ANSYS 15.0有限元分析从入门到精通 (清华社视频大讲堂大系)
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3.5 给实体模型划分有限元网格

构造好几何模型，定义了单元属性和网格划分控制之后，即可生成有限元网格，通常建议用户在划分网格之前先保存模型。

        命令：SAVE。
        GUI:Utility Menu > File > Save as Jobname.db。

3.5.1 用xMESH命令生成网格

为了对模型进行网格划分，必须使用适合于待划分网格图元类型的网格划分操作，对关键点、线、面和体分别使用下列命令和GUI途径进行网格划分。

（1）在关键点处生成点单元（如MASS21）。

        命令：KMESH。
        GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Keypoints。

（2）在线上生成线单元（如LINK31）。

        命令：LMESH。
        GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines。

（3）在面上生成面单元（如PLANE82）。

        命令：AMESH, AMAP。
        GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Areas > Mapped > 3 or 4 sided。
            Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Areas > Free。
            Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Areas > Target Surf。
            Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Areas > Mapped > By Corners。

（4）在体上生成体单元（如SOLID90）。

        命令：VMESH。
        GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Volumes > Mapped > 4 to 6 sided。
            Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Volumes > Free。

（5）在分界线或者分界面处生成单位厚度的界面单元（如INTER192）。

        命令：IMESH。
        GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Interface Mesh > 2D Interface。
            Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh > Interface Mesh > 3D Interface。

另外还需说明的是，使用xMESH命令有以下几点注意事项。

（1）有时需要对实体模型用不同维数的多种单元划分网格。例如，带筋的壳有梁单元（线单元）和壳单元（面单元），另外还有用表面作用单元（面单元）覆盖于三维实体单元（体单元）。这种情况可按任意顺序使用相应的网格划分操作（KMESH、LMESH、AMESH和VMESH），只需在划分网格之前设置合适的单元属性。

（2）无论选取何种网格划分器（MOPT、VMESH和Value），在不同的硬件平台上对同一模型划分可能会得到不同的网格结果，这是正常的。

3.5.2 生成带方向节点的梁单元网格

可定义方向关键点作为线的属性对梁进行网格划分，方向关键点与待划分的线是独立的，在这些关键点位置处，ANSYS会沿着梁单元自动生成方向节点。支持这种方向节点的单元有BEAM161、BEAM188、BEAM189、PIPE288、PIPE289和ELBOW290。定义方向关键点的方法如下。

        命令：LATT。
        GUI:Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Attributes > All Lines。
            Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Attributes > Picked Lines。

如果一条线由两个关键点（KP1和KP2）组成且两个方向关键点（KB和KE）已定义为线的属性，方向矢量在线的开始从KP1延伸到KB，在线的末端从KP2延伸到KE。ANSYS通过上面给定两个方向矢量的插入方向来计算方向节点，如图3-28～图3-31所示。

图3-28 梁方向关键点示意图（1）

图3-31 梁方向关键点示意图（4）

图3-29 梁方向关键点示意图（2）

图3-30 梁方向关键点示意图（3）

下面简单介绍定义带方向节点梁单元的GUI菜单路径。

（1）选择主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Attributes > Picked Lines命令，弹出Line Attributes对话框，如图3-32所示，在其中选择相应材料号（MAT）、实常数号（REAL）、单元类型号（TYPE）和梁截面号（SECT），然后在Pick Orientation Keypoint(s)后面单击使其显示为Yes，单击OK按钮，继续弹出选择关键点对话框，选择适当的关键点作为方向关键点。

图3-32 Line Attributes对话框

注意：第一个选中的关键点将作为KB，第二个将作为KE，如果只选择了一个，那么KE=KB。之后就可以按普通的梁那样划分梁单元，在此不再详述。

（2）如果想屏幕显示带方向点的梁单元，选择实用菜单中的Utility Menu > PlotCtrls > Style > Size and Shape命令，弹出Size and Shape对话框，如图3-33所示，在ESHAPE后面选中On复选框，再单击OK按钮，屏幕即会显示类似图3-31所示的梁单元。

图3-33 Size and Shape对话框

3.5.3 在分界线或者分界面处生成单位厚度的界面单元

为了真实模拟模型的接缝，有时必须划分界面单元，用户可以用线性的或者非线性的3-D或者3-D分界面单元在结构单元之间的接缝层划分网格。如图3-34所示为一个接缝模型的实例，下面针对该模型简单介绍如何划分界面网格。

图3-34 分界面处的网格划分

定义相应的材料属性和单元属性。

利用AMESH或者VMESH（或者相应的GUI路径）给包含源面（如图3-34所示）的实体划分单元。

利用IMESH、LINE或者IMESH, AREA或者VDRAG命令（或者相应的GUI路径）给接缝处（即分界层）划分单元。

利用AMESH或者VMESH（或者相应的GUI路径）给包含目标面（如图3-34所示）的实体划分单元。

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