第八章—创建节点单元模型及网格划分技术.ppt

第八章:创建节点单元模型与网格划分技术 8.1创建有限元模型的两种方法 方法一：直接发法，首先创建节点，然后利用节点创建单元, 单个和多个单元组成一个有限元模型。 方法二：几何模型网格划分法，首先创建或者导入CAD几何 模型，然后利用网格划分工具将其划分成单元网格 模型。 8.3 材料模型库与材料模型 定义材料属性时应当注意以下几点： 一般情况下杨氏模量（EX）必须定义； 若加惯性载荷，必须定义能求出质量的参数，如密度； 若模型中存在热载荷，需定义膨胀系数（ALPX）。 8.4直接法创建有限元网格模型过程 直接法创建有限元网格模型的思路是,首先创建节点，然后利用节点创建一序列单元，多个单元组成一个有限元模型。该方法适用于简单的规则并且单元数目较少的有限元模型，例如质量单元系统、弹簧/杆/梁等线单元系统、少量的壳体单元系统等。 直接创建节点单元模型过程的三个步骤： 1）创建节点（参考第七单元创建点方法）， 2）定义当前单元属性（单元类型、实常数、 材料、坐标系、单元截面号）， 3）创建单元。 对于复杂的空间结构系统，一般首先创建CAD模型，然后利用网格划分器将他们划分成单元网格模型，如空间壳体结构、实体结构或者空间复杂梁系等。 8.5 几何模型划分单元生成有限元网格模型 下面先来介绍一下前文已经出现过的网格工具。网格工具提供了最常用的网格划分控制和最常用的网格划分操作。单击 Main Menu | Preprocessor | Meshing | Mesh Tool，打开网格工具，如下图所示，一旦打开了它，它就保持打开状态直到单击 按钮关闭它或 离开前处理（PREP7）为止。 尽管网格划分工具提供的所有功能都可以通过另外的 ANSYS 命令和菜单得到，但利用网格划分工具是十分有效的快捷方式。比如通过网格划分工具也可以完成单元属性的分配。在 Element Attributes（单元属性）域（图中标识为（1)的区域）的下拉列表中可以选择定义Global（缺省)单元属性，或者对 Volumes（体）、Areas（面）、Lines（线）和Key Points（关键点）等各种实体图元类型分配单元属性。 分网要点 — 网格划分工具 (3)局部网格尺寸控制 ANSYS 用缺省单元尺寸生成的网格并不一定总能满足需要比如在模型的曲率较大的区域需要相对密的网格，在这时可以利用网格工具提供局部网格尺寸控制工具（图中(3)的区域）设置模型中局部的单元尺寸以满足特定的需要。ANSYS可以分别对线、面以及选定关键点附近区域进行网格尺寸的控制，还可以设置缺省的单元尺寸。 下面分别对这部分的工具和选项进行介绍。 2. Areas（面） 对Global和Lines 的单元尺寸控制是针对实体模型的边界上的单元尺寸的定义。本项的设定可以在面的内部没有可以引导网格划分的尺寸线的区域控制单元尺寸，推荐在自由分网时对此项进行设定，往往可以在整个模型上得到较好的网格。单击 按钮会弹出一个选择对话框，要求选择欲设置的面，选择欲设置的面然后单击选择对话框上的 按钮或者 按钮确认，在弹出的设置对话框可以设定单元边长，输入合适的值即可。单击 按钮将会清除设置。 3. Lines（线） 设置选定的模型中的线(通常代表模型的边界)的单元分划数。 单击 按钮弹出线选择对话框，要求选择欲进行设置的线，选择欲设置的线后单击选择 对话框上的 或者 按钮确认，在弹出 Element Sizes on Picked Lines（选定线上的单元尺寸）设置对话框（如下图所示）中填入单元边长或者每条线的单元分划数（单元边长项空或者为零时有效）即可。单击 按钮将会清除设置。 （4）指定单元形状 网格划分工具图中标识为（4）的区域为网格生成控制选项区域，在此区域中可以控制单元形状、网格类型，生成以及清除网格等等。下面分别结合网格工具对单元形状的设置、网格类型的选取等进行概略的介绍。 （5）自由网格划分或映射网格划分 划分网格类型可以选择是采用free（自由网格）还是mapped（映射网格）对模型进行划分网格生成有限元模型，对实体图元还可以选择是否采Sweep（扫掠）分网。当划分网格的对象是点或者线时，网格类型选项无效。此选项还有附加的选项。 附加选项：在下图中标识为 D 的区域下方的下拉列表中提供了网格生成的附加选项，附加选项的内容决定于前面的具体选择。下面分两种情况进行介绍。