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劃分網(wǎng)格專題,January 30, 2001 Inventory #001441 11-2,1網(wǎng)格類型,總的來說，ANSYS的網(wǎng)格劃分有兩種： 自由劃分網(wǎng)格（Free meshing）和映射網(wǎng)格劃分（Mapped meshing）。 自由劃分網(wǎng)格主要用于劃分邊界形狀不規(guī)則的區(qū)域，它生成的網(wǎng)格相互之間呈不規(guī)則的排列。常用于復(fù)雜形狀的邊界選擇自由劃分網(wǎng)格。自由網(wǎng)格缺點是分析精度不夠高。 映射網(wǎng)格劃分用于單元形狀有限制，并要符合一定的網(wǎng)格模式。映射面網(wǎng)格只包含四邊形或三角形單元，映射體網(wǎng)格只包含六面體單元。映射網(wǎng)格的特點是具有規(guī)則的形狀，單元明顯地成行排列。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-3,1網(wǎng)格類型,自由網(wǎng)格,映射網(wǎng)格,January 30, 2001 Inventory #001441 11-4,2. 定義單元類型,在有限元分析過程中，對于不同的問題，需要應(yīng)用不同特性的單元，單元選擇不當(dāng)，直接影響到計算能否進行和結(jié)果的精度。ANSYS的單元庫中提供了200多種單元類型，每個單元都有唯一的編號，如LINK1、PLANE2、BEAM3和SOLID45等，幾乎能解決大部分常見問題。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-5,3.網(wǎng)格劃分控制,ANSYS網(wǎng)格劃分工具（Mesh Tool） ANSYS網(wǎng)格劃分工具如圖所示。 （GUI路徑：Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Tool）提供了最常用的網(wǎng) 格劃分控制和網(wǎng)格劃分操作的便捷途徑。 其功能主要包括： 設(shè)置單元屬性，為單元屬性分配選項。 SmartSizing控制，SmartSize網(wǎng)格劃分控制； 單元尺寸控制； 指定單元形狀； 指定網(wǎng)格劃分類型，自由或映射。 局部細化網(wǎng)格控制。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-6,3.網(wǎng)格劃分控制設(shè)置單元屬性,在Element Attributes下拉列表框中可以選擇Global Volumes、Areas、Lines或Keypoint 選項進行屬性設(shè)置。比如選擇Global，單擊Set按鈕，將彈出如圖所示的Meshing Attributes對話框，可在該對話框中設(shè)置對應(yīng)的單元類型、材料屬性、實常數(shù)、坐標系及單元截面（如果定義了BEAM單元或SHELL單元，才會有單元截面項）。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-7,3.網(wǎng)格劃分控制Smart Size網(wǎng)格劃分控制,SmartSizing智能網(wǎng)格劃分功能，是ANSYS提供的強大的自動網(wǎng)格劃分工具，使用Smart Size在很多情況下更有利于在網(wǎng)格生成過程中生成形狀合理的單元。ANSYS中有兩種SmartSizing控制：基本控制和高級控制。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-8,3.網(wǎng)格劃分控制單元尺寸和形狀的控制,如圖所示為網(wǎng)格劃分工具提供的單元尺寸控制選項，可以對面、線、層和關(guān)鍵點的單元大小進行設(shè)置，還可以對全局單元尺寸進行設(shè)置。同一個網(wǎng)格區(qū)域的面單元可以是三角形或四邊形，體單元可以是六面體或四面體形狀。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-9,3.網(wǎng)格劃分控制指定網(wǎng)格劃分類型,在進行一般的網(wǎng)格控制之前，應(yīng)該考慮好使用自由網(wǎng)格劃分(Free)還是映射網(wǎng)格劃分（Mapped)。 自由網(wǎng)格劃分操作，對實體模型無任何特殊要求，即使是不規(guī)則，也可以進行網(wǎng)格劃分。 對面進行網(wǎng)格劃分，自由網(wǎng)格可以由三角形或者四邊形單元組成，也可由兩者混合組成，當(dāng)面邊界上總的單元劃分數(shù)目為偶數(shù)時，面的自由網(wǎng)格劃分將全部生成四邊形網(wǎng)格，當(dāng)單元劃分數(shù)目為奇數(shù)時將可能生成三角形網(wǎng)格。而體的自由網(wǎng)格通常只能包含四面體單元。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-10,3.網(wǎng)格劃分控制指定網(wǎng)格劃分類型,映射網(wǎng)格劃分要求面或者體有規(guī)則的形狀，即必須滿足一定的準則。同時SmartSizing不支持映射網(wǎng)格劃分。 面映射網(wǎng)格包括全部是四邊形單元或者全部是三角形單元。面接受映射網(wǎng)格劃分，必須滿足以下條件： 該面必須是三條邊或四條邊。 如果是四條邊，對邊必須劃分為相同數(shù)目的單元，或者是劃分一過渡型網(wǎng)格。 如果是三條邊，則各邊設(shè)置的單元劃分數(shù)必須為偶數(shù)且相等，否則ANSYS軟件會自動決定單元劃分數(shù)。 網(wǎng)格劃分必須設(shè)置為映射網(wǎng)格。 如果一個面多于四條邊，則不能直接用映射網(wǎng)格劃分，但可以使某些線相連接，使總線數(shù)減小到4條之后再用映射網(wǎng)格劃分。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-11,3.網(wǎng)格劃分控制指定網(wǎng)格劃分類型,體映射網(wǎng)格全部為六面體單元，體接受映射網(wǎng)格劃分，必須滿足以下條件： 體的外形應(yīng)為塊狀（有6個面）、楔形或三棱柱（5個面）、四面體（4個面）。 對邊上必須劃分相同的單元數(shù)，或分割符合過渡網(wǎng)格形式適合六面體網(wǎng)格劃分。 如果是棱柱或四面體，三角形面邊界上的單元劃分數(shù)必須是偶數(shù)。即體要滿足體的面數(shù)不多于6，同時體的各個邊界面要滿足對面進行映射網(wǎng)格劃分的條件。下圖所示為體映射網(wǎng)格劃分示例。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-12,3.網(wǎng)格劃分控制指定網(wǎng)格劃分類型,January 30, 2001 Inventory #001441 11-13,3.網(wǎng)格劃分控制局部細化網(wǎng)格控制,細化局部網(wǎng)格的過程實際上是將原有的單元進行了剖分。網(wǎng)格細劃是在網(wǎng)格劃分工具Mesh Tool的局部細化網(wǎng)格控制Refine at下拉列表框中完成，如圖所示。在Refine at下拉列表框中可以選擇Nodes、Elements、Keypoints、Lines、Areas和All Elems，以確定局部細化網(wǎng)格的部位。,January 30, 2001 Inventory #001441 11-14,劃分網(wǎng)格實例12D問題,如圖所示六邊形薄平板，厚度為1 mm，邊長為10 mm，試對平板進行網(wǎng)格劃分。 1.劃分自由網(wǎng)格 2.劃分映射網(wǎng)格,January 30, 2001 Inventory #001441 11-15,劃分網(wǎng)格實例23D