百家争鸣:CAE前处理之 格划分评价指标控制要求

百家争鸣:CAE前处理之 格划分评价指标控制要求 

有限元 格划分是有限元分析前处理的重要环节,有限元单元类型的选择、单元尺寸大小控制、 格划分方式都对分析结果的准确性有很大影响。不同的分析人员 格划分的结果都不一样,这也直接导致应力分析的结果不唯一。

 

有限元 格概述

对于结构有限元应力分析,最常用的是四面体 格和六面体 格。在ANSYS中的四面体推荐使用10节点高阶的Solid187单元,该单元具有一下特点: 1)产生 格容易; 2)对模型的适应性强; 3)基于四面体单元可以进行自适应 格加密。 如图1给出了四面体187单元的示意图,该单元为ANSYS单元库中的10节点高阶四面体单元,也是ANSYS Workbench环境中对复杂模型优先使用的单元。

百家争鸣:CAE前处理之 格划分评价指标控制要求 图1 四面体187单元的示意图 图2给出了四面体Solid285单元的示意图,该单元为ANSYS单元库中的4节点低阶四面体单元。 百家争鸣:CAE前处理之 格划分评价指标控制要求 图2 四面体285单元的示意图 在ANSYS中高阶六面体结构单元就是Solid186单元,如图3所示,六面体单元的特点: 1)适合简单模型进行 格划分; 2)对于复杂模型,需要在前处理耗费较长时间,对复杂模型的适应性差; 百家争鸣:CAE前处理之 格划分评价指标控制要求 图3 Solid186六面体单元示意图 图4给出了六面体Solid185单元的示意图,该单元为ANSYS单元库中的8节点低阶六面体单元。 百家争鸣:CAE前处理之 格划分评价指标控制要求 图4 Solid185六面体单元示意图  

 

不同行业专家的观点

1、宋博士博客 宋博士在其新浪微博“宋博士的博客”2015年1月3日的文章《ANSYS WORKBENCH中划分 格的几种方法》中给出 格划分的观点如下: 总体来说,对于空间物体而言,我们应当尽量使用六面体 格。 当对象是一个简单的规则体时,使用扫掠 格划分是合适的;当对象是多个简单的规则体组成时,使用多域扫掠 格划分是合适的;接着尽量使用六面体主导的方式,它会在外层形成六面体 格,而在心部填充四面体 格。 四面体 格是最后的选择。其中如果要忽略一些小细节,如倒角,小孔等,则使用patch independent算法;如果要要考虑一些小细节,则使用patch conforming算法。至于自动 格划分,是最傻瓜化的方式,一般对于初学者适用。

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