CATIA有限元高级划分网格教程

CATIA有限元高级网格划分教程盛选禹李明志1.1进入高级网格划分工作台（1）打开例题中的文件Sample01.CATPart。

（2）点击主菜单中的【开始】→【分析与模拟】→【Advanced Meshing Tools】(高级网格划分工具），就进入【Advanced Meshing Tools】（高级网格划分工具）工作台，如图1－1所示。

进入工作台后，生成一个新的分析文件，并且显示一个【New Analysis Case】（新分析算题）对话框，如图1－2所示。

图1－1【开始】→【分析与模拟】→【Advanced Meshing Tools】(高级网格划分工具）（3）在【New Analysis Case】（新分析算题）对话框内选择【Static Analysis】（静力分析）选项。

如果以后打开该对话框的时候均希望是计算静力分析，可以把对话框内的【Keep as default starting analysis case】（在开始时保持为默认选项）勾选。

这样，下次进入本工作台时，将自动选择静力分析。

（4）点击【新分析算题】对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。

1.2定义曲面网格划分参数本节说明如何定义一个曲面零件的网格类型和全局参数。

（1）点击【Meshing Method】(网格划分方法)工具栏内的【高级曲面划分】按钮，如图1－3所示。

需要在【Meshing Method】(网格划分方法)工具栏内点击中间按钮的下拉箭头才能够显示出【高级曲面划分】按钮。

图1－2【New Analysis Case】（新分析算题）对话框图1－3【高级曲面划分】按钮（2）点击【高级曲面划分】按钮后在图形区选择零件，弹出【Global Parameters】（全局参数）对话框，如图1-4所示。

图1-4 【Global Parameters】（全局参数）对话框（3）在【Global Parameters】（全局参数）对话框内定义需要的网格参数。

在本例题中，用户需要定义的参数如下：●选择【Set frontal quadrangle method】（设置前四边形网格方法）按钮，作为网格的类型。

●点击【Mesh】（网格）选项卡，定义下面的全局参数：i.在【Mesh size】（网格尺寸）数字栏内输入5mm；ii.在【Offset】（偏移量）数字栏内输入0mm。

●点击【Geometry】（几何）选项卡，定义下面的全局参数：i.在【Constraint sag】（约束垂度）数字栏内输入1mm；ii.在【Min holes size】（最小孔大小）数字栏内输入10mm；iii.选择【Merge during simplification】（简化过程中合并）选项；iv.在【Min size】（最小尺寸）数字栏内输入2mm。

（4）点击【Global Parameters】（全局参数）对话框内的【确定】按钮，在左边的模型树中出现新的元素【Advanced Surface Mesh】（高级曲面网格），如图1－5所示。

图1－5模型树中的新元素【Advanced Surface Mesh】（高级曲面网格）注意！进入【高级曲面网格】工作台后，下列工具栏将显示出来：●【Local Specifications】（局部网格设置）；●【Execution】（执行）；●【Edition Tools】（编辑工具）。

在任何时候，都可以对全局参数进行修改和显示。

点击【Global Parameters】（全局尺寸）工具栏内的【Global Parameters】（全局尺寸）按钮，就可以弹出【Global Parameters】（全局参数）对话框。

1.3设置控制和节点本节说明如何定义棱边点分布的控制，为了完成设置，需要选择棱边、顶点、曲线或者点（几何形状上的点）。

继续§1.2节的设置，文件仍然处于打开状态，仍然处于【Advanced Surface Meshing】（高级网格划分）工作台。

（1）点击【Local Specifications】（局部规定）工具栏内的【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）按钮，如图1－6所示。

弹出【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框和【Trap Type】（选择方法）对话框，如图1－7和图1－8所示。

图1－6【Local Specifications】（局部规定）工具栏内的【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）按钮图1－7 【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框图1－8【Trap Type】（选择方法）对话框（2）点击选择要约束的棱边，如图1－9所示。

点击选择后，棱边颜色显示为黄色，【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框更新显示内容，如图1－10所示。

图1－9选择的棱边图1－10 更新显示的【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框（3）点击【Add/Remove Constraints】（添加/移除控制）对话框内的【确定】按钮。

（4）点击【Local Specifications】（局部规定）工具栏内的【Imposed Elements】（强制单元）按钮，弹出【Imposed Elements】（强制单元）对话框，如图1－11所示。

（5）选择上面控制布置设置的棱边，弹出【Edit Elements Distribution】（编辑单元分布）对话框，如图1－12所示。

图1－11【Imposed Elements】（强制单元）对话框图1－12 【Edit Elements Distribution】（编辑单元分布）对话框（6）设置单元分布新的参数，在本例题中设置的参数如下：●在下拉列表框内选择【Uniform】均匀分布类型；●在【Number of elements】（单元数量）数字栏内输入10。

点击【Edit Elements Distribution】（编辑单元分布）对话框内的【确定】按钮。

在选择的棱边上对节点（或者单元）进行分布。

节点分布的描述出现在【Imposed Elements】（强制单元）对话框内，如图1－13所示。

（7）点击【Imposed Elements】（强制单元）对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。

同时图形上所选棱边显示出划分的节点，如图1－14所示。

图1－13 节点分布的描述出现在【Imposed Elements】（强制单元）对话框图1－14所选棱边显示出划分的节点1.4启动网格划分操作本节说明如何生成网格，生成网格的参数是本章前面几节设定的网格参数。

（1）点击【Execution】（执行）工具栏内的【Mesh The Part】（划分零件网格）按钮，程序自动对零件进行网格划分，并且在【Mesh The Part】（划分零件网格）对话框内显示一个基本的总结，如图1－15所示。

同时零件被自动划分网格，如图1－16所示。

图1－15在【Mesh The Part】（划分零件网格）对话框内显示的总结图1－16 零件自动划分的网格显示被自动切换到划分质量模式，用户自己可以查看生成网格的单元质量。

（2）点击【Mesh The Part】（划分零件网格）对话框的【确定】按钮，关闭对话框。

1.5分析单元质量本节说明如何使用一些基本的网格质量分析功能。

质量分析功能在所有网格划分过程中，都是可以调用的。

可以对所有的单元，或者针对某一个单元分析单元质量。

（1）点击【Mesh Analysis Tools】（网格分析工具）工具栏内的【Quality Analysis】（质量分析）按钮，弹出【Quality Analysis】（质量分析）对话框，如图1－17所示。

图1－17 【Quality Analysis】（质量分析）对话框【Quality Analysis】（质量分析）对话框是一个显示指定质量和分析网格的过滤器，通过选择特定的参数，用户可以决定如何观察划分的网格。

对话框还提供了一系列的功能，可以对网格进行更加深入的分析。

（2）点击【Quality Analysis】（质量分析）对话框内的【Show Quality Report】（显示分析报告）按钮，弹出【Quality Report】（质量报告）对话框，显示出所选择部分网格质量的统计数据：Good（好）、Poor（差）、Bad（坏）、Worst（最坏）和Average （平均），如图1－18所示。

图1－18【Quality Report】（质量报告）对话框（3）点击对话框内的【Connectivities】（连通性）选项卡，显示网格的连通性统计结果（节点数量，单元数量，连通性，每个连通的单元数。

），如图1－19所示。

图1－19 【Connectivities】（连通性）选项卡显示的内容（4）点击【Quality Report】（质量报告）对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。

下面说明如何分析单个单元的质量。

（5）点击【Quality Analysis】（质量分析）对话框内的【Analyze An Element】（分析一个单元）按钮。

（6）选择已经划分网格的一个单元，如图1－20所示。

图1－20选择网格的一个单元图1－21【Analyze Single】（分析单个单元）对话框弹出【Analyze Single】（分析单个单元）对话框，如图1－21，显示出所选择单元的质量：Taper（变尖），Distortion（扭曲），Warp Factor（翘曲系数），Warp Angle（翘曲角度），Skew Angle（歪斜角度）, Min. Length（最小长度），Max. Length（最大长度），Length Ratio （长度比）和Normalized Value（归一化数值）。

换句话说，可以检查每个单元的质量是否合适。

（7）点击【Analyze Single】（分析单个单元）对话框内的【确定】按钮，关闭该对话框。

（8）点击【Quality Analysis】（质量分析）对话框内的【确定】按钮，关闭该对话框。

1.6网格编辑本节说明如何通过使用自动平滑功能移动选项编辑一个网格单元，然后将一个单元切割为两个。

（1）点击【Edition Tools】（编辑工具）工具栏内的【Edit Mesh】（编辑网格）按钮，如图1－22所示。

弹出【Edit Mesh】（编辑网格）对话框，如图1-23所示。

图1－22【Edition Tools】（编辑工具）工具栏内的【Edit Mesh】（编辑网格）按钮图1-23 【Edit Mesh】（编辑网格）对话框（2）在图形区选择一个节点，如图1－24所示。