Deform网格划分原则及方法 (1)1
Deform网格划分原则及方法
[原]Deform网格划分原则及方法2009-04-04 23:48引言：划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。
为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍网格划分时的一些基本原则及方法。
关键词： Deform 网格 局部细化一、网格划分的原则1 网格数量网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。
一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。
图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。
可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。
当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。
所以应注意增加网格的经济性。
实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。
图1 位移精度和计算时间随网格数量的变化在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。
在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。
如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。
在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。
2 网格疏密网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。
在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。
而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。
这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。
图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。
小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。
板的四周应力梯度较小，网格分得较稀。
浅谈DEFORM中的网格划分问题
浅谈DEFORM中的网格划分问题经常有朋友在论坛里问一些关于DEFORM网格划分的问题，今日有时间谈一点自己对此的认识。
体积成形属于典型的大变形问题，对于网格划分尤其是局部大变形，这就需要多次网格再划分，网格再划分好后的求解过程涉及到几何轮廓和体积连续性问题，以及新旧网格间场量的插值和传递，因此网格或局部细划网格的好坏直接影响是否会在表面网格单元发生畸变，与网格是否在模具表面的发生重叠情况或者网格穿透模具表面现象有关，利用局部网格密度，控制单元总量，这样可以使计算时间的最短化，保证求解精度。
一、网格密度(Mesh Density)的设定需考虑如下三个因素：1、几何描述(Geometry Representation)是指网格划分的数量多少对几何边界的影响，当然此时网格划分的越多越细自然几何边界曲线的配配度也是越好的。
2、场变量(Field Variables)这里面反映在DEFORM后处理的各种参数状态条上，DEFORM的计算过程是基于节点的，网格越细，每个节点之间的梯度变化就不会很大，当变量梯度较大，网格密度又较低时，那么变量的峰值就有可能被计算机所忽略。
DEFORM中是具有网格重划分功能的，当先前的网格划分的比较粗糙，系统计算过程中重划分网格时是基于先前的网格，那么重划分后的网格与先前的网格之间就有一个值的传递，以保证求解过程的连续性，这个过程就好像曲线拟合一样，更准确的讲就是插值拟合，网格划分的好，节点之间的变化不是太大，那么拟合就会较好，这样模拟的误差就小些，相对来说网格细一点最后的模拟结果相对更精确些，当然，这样的话会耗费各多的计算机机时。
3、体积补偿/损失(Volume Loss )网格划分过程过程是有体积损失的，尤其是工件毛坯存在曲线和曲面的情况，因此局部划分网格时除了重点变形的地方要细划一点外，边界有曲线与曲面的地方也要划的更细一点。
二、理解“绝对”概念绝对网格密度(Absolute Mesh Density)单位长度上的单元个数(number of elements per unit length)与英制、公制无关。
Deform网格划分原则及方法
[原]Deform网格划分原则及方法2009-04-04 23:48引言：划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。
为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍网格划分时的一些基本原则及方法。
关键词：Deform 网格局部细化一、网格划分的原则1 网格数量网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。
一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。
图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。
可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。
当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。
所以应注意增加网格的经济性。
实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。
图1 位移精度和计算时间随网格数量的变化在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。
在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。
如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。
在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。
2 网格疏密网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。
在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。
而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。
这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。
图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。
小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。
板的四周应力梯度较小，网格分得较稀。
DEFORM基本操作指南
，更加直观地了解变形过程和结果。
数据提取、分析和报告生成
在DEFORM软件中，可以通 过选择“分析”菜单下的不 同选项，提取模拟结果中的 各种数据，如位移、应力、
应变、温度等。
提取的数据可以以图表形式 展示，方便进行数据分析和
比较。
可以将提取的数据和图表导 出为报告文件，如Word、 PDF等格式，供后续分析和交 流使用。
解决方法
检查安装目录是否正确，并确保已将DEFORM添加到 系统路径中。
使用过程中遇到的常见问题及解决方法
问题1
DEFORM启动失败或崩溃
01
解决方法
02 检查是否有最新的更新或补丁
可用，并尝试重新安装或修复 安装。
问题2
03 在使用特定功能时出现问题
解决方法
04 查阅DEFORM的官方文档或
用户手册，了解该功能的使用 方法和限制。
快捷键
支持多种快捷键组合，如Ctrl+C（复制）、Ctrl+V（粘贴）、Ctrl+S（保存）等，提高操作效率。
03
前处理操作指南
导入几何模型
支持的几何模型格式
DEFORM支持多种CAD软件输出 的几何模型格式，如IGES、STEP 、STL等。
导入步骤
在DEFORM前处理界面中，选择 “文件”->“导入”->选择对应 的几何模型格式进行导入。
网格划分与边界条件设置
网格类型
DEFORM支持多种网格类型，如四面体网 格、六面体网格等，用户可以根据模型特点 和计算精度要求进行选择。
网格划分
对几何模型进行网格划分，可以通过设置网格大小 、密度等参数来控制网格质量和计算精度。
边界条件
Deform入门教程[1]
![Deform入门教程[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b8d09e1a6bd97f192279e9de.png)
Deform入门教程DEFORM系列软件介绍1. DEFORM-2D（二维）适用于各种常见的UNIX工作站平台（HP，SGI，SUN，DEC，IBM）和Windows-NT微机平台。
可以分析平面应变和轴对称等二维模型。
它包含了最新的有限元分析技术，既适用于生产设计，又方便科学研究。
2. DEFORM-3D（三维）适用于各种常见的UNIX工作站平台（HP，SGI，SUN，DEC，IBM）和Windows-NT微机平台。
可以分析复杂的三维材料流动模型。
用它来分析那些不能简化为二维模型的问题尤为理想。
3. DEFORM-PC（微机版）适用于运行Windows 95，98和NT的微机平台。
可以分析平面应变问题和轴对称问题。
适用于有限元技术刚起步的中小企业。
4. DEFORM-PC Pro（Pro版）适用于运行Windows 95，98和NT的微机平台。
比DEFORM-PC功能强大，它包含了DEFORM-2D 的绝大部分功能。
5. DEFORM-HT（热处理）附加在DEFORM-2D和DEFORM-3D之上。
除了成形分析之外，DEFORM-HT还能分析热处理过程，包括：硬度、晶相组织分布、扭曲、残余应力、含碳量等。
DEFORM功能1. 成形分析冷、温、热锻的成形和热传导耦合分析（DEFORM所有产品）。
丰富的材料数据库，包括各种钢、铝合金、钛合金和超合金（DEFORM所有产品）。
用户自定义材料数据库允许用户自行输入材料数据库中没有的材料（DEFORM所有产品）。
提供材料流动、模具充填、成形载荷、模具应力、纤维流向、缺陷形成和韧性破裂等信息（DEFORM所有产品）。
刚性、弹性和热粘塑性材料模型，特别适用于大变形成形分析（DEFORM所有产品）。
弹塑性材料模型适用于分析残余应力和回弹问题（DEFORM-Pro, 2D, 3D）。
烧结体材料模型适用于分析粉末冶金成形（DEFORM-Pro, 2D, 3D）。
完整的成形设备模型可以分析液压成形、锤上成形、螺旋压力成形和机械压力成形（DEFORM 所有产品）。
2024年Deform培训教程-(特殊条款版)
Deform培训教程-(特殊条款版)Deform培训教程引言Deform是一款功能强大的有限元分析软件，广泛应用于结构工程、机械制造、航空航天等领域。
本教程旨在帮助初学者快速掌握Deform软件的基本操作，了解有限元分析的基本原理，并能运用Deform软件解决实际问题。
通过本教程的学习，读者将能够熟练使用Deform软件进行前处理、求解和后处理操作，为后续深入学习Deform的高级功能打下基础。
第一章：Deform软件概述1.1Deform软件简介Deform软件是由美国ScientificFormingTechnologiesCorporation（SFTC）开发的一款专业的有限元分析软件。
它主要用于金属塑性成形过程的模拟分析，如锻造、挤压、拉拔、轧制等。
Deform软件具有强大的前处理、求解和后处理功能，能够模拟金属在复杂应力条件下的塑性变形行为，为工程师提供有力的设计依据。
1.2Deform软件的特点（1）基于有限元方法：Deform软件采用有限元方法进行求解，具有较高的计算精度和可靠性。
（2）强大的前处理功能：Deform软件提供了丰富的几何建模、网格划分、材料属性定义等功能，方便用户快速建立分析模型。
（3）高效的求解器：Deform软件采用自适应网格技术，能够自动调整网格密度，提高计算效率。
（4）丰富的后处理功能：Deform软件提供了多种后处理工具，如应力、应变、温度等云图显示，以及动画演示等，方便用户分析计算结果。
第二章：Deform软件基本操作2.1软件安装与启动（1）Deform软件安装包，按照提示完成安装。
（2）启动Deform软件，进入主界面。
2.2建立分析模型（1）导入几何模型：通过文件菜单导入外部几何模型，或使用内置建模工具创建几何模型。
（2）定义材料属性：根据实际材料性能，设置材料属性参数。
（3）划分网格：对几何模型进行网格划分，有限元网格。
（4）设置边界条件：根据实际工况，设置模型的边界条件，如位移、力、温度等。
3Deform 基本操作
DEFORM-2D 分析成形过程中平面应变和轴对称等二维材料的流动； DEFORM-3D 分析各种复杂金属成形过程中三维材料流动情况； DEFORM-HT Module 分析热处理过程； DEFORM-Tools 提供加强性工具，包括报告生成器（可进行动画、文化
编辑等）、三维后处理工具（2D计算结果可以显示成3D的方式，并可生成 动画）、计算任务管理工具（允许提交多个计算任务）。
.stl格式文件的生成
Proe 软件建模完成后以 .stl 格式保存副本，然后将 “偏差控制”中的“弦高”和“角度控制”两个参 数设为“0”后便可以生成。 必UG软件建模完成后可直接以.stl格式文件导出。
几何模型导入
1．在前处理的物体操作窗口中点击按钮 (Geometry), 然后再选择(Import), 选择在CAD中或其他CAE软件中的造型文 件。本例中选择安装目录下DEFORM3D\V5.0 \ Labs的Block _Billet. STL
注：正负号代表视图法向方向，以由屏幕指向外为正方向
1.6 点和面的选取
1．点或面的选取工具 点击工具栏上的 按钮，在显示窗口可以选择 物体的任意一节点或面 2．标尺工具 点击工具栏上的 按钮，点击物体上的任意一个 节点，并按住鼠标不放，再选择另一个节点，然后 松开鼠标。连接这两点的一条线段和该线段的长度 值就会显示在在显示窗口中，直到用户点击Refresh 按钮
3．点击下面的按钮Preview可 以预览 , 如果满意 , 可以点击按 钮 Generate Mesh 生成网格。
在DEFORM-3D中，如果用其自身带的网格剖分程 序，只能划分四面体单元，这主要是为了考虑网格 重划分时的方便和快捷。但是它也接收外部程序所 生成的六面体（砖块）网格。网格划分可以控制网 格的密度，使网格的数量进一步减少，有不至于在 变形剧烈的部位产生严重的网格畸变。
2024Deform入门教程
Deform入门教程CONTENTS •引言•Deform软件简介•Deform基本操作•材料模型与参数设置•网格划分与边界条件•模拟过程与结果分析•常见问题及解决方案•总结与展望引言01目的和背景目的帮助初学者快速掌握Deform软件的基本操作和技能，提高数值模拟的效率和准确性。
背景Deform是一款广泛应用于金属成形、热处理、焊接等领域的数值模拟软件，具有强大的前后处理功能和精确的数值模拟能力。
软件界面和基础操作介绍Deform软件的基本界面布局、常用工具栏和菜单功能，以及文件管理和数据导入导出等基础操作。
讲解Deform软件中的材料模型、材料数据库和自定义材料参数等知识点，以及如何进行材料参数的设置和调整。
介绍Deform软件中的网格划分和重划分技术，包括网格类型、网格密度、网格质量评估和调整等方法。
详细讲解如何在Deform软件中设置边界条件、施加各种载荷和约束，以及如何处理接触和摩擦等问题。
介绍Deform软件中的模拟结果分析方法，包括变形、应力、应变、温度等物理量的计算和可视化展示，以及如何进行数据导出和报告生成等操作。
材料模型和数据库边界条件和载荷设置模拟结果分析和后处理网格划分和重划分技术教程内容概述Deform 软件简介02DEFORM 提供了全面的有限元分析功能，可以对金属成形过程中的应力、应变、温度等物理量进行准确计算。
强大的有限元分析功能软件内置了丰富的材料数据库，包括各种金属和非金属材料，用户可以根据需要选择合适的材料模型。
丰富的材料数据库DEFORM 采用了直观的图形界面设计，使得用户可以更加方便地进行模型建立、结果查看等操作。
直观的图形界面软件提供了多种求解器供用户选择，可以根据具体问题的复杂程度和计算精度要求来选择合适的求解器。
多种求解器选择软件功能与特点金属成形领域DEFORM广泛应用于金属成形领域，如锻造、挤压、轧制、拉拔等工艺过程的模拟分析。
材料研究领域DEFORM也常用于材料研究领域，通过对不同材料的成形过程进行模拟分析，可以研究材料的变形行为、组织演变等问题。
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[原]Deform网格划分原则及方法
2009-04-04 23:48
引言：划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。
为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍网格划分时的一些基本原则及方法。
关键词： Deform 网格局部细化
一、网格划分的原则
1 网格数量
网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。
一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因数综合考虑。
图1中的曲线1表示结构中的位移随网格数量收敛的一般曲线，曲线2代表计算时间随网格数量的变化。
可以看出，网格较少时增加网格数量可以使计算精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。
当网格数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高甚微，而计算时间却有大幅度增加。
所以应注意增加网格的经济性。
实际应用时可以比较两种网格划分的计算结果，如果两次计算结果相差较大，可以继续增加网格，相反则停止计算。
图1 位移精度和计算时间随网格数量的变化
在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。
在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。
如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。
在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，这时可划分较少的网格。
2 网格疏密
网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。
在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。
而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。
这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。
图2是中心带圆孔方板的四分之一模型，其网格反映了疏密不同的划分原则。
小圆孔附近存在应力集中，采用了比较密的网格。
板的四周应力梯度较小，网格分得较稀。
其中图b中网格疏密相差更大，它比图a中的网格少48个，但计算出的孔缘最大应力相差1%，而计算时间却减小了36%。
由此可见，采用疏密不同的网格划分，既可以保持相当的计算精度，又可使网格数量减小。
因此，网格数量应增加到结构的关键部位，在次要部位增加网格是不必要的，也是不经济的。
划分疏密不同的网格主要用于应力分析(包括静应力和动应力)，在结温度场计算中采用趋于均匀网格。
图2 带孔方板的四分之一模型
二、网格划分的方法
1、基本网格划分方法
在Deform中划分网格方式有两种。
一种是相对网格划分方法，一种是绝对网格划分方法。
相对网格划分方式：使用相对网格划分方式用户仅需要指定固定单元的数目。
无论物体形状多么复杂，单元的数量必须是恒定。
绝对网格划分方式：使用绝对网格设置方式，系统决定网格划分总数，随着物体的复杂，单元数也随之增加。
无论相对划分网格方式还是绝对网格划分方式，两者都有依靠划分网格权重来分配物体上各部分的单元大小，默认的划分网格权重在Detailed setting--weight factors下面，此权重在大多数模拟中效果很好。
相对网格划分方式是系统默认设定，用绝对网格划分方式目的在于增加模拟的正确性，这是因为网格尺寸设定后自始至终不变，随着物体形状越来越复杂，单元数的增加可以更好的描述物体的表面。
使用绝对网格划分方式，为了决定网格划分的最小尺寸，需通过测量模具的最小特征尺寸，这个最小特征必须满足的条件是成形过程中它的形状会反映在工件上，也就是非曲直说有工件材料要流过此特征。
最小特征的选取是指整个模拟过程的最小特征。
Mesh分为两个步骤，先surface mesh，然后再solid mesh。
在相对网格划分中，preview是surface mesh,而generate mesh是surface mesh和solid mesh两步。
在绝对网格划分中直接分为surface mesh和solid mesh 两个命令。
2、局部细化网格方法
在一些高梯度地区，即应变，应变速率，温度，几何尺寸等变化比较剧烈的地区，网格需要细化。
这里可以设置权重因子，还有一个重要的设置是mesh density windows（网格密度窗口）因子，这个选项与后面介绍的网格密度有关，为了在一些地方设置更为细密的网格，光靠上面滑杆设置的几个因子还不行
（注：前面四个因子相加之和必须是“1”，在调整权重因子时，可以用键盘上的向左，向右键来进行微调。
）还需要用户设置来调节网格密度的分配，将mesh density windows后的滑杆设为非零数字（注：设置的数值越大表示考虑的越多。
），就可以启动下的的mesh windows选项，在下面选项所控制的窗口中，数字都要乘以这个非零因子。
接着在windows区域内点击Add在屏幕的图形显示窗口左下方弹出一个小窗口，可以定义局部区域，在定义调整Mesh windows时鼠标必须是获取点的状态，不能是缩放观察的状态。
Size Ratio to Elem Outside Window用来调整窗口内部单元与外部单元的比率。
速度栏：此项表明局部细化网格的窗口是以该速度向其矢量方向运动，这个参数的设置与模具和工件的接触变形区有关。
局部细化网格的目的在于让变形大的地区得到较小的网格，以有利于反映真实的变形并节省计算时间，如果接触变形区是随着时间变化的，想要变化的接触变形区始终都得到局部细化网格，那么窗口的速度就应该等于接触区变化的速度。
有时你会发现网格窗口没有发挥作用，这有几个原因：一、Wight Factor中因子设置为零；二、总体网格的数量太少；
三、可能是Mesh Windows中定义的网格密度比例太大。
九个按钮分别是：矩形网格划分工具、圆柱形网格划分工具、环形网格划分工具、比例缩放、移动、旋转、调整比例、预览、清除。
大小调整方法：将拖动按钮点红然后进行调整。
移动：将图形调整到方便观察的方位，拖动细化分区域沿轴向移到想要的位置。
旋转：将图形调整到方便观察的方位，拖动细化分区域绕某一个轴进行旋转到想要的位置。
参考文献：DEFORM 5.03金属成形有限元分析实例指导教程李传民, 王向丽, 闫华军等编著。