何尺寸等。它是从物理对象抽象成数学对象时无法保留的各种几何、力学、热学等属性参数。在形成网格之前，必须作为单元实常数的方式赋予指定的单元，从而使单元的行为和属性保持与所进行有限元分析的物理对象的一直。 定义材料属性。不同的材料具有不同的力学、传热学、电磁学和流体行为特性，这些特性也许在进行创建单元形成网格之前进行定义。 5.1 网格划分概述 5.1.1 直接法创建有限元模型的基本步骤 直接法创建有限元模型的基本步骤如下。 1）定义单元类型。 2）定义单元实常数。 3）定义材料属性。 4）创建节点。菜单路径为：【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Modeling】/【Create】/【Nodes】。 5）设置当前单元属性。 6）创建单元。 7）修改网格模型。 5.1 网格划分概述 5.1.2网格划分建模法的基本步骤 直接法创建有限元模型的基本步骤如下。 1）定义单元类型。 2）定义单元实常数。 3）定义材料属性。 4）创建实体模型。 5）设置当前单元属性。 6）控制网格划分密度。 7）选择单元形状和网格划分器类型。 8）划分网格 9）检查网格 10）合并模型与编号控制 11）修改模型 5.2 定义单元属性 5.2.1 定义单元类型 GUI：单击【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Element Type】（单元类型）/【Add/Edit/Delete】（增加/编辑/删除） 5.2 定义单元属性 5.2.2 单元实常数 GUI：单击【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Real Constants】（实常数）/【Add/Edit/Delete】（增加/编辑/删除） 5.2 定义单元属性 5.2.3 材料常数 GUI：单击【Main Menu】/【Preprocesssor】/【Material Props】（材料属性）/【Material Models】（材料模型） 5.3 网格划分控制 5.3.1 单元属性分配设置 1. 直接方式为实体模型分配属性 GUI：【Main Menu】/【Preprocessor】/【Meshing】（网格）/【Mesh Attributes】（网格划分属性） 5.3 网格划分控制 2. 默认方式为有限元模型分配属性 GUI：【Main Menu】/【Preprocessor】/【Meshing】/【Mesh Attributes】/【Default Attribs】（默认属性），默认方式分配属性。 或【Main Menu】/【Preprocessor】/【Modeling】/【Create】/【Elements】/【Elem Attributes】（单元属性）。 5.3 网格划分控制 5.3.2 智能单元尺寸控制 在划分网格之前，一般都需要对网格密度进行必要的控制。合理的单元网格密度是获得高精度结果的保证，确保准确捕捉场量的分布和梯度变化，如应力/应变的分布与梯度变化，在应力集中位置需要相对密的单元网格。在实际工程计算中，用户必须根据自己的分析需求和问题的性质来确定网格划分密度的控制。 【Main Menu】/【Preprocessor】/【Meshing】/【Size Cntrls】（尺寸控制）包括智能单元尺寸控制【SmartSize】和人工单元尺寸控制【ManualSize】和裂纹尖端单元尺寸控制【Concentrat KPs】。 GUI:【Main Menu】/【Preprocessor】/【Meshing】/【Size Cntrls】/【SmartSize】。 5.3 网格划分控制 5.3.3人工单元尺寸控制 1. 总体单元尺寸控制 菜单路径为：【Main Menu】/【Preprocessor】/【Meshing】/【Size Cntrls】/【ManualSize】/【Global】 包括【Size】 【Area Cn