自动网格划分专题自动网格划分专题.pdf

自动网格划分详述 具体问题： 对构件进行自动网格划分，很多FEA 软件使用者存在较多的疑惑，尤其针对 组合构件的网格划分问题，如何使接触部位共节点耦合不太明确，现结合midas FEA V3.3 版本，针对与自动网格划分相关操作做一些说明，以及对各种组合结 构进行自动网格划分的方法做一个整理。 解决办法： ⑴ 自动网格划分各项解释 在程序中，自动网格划分具体位置如下图： ①对任意空间线进行自动网格划分； ②对平面或空间曲面进行自动网格划分； ③对实体划分生成四面体网格； ④对实体划分生成以六面体为主导网格； ⑤对线围成的平面线框网格划分；⑥对线围成的平面线框或空间曲面线框划分； ⑦将围成闭合的2D 网格生成3D 网格； 针对右下图每一项做如下说明： 第①项：主要针对空间任意线进行自动网格划分生成线网格单元； 第②项：对空间任意面，生成平面网格单元； 第⑥项：对空间任意闭合线框，生成曲面网格单元； 第⑤项：只能将闭合平面线框进行自动网格划分生成平面网格单元； 第③项：对空间实体进行自动网格划分生成四面体网格单元； 第④项：对空间实体进行自动网格划分生成以六面体为主导的网格单元，其 划分原则是，以六面体网格为主导，在不规则部位以五面体金字塔型网格为过度， 再加上四面体网格来生成以六面体为主导的网格单元（如下图所示），这是midas FEA 软件升级后的新增功能；我们知道，六面体网格的分析计算精度高于四面体 网格，提高了计算精度；而且由于六面体网格生成的实体得到的单元数和节点数 远少于四面体网格，因此计算速度也优先于四面体网格生成的实体。 第⑦项：此功能应用较少，但有些情况还是能用到。主要是通过闭合2D 面 网格生成3D 实体网格，类似于空间闭合面的填充功能，这里是将闭合面网格填 充为实体网格。⑦图反映的就是：将一面开口的空间面网格生成闭合的空间面网 格，然后再通过自动网格填充为体网格。 ⑵ 组合构件的自动网格划分 a、线-面接触 可以通过印刻功能将接触部位顶点印刻到曲面上，然后对线与面分别进行自 动网格划分； b、面-实体接触 通过印刻功能将接触部位曲线印刻到实体表面，然后对面与体分别进行网格 划分； 这里需要注意：在做完印刻以后，实际上板与实体接触部位有两条线，这时 为了保证这两条线能节点耦合，需要做线网格尺寸控制，选择线的时候可以用多 段线选择功能（ ）选择这两条线，这里确保分别对面与体进行自动网 格划分时在两重合线上共节点。 c、实体-实体接触（完全共面） 对于接触面完全相同的两实体分别直接对其自动网格划分，其接触面节点一 定是耦合的（如下图）。 其原因在于自动网格划分高级选项 ，勾选上匹配相邻面后， 程序对相互接触的两个实体进行网格划分时使相邻面节点耦合（如下图所示）。 所以，我们不难推出，对于一个复杂构件，用分割实体 的功能对其分割，其 分割后两重合面也一定是节点耦合的，因为被分割后的两实体其接触面也是完全 一致的。 d、实体-实体接触（不完全共面） 有四种方法实现两构件节点耦合，以下图两接触的构件为例。 方法一、布尔并集 （ ） 我们知道，如果不做任何处理，对这两个相互接触的实体进行自动网格划分， 必定不能共节点耦合。当这两个构件材料特性完全相同的情况下，可以做并集处 理，然后对并集后的整体进行自动网格划分，可以完全耦合。如下图。 这里需要注意：如果构件过于复杂，可能并集后却仍然划分网格失败，这时 我们需要尝试用以下三种方法处理。 方法二：布尔差集 （ ）（推荐采用） 我们知道，对于大部分组合结构来说，其材料特性是不一致的，因此我们需 要分开进行网格划分，采用方法一就不适合了。这里，采用布尔差集，通过差集 将两接触面分别在对方表面上形成刻痕，实现节点耦合。但需注意：如果A 构件 表面包含在B 构件表面内 （图例构件接触类型），那么只需要布尔差集一次，且 为B-A，如下图。如果A 构件表面与B 构件表面呈相交接触，且交集不为0，那 么需要做两次布尔差集，先A-B，再B-A。此目的就是为了保证两接触面分别在 对方表面上形成刻痕。 注：这里在做差集时，“删除辅助形状”不要勾选上，这