ANSYS网格划分基础与技巧

"这篇资料主要介绍了ANSYS软件中的F网格划分的基本原则，涵盖了网格划分的过程、控制、实体模型网格划分以及常用的结构单元类型。" 在有限元分析中，ANSYS是一款广泛使用的工程仿真软件，其网格划分是进行数值计算前的关键步骤。网格划分将复杂的物理模型离散化为一系列小的几何元素，这些元素被称为有限元，通过它们来近似求解连续域内的偏微分方程。以下是对标题和描述中涉及知识点的详细说明： **A. 网格划分过程** 1. **定义单元属性**：在划分网格前，首先要定义单元的属性，包括单元类型、实常数和材料参数。单元类型决定了元素的形状（如四边形、三角形、六面体等），实常数和材料参数则与具体的物理问题相关，如弹性模量、泊松比等。 2. **网格划分控制**：这一阶段涉及到如何控制单元的大小、形状和分布，以确保网格质量。例如，可以使用SmartSize工具来自动调整单元尺寸，或者通过设置网格控制参数来手动调整。 3. **生成网格**：在设定好单元属性和控制参数后，即可生成网格。生成的网格应尽可能均匀且质量良好，以提高分析结果的精度。 **B. 网格划分控制** 网格划分的质量直接影响分析结果的准确性。较差的网格（如FreeQuadplane42和MappedQuadplane42的例子所示）可能导致不准确的结果。网格划分控制包括单元尺寸控制、单元形状控制和优化，以确保网格的适应性和质量。 **C. 实体模型网格划分** 对于实体模型，网格划分可能更复杂，因为需要处理内部结构和边界条件。实体模型的网格划分通常采用四面体或六面体单元，以更好地捕捉几何形状和物理特性。 **E. 常用结构单元类型** ANSYS支持多种结构单元类型，如四边形单元（Quads）、三角形单元（Tris）、六面体单元（Hexes）等。选择合适的单元类型取决于问题的几何形状、物理性质和计算效率。 **F. 网格划分基本原则** - **网格质量**：网格的形状应接近于理想的几何形状，避免过于扭曲或倾斜的单元，这有助于保持数值稳定性和计算效率。 - **单元尺寸**：单元尺寸应根据问题的特征长度和需要的解决方案精度来选择，通常在特征尺寸附近保持一致，以平衡计算精度和计算成本。 - **局部细化**：在模型的应力集中区域、边界层或重要特征处，应进行网格细化，以提高局部的解决方案精度。 - **对称性利用**：对于具有对称性的模型，可以仅对半个或一部分模型进行网格划分，然后复制并镜像到其他部分，以节省计算资源。 - **单元属性一致性**：确保每个单元的属性（如材料、实常数）设置正确且一致，以避免分析错误。 在进行网格划分时，如果忘记设置单元属性，可以事后修改。可以通过清除现有网格，重新设置单元属性后再划分，或者直接修改现有网格的属性。在ANSYS中，这可以通过“DefaultAttribs…”选项来完成，或者使用“Move/Modify”功能修改单元属性。