第八讲网格划分技术
第3章网格划分技术及技巧
et,1,beam4,,1
et,3,beam189,1
土木工程中的有限元 辽宁科技大学资土学院
于新
3.1 定义单元属性—单元类型
3. 自由度集 命令：DOF,Lab1,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6,Lab7,Lab8,Lab9,Lab10 4. 改变单元类型 命令：ETCHG,Cnv 5. 单元类型的删除与列表 删除命令：ETDELE,ITYP1,ITYP2,INC 列表命令：ETLIST,ITYP1,ITYP2,INC
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3.1 定义单元属性—材料属性
10. 设置材料库读写的缺省路径 命令：/MPLIB,R-W_opt,PATH 11. 读入材料库文件 命令：MPREAD,Fname,Ext,--,LIB 12. 将材料属性写入文件 命令：MPWRITE,Fname,Ext,--,LIB,MAT 13. 激活非线性材料属性的数据表 命令：TB,Lab,MAT,NTEMP,NPTS,TBOPT,EOSOPT 14. 定义TB温度值 命令：TBTEMP,TEMP,KMOD 15. 定义TB数据表中的数据 命令：TBDATA,STLOC,C1,C2,C3,C4,C5,C6 16. 定义非线性数据曲线上的一个点 命令：TBPT,Oper,X,Y 17. 非线性材料数据表的删除和列表 删除命令：TBDELE,Lab,MAT1,MAT2,INC 列表命令：TBLIST,Lab,MAT 18. 非线性材料数据表的绘图 命令：TBPLOT,Lab,MAT,TBOPT,TEMP,SEGN
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3.1 定义单元属性—材料属性
每一组材料属性有一个材料参考号，用于识别各个材料特性组。一个模型中可有多种材 料特性组。
网格划分方法
网格划分的几种基本处理方法学习2010-01-10 17:13:52 阅读48 评论0 字号：大中小贴体坐标法：贴体坐标是利用曲线坐标，并使其坐标线与燃烧室外形或复杂计算区域边界重合，这样所有边界点能够用网格点来表示，不需要任何插值。
一旦贴体坐标生成通过变换，偏微分方程求解可以不在任意形状的物理平面上，而在矩形或矩形的组合（空间问题求解域为长方体或它们的组合）转换平面上进行。
这样计算与燃烧室外形无关，也与在物理平面上网格间隔无关。
而是把边界条件复杂的问题转换成一个边界条件简单的问题；这样不仅可避免因燃烧室外形与坐标网格线不一致带来计算误差，而且还可节省计算时间和内存，使流场计算较准确，同时方便求解，较好地解决了复杂形状流动区域的计算，在工程上比较广泛应用。
区域法：虽然贴体坐标系可以使坐标线与燃烧室外形相重合，从而解决复杂流动区域计算问题。
但有时实际流场是一个复杂的多通道区域，很难用一种网格来模拟，生成单域贴体网格，即使生成了也不能保证网格质量，影响流场数值求解的效果。
因此，目前常采用区域法或分区网格，其基本思想是，根据外形特点把复杂的物理域或复杂拓扑结构的网格，分成若干个区域，分别对每个子区域生成拓扑结构简单的网格。
由这些子区域组合而成的网格，或结构块网格。
对区域进行分区时，若相邻两个子域分离边界是协调对接，称为对接网格；若相邻两子域有相互重叠部分，则此分区网格称为重叠网格。
根据实际数值模拟计算的需要，把整个区域（燃烧室）分成几个不同的子区域，并分别生成网格。
这样不仅可提高计算精度，而且还可节省计算机内存，提高收敛精度。
但是计算时，必须考虑各区域连接边界处耦合以及变量信息及时、准确地传递问题。
处理各个区域连接有多种方法，其中一个办法是在求解各变量时各区域可以单独求解若干次而对压力校正方程．设压力校正值在最初迭代时为零，为了保证流量连续各个区域应同时求解，然后对各个速度和压力进行校正。
或者采用在两个区域交界处有一个重叠区，两个区域都对重叠区进行计算，重叠区一边区域内的值，要供重叠区另一边区域求解时用。
[转载]ABAQUS中网格划分技术_青草娃娃_新浪博客
![[转载]ABAQUS中网格划分技术_青草娃娃_新浪博客](https://img.taocdn.com/s3/m/aa286410a76e58fafab003db.png)
ABAQUS中网格划分技术作者：lengmenshi划分网格是有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，工作量较大，所划分的网格形式由于划分者的水平和思路不同而有很大的差异，因而对计算精度和计算规模会产生显著的影响。
有限元网格数量的多少和质量的好坏直接影响到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该权衡这两个参数。
网格较少时增加网格数量可以显著提高计算精度，而计算时间不会有很大的增加。
所以应注意增加网格数量后的经济性。
实际应用时可以比较疏密两种网格划分的计算结果，如果两种计算结果相差较大，应该继续增加网格，重新计算，直到误差在允许的范围之内。
ABAQUS中的网格划分方法应该是所有通用有限元分析软件中最强大的。
本文将对其网格划分做较全面的叙述。
首先介绍一下网格划分技术，包括：结构化网格、扫掠网格、自由网格：1）结构化网格技术（STRUCTURED）：将一些标准的网格模式应用于一些形状简单的几何区域，采用结构化网格的区域会显示为绿色（不同的网格划分技术会对相应的划分区域显示特有的颜色标示）。
2）扫掠网格技术（SWEEP）：对于二维区域，首先在边上生成网格，然后沿着扫掠路径拉伸，得到二维网格；对于三维区域，首先在面上生成网格，然后沿扫掠路径拉伸，得到三维网格。
采用扫掠网格的区域显示为黄色。
3）自由网格划分技术（FREE）：自由网格是最为灵活的网格划分技术，几乎可以用于任何几何形状。
采用自由网格的区域显示为粉红色。
自由网格采用三角形单元（二维模型）和四面体单元（三维模型），一般应选择带内部节点的二次单元来保证精度。
4）不能划分网格：如果某个区域显示为橙色，表明无法使用目前赋予它的网格划分技术来生成网格。
这种情况多出现在模型结构非常复杂的时候，这时候需要把复杂区域分割成几个形状简单的区域，然后在划分结构化网格或扫掠网格。
3.2 网格划分方法
六节点三角形单元
3.2 网 格 划 分 方 法
3.2 网 格 划 分 方 法
3.2 网 格 划 分 方 法
y
4 b
0
3
x
a a
2
b 1
四边形单元 位移函数
u = a1 + a2ξ + a3η + a4ξη v = a5 + a6ξ + a7η + a8ξη
三角形单元
u = a1 + a2x + a3 y v = a4 + a5x + a6 y
3.2 网 格 划 分 方 法
网格划分注意事项 — 避免尖角
3.2 网 格 划 分 方 法
单元疏密过渡
3.2 网 格 划 分 方 法
混合网格划分实体
将模型作为一个整体的划分的网格情况
将模型分为规则几何体组合的划分网格情况
3.2 网 格 划 分 方 法
采取疏密不同的网格
3.2 网 格 划 分 方 法
3.2 网 格 划 分 方 法
线性单元 二次单元
3.2 网 格 划 分 方 法
3.2 网 格 划 分 方 法
位移函数
u = a1 + a2x + a3 y v = a4 + a5x + a6 y
y
ui = a1 + a2xi + a3 yi uj = a1 + a2xj + a3 yj uk = a1 + a2xk + a3 yk vi = a4 + a5xi + a6 yi vj = a4 + a5xj + a6 yj vk = a4 + a5xk + a6 yk
第3章网格划分技术及技巧-图文
第3章网格划分技术及技巧-图文创建几何模型后，必须生成有限元模型才能分析计算，生成有限元模型的方法就是对几何模型进行网格划分，网格划分主要过程包括三个步骤：⑴定义单元属性单元属性包括单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。
⑵定义网格控制选项★对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置；★没有固定的网格密度可供参考；★可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。
⑶生成网格★执行网格划分，生成有限元模型；★可清除已经生成的网格并重新划分；★局部进行细化。
3.1定义单元属性3.1.1单元类型1.定义单元类型命令：ET,ITYPE,Ename,KOP1,KOP2,KOP3,KOP4,KOP5,KOP6,INOPRITYPE---用户定义的单元类型的参考号。
KOP1~KOP6---单元描述选项，此值在单元库中有明确的定义，可参考单元手册。
也可通过命令KEYOPT进行设置。
INOPR---如果此值为1则不输出该类单元的所有结果。
例如：et,1,link8!定义LINK8单元，其参考号为1；也可用ET,1,8定义et,3,beam4!定义BEAM4单元，其参考号为3；也可用ET,3,4定义2.单元类型的KEYOPT命令：KEYOPT,ITYPE,KNUM,VALUEITYPE---由ET命令定义的单元类型参考号。
KNUM---要定义的KEYOPT顺序号。
VALUE---KEYOPT值。
该命令可在定义单元类型后，分别设置各类单元的KEYOPT参数。
例如：et,1,beam4!定义BEAM4单元的参考号为1et,3,beam189!定义BEAM189单元的参考号为3keyopt,1,2,1!BEAM4单元考虑应力刚度时关闭一致切线刚度矩阵keyopt,3,1,1!考虑BEAM189的第7个自由度，即翘曲自由度!当然这些参数也可在ET命令中一并定义，如上述四条命令与下列两条命令等效：et,1,beam4,,1et,3,beam189,13.自由度集命令：DOF,Lab1,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6,Lab7,Lab8,Lab9,Lab104.改变单元类型命令：ETCHG,Cnv5.单元类型的删除与列表删除命令：ETDELE,ITYP1,ITYP2,INC列表命令：ETLIST,ITYP1,ITYP2,INC3.1.2实常数1.定义实常数命令：R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6续：RMORE,R7,R8,R9,R10,R11,R12NSET---实常数组号（任意），如果与既有组号相同，则覆盖既有组号定义的实常数。
网格划分方法
有限元法——原理、建模及应用第二次讨论课关于网格划分方法问题讨论报告。
班级：模具1班小组成员：郑福鑫110101020059吴立军110101020049周坤110101020062杨钊110101020061邢增日110101020058目录16.1 网格划分原则一、网格数量二、网格疏密三、单元阶次四、网格质量五、网格分界面和分界点六、位移协调性七、网格布局16.2 网格划分方法一、半自动分网方法二、自动分网方法三、自适应分网16.1 网格划分原则一．网格数量网格数量又称绝对网格密度，由网格的整体和局部尺寸控制。
其多少主要影响结果精度和计算规模。
1.结果精度网格数增加，结果精度一般会提高。
因为：(1)网格边界能更好逼近几何模型的曲线或曲面边界(2)单元插值函数能更好逼近实际函数(3)在应力梯度较大的部位，能更好反映应力值的变化但网格数太大时，数值计算的累积误差反而会降低计算精度2.计算规模网格数量增加，主要增加以下计算时间。
(1)单刚形成时间(2)方程求解时间(3)网格划分时间选择网格量时还应考虑分析类型和特点，可遵循以下原则：(1)静力分析。
对变形可较少网格；对应力或应变应较多。
(2)固有特性分析。
对低阶模态可较少网格，对高阶应较多。
其中集中质量矩阵法精度低于一致质量矩阵法，应更多网格。
(3)响应分析。
对位移响应可较少网格；对应力响应应较多。
(4)热分析。
对热传导，结构内部温度梯度趋于常数，可较少内部单元；对热变形和热应力，按位移和应力原则选。
二、网格疏密网格疏密又称相对网格密度，指不同部位网格大小不同应力集中区(梯度变化较大处)应较密网格计算精度不随网格数绝对增加，网格数应增加到关键部位网络有疏密时，要注意疏密之间的过渡。
一般原则是网格尺寸突变最少，以免畸形或质量较差的网络。
常见过渡方式1.单元过渡。
用三角形过渡四边形、用四面体和五面体过渡六面体。
2.强制过渡。
用约束条件保持大小网格间的位移连续。
ansys网格划分教程
第８课网格划分拖拉／扫略(extrude/sweep)网格划分选项(续)拖拉／扫略(extrude/sweep)网格划分选项(续)扫略网格划分:Main Menu >Preprocessor >Mesh >-Volume-1. .....2. .....3. .....Main Menu > Preprocessor > Mesh > -Volume-Sweep 1.拾取几何体Procedure 2.选择几何体上的初始面(不必已划分网格)3.选择目标面(目标面与初始面相对)说明: 几何体应满足topologically consistent控制网格密度•有限元方法为数值计算方法，计算结果有误差。
但网格越密时，计算结果越接近数学模型的真实解。
通常情况下，网格的密度应在这两种之间。
用户应根据分析目的和结果的精度要求决定网格划分的密度大小。
控制网格密度(续)你可以在特定的线上指定划分的单元数目，并且网格的密度可以沿线过渡。
（MeshTool > Lines > Set）。
这种设置优先于其他设置。
或者，可以在某些关键点处设置网格单元尺寸（MeshTool > Keypts >Set。
与此关键点相连的线如果）与此关键点相连的线如果未被预先设置划分的话，也会被调整。
在关键点处设置单元大小（其它单元尺寸由global element size 控制）global element size自由网格映射网格对单元的形状没有限制· 受映射网格模式及其单元形状限制· 通常单元排列整齐· 几何模型应由规则的面或体构成映射网格（续）2D四边形过渡网格•对于四边面和六面体，相对的对于四边面和六面体相对的边或面的单元数目可以不同•过渡网格有几种模式，边线的单元数必须与给定的模式相符映射网格（续）3-D六面体过渡网格3D映射网格（续）关于单元形状检查的说明。
有限元网格划分方法与基本原理
有限元⽹格划分⽅法与基本原理结构有限元分析中的⽹格划分技术及其应⽤实例结构有限元分析中的⽹格划分是否直接关系到解算的效果。
本⽂简述了⽹格划分应⽤的基本理论，并以空间⾃由曲⾯覆盖件和⼤型整体⽹络钢筋壳体产品的有限元分析中的⽹格划分为实例对象，详细讲述了空间⾃由和三维实体的⽹格划分基本理论及其在⼯程中的实际应⽤，⾮常具有现实意义和借鉴价值。
⼀、前⾔有限元⽹格划分是进⾏有限元数值模拟分析⾄关重要的⼀步，它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。
⽹格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、⽹格⽣成器的选择、⽹格的密度、单元的编号以及⼏何体素。
从⼏何表达上讲，梁和杆是相同的，从物理和数值求解上讲则是有区别的。
同理，平⾯应⼒和平⾯应变情况设计的单元求解⽅程也不相同。
在有限元数值求解中，单元的等效节点⼒、刚度矩阵、质量矩阵等均⽤数值积分⽣成，连续体单元以及壳、板、梁单元的⾯内均采⽤⾼斯（Gauss）积分，⽽壳、板、梁单元的厚度⽅向采⽤⾟普⽣（Simpson）积分。
⾟普⽣积分点的间隔是⼀定的，沿厚度分成奇数积分点。
由于不同单元的刚度矩阵不同，采⽤数值积分的求解⽅式不同，因此实际应⽤中，⼀定要采⽤合理的单元来模拟求解。
CAD软件中流⾏的实体建模包括基于特征的参数化建模和空间⾃由曲⾯混合造型两种⽅法。
Pro/E和 SoildWorks 是特征参数化造型的代表，⽽ CATIA 与 Unigraphics 等则将特征参数化和空间⾃由曲⾯混合造型有机的结合起来。
现有 CAD软件对表⾯形态的表⽰法已经⼤⼤超过了CAE软件，因此，在将 CAD实体模型导⼊CAE软件的过程中，必须将 CAD模型中其他表⽰法的表⾯形态转换到CAE软件的表⽰法上，转换精度的⾼低取决于接⼝程序的好坏。
在转换过程中，程序需要解决好⼏何图形（曲线与曲⾯的空间位置）和拓扑关系（各图形数据的逻辑关系）两个关键问题。
其中⼏何图形的传递相对容易实现，⽽图形间的拓扑关系容易出现传递失败的情况。
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*DO,i,1,MXNODE
!以节点号循环对厚度数组赋值
THICK(i)=0.5+0.2*NX(i)+0.02*NY(i)**2
*ENDDO
!结束循环
RTHICK,THICK(1),1,2,3,4 !赋壳厚度
/ESHAPE,1.0$eplot
!带厚度显示壳单元
3.实常数组的删除与列表 删除命令：RDELE,NSET1,NSET2,NINC 列表命令：RLIST,NSET1,NSET2,NINC 其中NSET1,NSET2,NINC---实常数组编号范围和编号增量， 缺省时NSET2等于NSET1且NINC=1。NSET1也可为ALL。
3.1 定义单元属性 —材料属性
每一组材料属性有一个材料参考号，用于识别各个材料特性组。一个模 型中可有多种材料特性组。
⑶生成网格
★执行网格划分，生成有限元模型； ★可清除已经生成的网格并重新划分； ★局部进行细化。
3.1 定义单元属性 —单元类型
1.定义单元类型
命令： ET,ITYPE,Ename,KOP1,KOP2,KOP3,KOP4,KOP5,KOP6,INOPR
ITYPE---用户定义的单元类型的参考号。 Ename---ANSYS单元库中给定的单元名或编号，它由一 个类别前缀和惟一的编号组成，类别前缀可以省略， 而仅使用单元编号。 KOP1~KOP6---单元描述选项，此值在单元库中有明 确的定义可参考单元手册。也可通过命令KEYOPT进 行设置。 INOPR---如果此值为1则不输出该类单元的所有结果。
第八讲网格划分技术
创建几何模型后，必须生成有限元模型才能分析 计算，生成有限元模型的方法就是对几何模型进行 网格划分，网格划分主要过程包括三个步骤：
⑴定义单元属性
单元属性包括单元类型、实常数、材料特性、单元 坐标系和界面号等。
⑵定义网格控制选项
★对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置； ★没有固定的网格密度可供参考； ★可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。
例如： et,1,link8!定义LINK8单元，其参考号为1；也可用ET,1,8定义 et,3,beam4!定义BEAM4单元，其参考号为3；也可用ET,3,4定义
3.1 定义单元属性 —单元类型
2.单元类型的KEYOPT
命令：KEYOPT,ITYPE,KNUM,VALUE ITYPE---由ET命令定义的单元类型参考号。 KNUM---要定义的KEYOPT顺序号。 VALUE---KEYOPT值。 该命令可在定义单元类型后，分别设置各类单元的KEYOPT参 数。例如：
3.1 定义单元属性 —单元类型
3.自由度集
命令：DOF,Lab1,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6, Lab7,Lab8,Lab9,Lab10
4.改变单元类型
命令：ETCHG,Cnv
5.单元类型的删除与列表
删除命令：ETDELE,ITYP1,ITYP2,INC 列表命令：ETLIST,ITYP1,ITYP2,INC
TKZ、TKY、THETA
Rmore,0,ix,0,0,0,2.0 !定义第3组实常数的其它实常数值
3.1 定义单元属性 —实常数
2.变厚度壳实常数定义 命令：RTHICK,Par,ILOC,JLOC,KLOC,LLOC Par---节点厚度的数组参数（以节点号引用），如mythick(19) 表示在节点19的壳体厚度。 ILOC---单元I节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为1。 JLOC---单元J节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为2。 KLOC---单元K节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为3。 LLOC---单元L节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为4。 该命令后面的四个参数顺序与节点厚度的关系比较复杂， 例如设某个单元：节点厚度数组为MYTH 单元节点顺序： 节点编号： RTHICK命令参数： IJKL节点厚度：
3.1 定义单元属性 —实常数
1.定义实常数
命令：R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6 续：RMORE,R7,R8,R9,R10,R11,R12 NSET---实常数组号（任意），如果与既有组号相同，则覆盖既 有组号定义的实常数。 R1～R12---该组实常数的值。 使用R命令只能一次定义6个值，如果多于6个值则采用RMORE 命令增加另外的值。每重复执行RMORE一次，则该组实常数增 加6个值，如7～12、13～18、19～24等。 ★各类单元有不同的实常数值，其值的输入必须按单元说 明中的顺序； ★如果实常数值多于单元所需要的，则仅使用需要的值； 如果少于所需要的，则以零值补充。 ★一种单元可有多组实常数，也有单元不需要实常数的。
et,1,beam4!定义BEAM4单元的参考号为1 et,3,beam189!定义BEAM189单元的参考号为3 keyopt,1,2,1!BEAM4单元考虑应力刚度时关闭一致切线刚度矩阵 keyopt,3,1,1!考虑BEAM189的第7个自由度，即翘曲自由度 !当然这些参数也可在ET命令中一并定义，如上述四条命令与下列两条命令 等效： et,1,beam4,,1 et,3,beam189,1
3.1 定义单元属性 —实常数
典型的如壳厚度为位置的函数，其命令流如下：
finish$/clear$/PREP7
ET,1,63$blc4,,,10,10$ESIZE,0.5$AMESH,1
MXNODE=NDINQR(0,14) !得到最大节点号
*DIM,THICK,,MXNODE !定义数组，以存放节点厚度
3.1 定义单元属性 —实常数
例如BEAM4单元，需要的实常数值有12个： AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETA和 ISTRN、IXX、SHEARZ、SHEARY、SPIN、 ADDMAS 设采用直径为0.1m的圆杆，其实常数可定义为： D=0.1 PI=acos(-1) a0=pi*d*d/4 I0=pi*D**4/64 IX=pi*D**4/32 R,3,a0,i0,i0,d,d,0 !定义第3组实常数的AREA、IZZ、IYY、