有限元分析FEA方法.ppt

分析的对象的一些行为 计算出的几何项 求解的自由度及应力 反作用力或节点力 4.反作用力或节点力 反作用力和节点力 (续) 网格误差估算 局部细化 P方法举例 ANSYS网格误差估计 ANSYS网格误差估计 能量百分比误差 应力偏差 举例 平均应力为4421 （nodal solution） 应力偏差为689.598 误差=689.598/4421=15.53%（局部细化） 能量误差 应力上下限 局部的细化 P方法及p单元的应用 P方法进行静力分析的步骤 1.选择P方法作业 GUI:Main Menu Preference P-Method 定义一个P单元，P方法被激活。 2.建模 建模过程与H-单元分析相同，单元类型必须用P单元 （a）指定P单元 水平 定义局部P-水平等级 定义P单元时用KeyOpt选项定义 定义整体p-水平等级 命令： PPRANGE , START, MAX GUI: Main Menu Solution P-Method Set P Range (b)定义几何模型 应用实体建模 (c) 用P单元分网。 自适应网格对P方法是无效的 3.施加载荷、求解 应用实体模型加载，而不是有限元模型 求解：推荐采用条件共轭梯度法（PCG），但PCG对于壳体P单元无效 4.后处理 察看结果 举例： platep.dat E=30e6 lb/in2 V=0.29 Thick=0.25in 在节点（0，5，0）处的收敛标准设为1% 高级网格划分技术 延伸网格划分 映射网格划分 层状网格划分 延伸网格划分 举例 将一个二维网格延伸生成一个三维网格；三维网格生成后去掉二维网格 步骤： 1.先生成横截面 2.指定网格密度并对面进行网格划分 3.拖拉面网格生成体网格 指定单元属性 拖拉，完成体网格划分。 4.释放已选的平面单元 举例：飞机模型机翼 映射网格划分 有两种主要的网格划分方法: 自由划分和映射划分. 自由划分 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. 映射划分 面的单元形状限制为四边形,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. 映射网格划分 自由网格 易于生成; 不须将复杂形状的体分解为规则形状的体. 体单元仅包含四面体网格, 致使单元数量较多. 仅高阶 (10-节点) 四面体单元较满意, 因此DOF(自由度)数目可能很多. ...映射网格划分 自由网格 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). 或使用命令 VMESH,ALL 或 AMESH,ALL. 映射网格划分举例 映射网格划分 由于面和体必须满足一定的要求,生成映射网格不如生成自由网格容易 : 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. 对三角形面或四面体, 单元分割数必须为偶数. ...映射网格划分 因此 ,映射网格划分包含以下三个步骤: 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0 ...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, 您可能进行如下的一项或两项操作: 把面 (或体) 切割成小的, 简单的形状. 连接两条或多条线 (或面) 以减少总的边数. ...映射网格划分 切割 （divide）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. 有时, 生成一条新的线或面会比移动或定向工作平面到正确的方向容易得多. ...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 LCCAT 命令或 Preprocessor -Meshing- Concatenate Lines, 然后拾取须连接的线. 对面进行连接, 使用 ACCAT 命令或Preprocessor -Meshing- Concatenate Areas 若两条线或两个面 相切交汇可考虑用加 (布尔) 运算 举例：一个由