ANSYS单元设置与网格划分
ANSYS网格划分
Plane stress---(平面应力） 平面应力） 平面应力 Axisymmetric--(轴对称） 轴对称） 轴对称 Plane strain---(平面应变） 平面应变） 平面应变 Plane strs w/thk---(带厚度的平面应力） 带厚度的平面应力） 带厚度的平面应力
5
2.3 定义实常数 Main Menu > Preprocessor >Real Constant >Add/Edit/Delete
拖拉
27
设置拖拉选项
MainMenu>Preprocessor>-ModelingOperate>Extrude>ElemExtOpts 拖拉后的单元 材料号， 号，材料号， 实行拖拉操作
MainMenu>Preprocessor>-ModelingOperate>Extrude>-Areas-By XYZ Offset
22
六面体网格
过渡网格
四面体网格
二次 到 二次 2020-节点六面体 1313-节点金字塔 1010-节点四面体
线性 到 二次 8-节点六面体 9-节点金字塔 10-节点四面体
23
3）扫掠网格划分Sweep ）扫掠网格划分 要求几何体有一对 拓扑结构相同的源 面和目标面
24
在不可采用扫掠划分的体中生成四面体网格是一个十分有用的扫 掠选项. 掠选项
弹簧单元——刚度系数 刚度系数 弹簧单元 杆单元——面积 面积 杆单元 梁单元——面积、惯性矩、高度 面积、惯性矩、 梁单元 面积 平面应力单元——厚度 厚度 平面应力单元 板壳单元——厚度 板壳单元 厚度 三维实体单元——一般不输入实常数 一般不输入实常数 三维实体单元
ansys 创建节点单元模型与网格划分技术
•
下面分别对这部分的工具和选项进行介绍。
1. Global（缺省）
可通过设置每个单元的边长或者模型中每条边线的单元分划数来控制总体单元尺寸。 单击 按钮会弹出 Global Element Sizes（总体单元尺寸）设置对话框，如下图
所 示 ， 可 以 设 置 缺 省 的 Element edge length （ 单 元 边 长 ） 或 者 缺 省 No. of
ANSYS9.0经典产品教程与实例详解
M2-22
(3)局部网格尺寸控制
ANSYS 用缺省单元尺寸生成的网格并不一定总能满足需要比如在模型的曲率较大的 区域需要相对密的网格，在这时可以利用网格工具提供局部网格尺寸控制工具（图中 (3)的区域）设置模型中局部的单元尺寸以满足特定的需要。ANSYS可以分别对线、面 以及选定关键点附近区域进行网格尺寸的控制，还可以设置缺省的单元尺寸。
• 对Global和Lines 的单元尺寸控制是针对实体模型的边界上的单元尺寸的定义。 本项的设定可以在面的内部没有可以引导网格划分的尺寸线的区域控制单元尺寸，
推荐在自由分网时对此项进行设定，往往可以在整个模型上得到较好的网格。单击
按钮会弹出一个选择对话框，要求选择欲设置的面，选择欲设置的面然后单击 选择对话框上的 按钮或者 按钮确认，在弹出的设置对话框可以设定单 按钮将会清除设置。 元边长，输入合适的值即可。单击
ANSYS9.0经典产品教程与实例详解
M2-21
3
4 5 6 7
8
(2) 智能网格划分控制
图中标识为（2）的区域提供了 Smart Sizing（智能单元尺寸）控制。Smart Sizing 控制在生成映射（Mapped）网格时无效。自由划分网格时建议使用 Smart
ansys如何划分网格
January 30, 2001 Inventory #001441 11-11
3.网格划分控制——指定网格划分类型
多媒体教程
ANSYS 划分网格专题讲座
对边必须划分相等的份数
棱柱边上必须划分相等的份数 面内边上必须划分相等的份数
所有对边必须划分相等的份数
January 30, 2001 Inventory #001441 11-12
January 30, 2001 Inventory #001441 11-2
1．网格类型
多媒体教程
ANSYS 划分网格专题讲座
自由网格
映射网格
January 30, 2001 Inventory #001441 11-3
2. 定义单元类型
多媒体教程
ANSYS 划分网格专题讲座
在有限元分析过程中，对于不同的问 题，需要应用不同特性的单元，单元选择 不当，直接影响到计算能否进行和结果的 精度。ANSYS的单元库中提供了200多种 单元类型，每个单元都有唯一的编号，如 LINK1、PLANE2、BEAM3和SOLID45 等，几乎能解决大部分常见问题。
January 30, 2001 Inventory #001441 11-7
3.网格划分控制——单元尺寸和形状的控制
多媒体教程
ANSYS 划分网格专题讲座
如图所示为网格划分工具提供的单元尺寸控 制选项，可以对面、线、层和关键点的单元大小 进行设置，还可以对全局单元尺寸进行设置。同 一个网格区域的面单元可以是三角形或四边形， 体单元可以是六面体或四面体形状。
January 30, 2001 Inventory #001441 11-13
划分网格实例1——2D问题
ansysworkbenchmeshing网格划分总结
ansysworkbenchmeshing⽹格划分总结a n s y s w o r kb e nc hm e s h i n g⽹格划分总结标准化⽂件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KIIBase point and delta创建出的点重合时看不到⼤部分可划分为四⾯体⽹格，但六⾯体⽹格仍是⾸选，四⾯体⽹格是最后的选择，使⽤复杂结构。
六⾯体（梯形）在中⼼质量差，四⾯体在边界层处质量差，边界层处⽤棱柱⽹格prism。
棱锥为四⾯体和六⾯体之间的过渡棱柱由四⾯体⽹格被拉伸时⽣成3DSweep扫掠⽹格划：只有单⼀的源⾯和⽬标⾯，膨胀层可⽣成纯六⾯体或棱柱⽹格Multizone多域扫掠⽹格：对象是多个简单的规则体组成时（六⾯体）——mapped mesh type映射⽹格类型：包括hexa、hexa/prism——free mesh type⾃由⽹格类型：包括not allowed、tetra、hexa dominant、hexa core（六⾯体核⼼）——src/trg selection源⾯/⽬标⾯选择，包括automatic、manual source⼿动源⾯选择patch conforming：考虑⼀些⼩细节（四⾯体），包括CFD的膨胀层或边界层识别patch independent：忽略⼀些⼩细节，如倒⾓，⼩孔等（四⾯体），包括CFD 的膨胀层或边界层识别——max element size 最⼤⽹格尺⼨——approx number of elements⼤约⽹格数量mesh based defeaturing 清除⽹格特征——defeaturing tolerance 设置某⼀数值时，程序会根据⼤⼩和⾓度过滤掉⼏何边Use advanced size function ⾼级尺⼨功能——curvature['k??v?t??]曲率：有曲率变化的地⽅⽹格⾃动加密，如螺钉孔，作⽤于边和⾯。
Ansys15.0workbench网格划分教程
第3章Workbench网格划分3.1 网格划分平台ANSYS Workbench中提供ANSYS Meshing应用程序（网格划分平台）的目标是提供通用的网格划分格局。
网格划分工具可以在任何分析类型中使用。
●FEA仿真：包括结构动力学分析、显示动力学分析（AUTODYN、ANSYS LS/DYNA）、电磁场分析等。
●CFD分析：包括ANSYS CFX、ANSYS FLUENT等。
3.1.1 网格划分特点在ANSYS Workbench中进行网格划分，具有以下特点：●ANSYS网格划分的应用程序采用的是Divide & Conquer（分解克服）方法。
●几何体的各部件可以使用不同的网格划分方法，亦即不同部件的体网格可以不匹配或不一致。
●所有网格数据需要写入共同的中心数据库。
●3D和2D几何拥有各种不同的网格划分方法。
ANSYS Workbench 15.0从入门到精通ANSYS Workbench中提供的网格划分法可以在几何体的不同部位运用不同的方法。
1．对于三维几何体对于三维几何体（3D）有如图3-1所示的几种不同的网格划分方法。
图3-1 3D几何体的网格划分法（1）自动划分法（Automatic）自动设置四面体或扫掠网格划分，如果体是可扫掠的，则体将被扫掠划分网格，否则将使用Tetrahedrons下的Patch Conforming网格划分器划分网格。
同一部件的体具有一致的网格单元。
（2）四面体划分法（Tetrahedrons）四面体划分法包括Patch Conforming划分法（Workbench自带功能）及Patch Independent划分法（依靠ICEM CFD Tetra Algorithm软件包实现）。
四面体划分法的参数设置如图3-2所示。
图3-2 四面体划分法的参数设置Patch Independent网格划分时可能会忽略面及其边界，若在面上施加了边界条件，便不能忽略。
ANSYS网格划分PPT教程含扫掠网格划分
网格划分
...控制网格密度
• 如图所示为采用不同的SmartSize尺寸 级别进行四面体网格划分的例子.
• 高级的 SmartSize 控制, 如网格扩张和 过渡系数在SMRT 命令 (或 Preprocessor > -Meshing- Size Cntrls > SmartSize- Adv Opts...)中提供.
(若您在使用 MeshTool, 您可以跳过这一步,因为程序 将在执行第3步时提示您是否清除网格)
2. 指定新的或不同的网格控制.
3. 再次划分网格.
网格划分
...改变网格
• 另一个网格划分选项是在指定的区域 refine (细化)网格.
• 对所有的面单元和四面体体单元有效.
• 简易的方法是使用 MeshTool:
– 在网格划分前为实体模型指定属性 – 在网格划分前对MAT, TYPE,和REAL进行 “总体的” 设置 – 在网格划分后修改单元属性
• 如果没有为单元指定属性, ANSYS将MAT=1, TYPE=1, 和 REAL=1 作为模型中所有单元的缺省设置. 注意, 采用当前激活的TYPE, REAL, 和 MAT 进行网格操作.
类型 1 = 壳单元 类型 2 = 梁单元
材料 1 = 混凝土 材料 2 = 钢
实常数 1 = 3/8” 厚度 实常数 2 = 梁单元特性 实常数 3 = 1/8” 厚度
网格划分
...多种单元属性
• 只要您的模型中有多种单元类型(TYPEs), 实常数(REALs) 和 材料 (MATs), 就必须确保给每一种单元指定了合适的属性. 有以下3种 途径:
– 局部控制 • 关键点尺寸 • 线尺寸 • 面尺寸
网格划分
Ansys中给圆面划分网格
Ansys中给圆面划分网格首先，打开ANSYS mechanical apdl product launcher，设置求解问题的类型Preferences，如下图，本实例中选择Thermal。
其次，设置单元类型。
Preprocessor →→Element Type →→ Add/Edit/Delete，在弹出的对话框中单击Add，弹出新的对话框，本实例中选择Shell →→ 3D 4 node 131，如下图所示。
然后，设置材料属性。
依次单击Preprocessor →→ Material Props →→ Material Models，在弹出的对话框中依次单击Material model number 1 →→ thermal →→ density，在弹出的对话框中输入材料密度，如7750，单击OK。
重复操作，如下图所示，添加所需的其它材料物性参数。
然后，建立本实例划分网格的圆面模型。
依次单击Preprocessor →→ Modeling →→ create →→ areas →→ circle →→ solid circle，在弹出的对话框中输入圆心和半径，本实例中圆心坐标为(0,0)，半径为1。
单击OK，如下图所示。
然后，设置划分网格的属性。
依次单击Preprocessor →→ Meshing →→ mesh attributes →→default attribs，在弹出的对话框中设置相应的参数，如下图所示，单击OK保存。
然后，设置智能网格尺寸。
依次单击Preprocessor →→ Meshing →→ size cntrls →→ smart size →→ basic，在弹出的对话框中选择1 fine，如下图所示，单击OK保存。
下面，我们试一下不同的网格类型的划分结果。
依次单击Preprocessor →→ Meshing →→mesh →→ areas →→ mapped →→ 3 or 4 sided，在弹出的对话框中选择要划分网格的对象，单击OK，系统会划分网格，同时会弹出警告Warning，意思是存在突破限制的网格，说明网格划分质量差，如下图所示，我们需要重新选择网格划分方式。
ANSYS-网格划分方法总结
(1) 网格划分定义:实体模型是无法直接用来进行有限元计算得,故需对它进行网格划分以生成有限元模型.有限元模型是实际结构和物质的数学表示方法。
在ANSYS中，可以用单元来对实体模型进行划分，以产生有限元模型,这个过程称作实体模型的网格化.本质上对实体模型进行网格划分也就是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域.这些子区域(单元），是有属性的,也就是前面设置的单元属性.另外也可以直接利用单元和节点生成有限元模型.实体模型进行网格划分就是用一个个单元将实体模型划分成众多子区域（单元）。
(2）为什么我选用plane55这个四边形单元后，仍可以把实体模型划分成三角形区域集合？？？答案：ansys为面模型的划分只提供三角形单元和四边形单元，为体单元只提供四面体单元和六面体单元。
不管你选择的单元是多少个节点,只要是2D单元，肯定构成一个四边形或者是三角形，绝对没有五、六边形等特殊形状.网格划分也就是用所选单元将实体模型划分成众多三角形单元和四边形子区域。
见下面的plane77/78/55都是节点数目大于4的,但都是通过各种插值或者是合并的方式形成一个四边形或者三角形。
所以不管你选择什么单元，只要是对面的划分，meshtool上的划分类型设置就只有tri和quad两种选择.如果这个单元只构成三角形，例如plane35，则无论你在meshtool上划分设置时tri还是quad，划分出的结果都是三角形。
所以在选用plane55单元，而划分的是采用tri划分时,就会把两个点合并为一个点。
如上图的plane55，下面是plane单元的节点组成，可见每一个单元上都有两个节点标号相同，表明两个节点是重合的..同样在采用plane77 单元，进行tri划分时，会有三个节点重合。
这里不再一一列出。
(3)如何使用在线帮助：点击对话框中的help，例如你想了解plane35的相关属性，你可以点击上右图中的help，亦可以，点击help->help topic弹出下面的对话康,点击索引按钮，输入你想查询的关键词.(4）对于矩形的网格划分方法整理：当圆柱体具有圆周对称性时，可以使用plane 55 (是一个2D，4节点的平面四边形单元，自由度是温度)单元作为有限元单元，设置为轴对称性（Axisymmetric）。
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Oh No! It’s worse than before
Lines Keypoints
Nodes
Areas
Elements
33
模型修正(续)
要修正一个已经划分了网格 的模型:
1. 清除 要修正的模型的节点和 单元.
2. 删除 实体模型图元（由高阶 (a) Original meshed model 到低阶）.
28
面划分映射网格
说明给面划分映射网格时，必须满足的三个条件
Objective
给面划分映射网格时，下面的条件必须被满足: －此面必须由3或4条线围成 －在对边上必须有相等的单元划分数 －如果此面由3条线围成，则三条边上的单元 划分数必须相等且必须是偶 数
或者，可以用拾取一个面的3个或4个角点来进行面映射 网格划分，这种简化的映射网格划分方法将两个关键点 之间的多条线内部连接起来。
– 使用块（Brick)单元划分单元网格
选用块单元网格建立实体模型
通常需要花费更多时间和精力:
划分子区域 连接处理 延伸
块单元网格: 125 个单元 216 个节点
14
单元属性(续)
实常数
实常数是针对某一单元的几何特征, 例如:
Definition
• 梁单元的横截面积. • 壳单元的厚度.
元参考号，利用该单元划分实体模型
实常数 材料属性
4
单元属性(续)
介绍单元属性
• 有限元模型中的任一单元都具有特定属性:
– 单元类型 （实体单元、梁单元、壳单元等） - TYPE – 材料性质 ( Steel、aluminum、Plastic等) - MAT – 实常数 (壳单元厚度、梁单元横截面等) - REAL
注意:并不是所有的单元都需要实常数.
15
单元属性(续)
实常数定义
1. ..... 选择了单元类型后，定义单元实常数:
2. .....
Main Menu: Preprocessor > Real Constants
.....
Procedure
1. 选择 Add.
选择 OK.
2. 选择要定义的实 常数是针对哪种 单元类型.
5
6 执行网格划分6Fra bibliotek77 清除网格
8 细化网格Global全局设置，为有限元模型8 分配单 元属性
20
网格划分 (续)
1. ..... 2. ..... .....
Procedure
要进行网格划分: Main Menu: Preprocessor > MeshTool
1. 给图元定义单元属性 (体、面等). 2. 设定网格密度控制.
(壳单元) Concrete silo
Steel hopper (壳单 元和梁单元）
厚3/8 inch 厚1/4 inch
5
单元属性(续)
• 在创建有限元模型的过程中，单元特性的赋予一般 有两种方法：
在划分单元网格前将单元特性赋予实体模型； 在划分单元网格前设置“global” 的 MAT、TYPE
Material Properties >
-Structural>Linear>Isotropic
材料性质
7
单元属性(续)
单元类型
1. ..... 2. ..... .....
Procedure
设定单元类型:
Main Menu: Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete
16
单元属性(续)
实常数定义
4. 输入实常数.
5. 选择 OK.
6. 如果要定义另一实常 数，选择 Add 并重 复2～5步.
7. 结束实常数定义，选 择 Close.
17
网格划分控制
18
网格划分
划分网格四个主要步骤.
Objective
网格划分主要包括以下步骤:
1. 单元属性分配给实体模型. 2. 设定网格尺寸控制 (控制网格密度). 3. 网格划分以前保存数据库. 4. 执行网格划分.
保存 DB, 然后执行网格划分.
21
网格划分 (续)
Objective
单元尺寸.
ANSYS网格划分中有许多不同的单元尺寸控制方式:
• “Smart Sizing”-智能网格; • 总体（“Global”） 单元尺寸; • 指定的线/面上的单元分割数及间距控制; • 层网格划分 - 在壁面附近划分较密的的网格 (适于模拟
程序会尽可能的根据总体尺寸或 关键点尺寸的定义产生一个相匹 配的线的划分数；
20 divisions transferred by mapped mesh
(Global element size)
30
体划分映射网格
说明给体划分映射网格时必须满足的四个条件
Objective
为了给一个体划分六边形单元，则必须满足四个条件： 它必须是砖形（六面体），楔形体（五面体）或四面体形； 在对面和侧边上所定义的单元划分数必须相等； 如果体是棱柱形或四面体形，在三角形面上的单元划分数必
2 种材料: MAT 1 = concrete MAT 2 = steel
2 种单元类型: TYPE 1 = shells TYPE 2 = beams
2 种实常数: REAL 1 = 3/8 inch shell thickness REAL 2 = 1/4 inch shell thickness
Choose Clear.
出现拾取框后，在图形窗口中拾取要清除的图 元. 并选择 OK 或 Apply执行.
35
知识回顾 Knowledge Review
放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
包含少量三角形； • 单元尺寸由ANSYS确定 (通常是比较合理的)； • 单元属性为：单元类型为1,材料为1,实常数为1。
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网格划分 (续)
使用智能网格划分
Objective
智能网格（Smart Sizing） 创建自由网格划分的初始 单元尺寸
在进行自由网格划分时， 建议采用智能网格
激活智能网格: Main Menu: Preprocessor > MeshTool 打开智能网格，然后移动滚动条到所期望的 值，级别越高说明网格越粗。
创建 新的实体模型，代替旧模 型.
4. 对新的实体模型划分网格.
(b) Mesh cleared
(c) Solid model modified
(d) Revised remeshed model
34
模型修正(续)
1. ..... 2. ..... .....
Procedure
要清除网格: Main Menu: Preprocessor > MeshTool
、和REAL；
• 如果没有赋予单元特性， ANSYS则自动将 所有单元 赋予缺省值：MAT=1、TYPE=1 和 REAL=1 。
6
单元属性(续)
1. ..... 2. ..... .....
Procedure
例如: 定义恒定的各向同性材料属性
要定义材料属性 :
Main Menu: Preprocessor >
须是偶数； 相对棱边上划分的单元数必须相等。
31
模型修正
32
模型修正
讨论模型修正.
Objective
清除网格，意味删除节点和单元. 要清除网格，必须知道节点和单元与图元的层次 关系.
I’ll try to change this line again
Elements Nodes
Volumes Areas Lines
29
面划分映射网格（续）
描述ANSYS怎样处理线的划分.
Objective
在面的对边上指定相等的线的划
分数；
(Element size assigned to L1)
不需要在所有的线上指定划分数， 只要是采用映射网格划分，程序 会将线的划分数由一条边传递到 对边，传递所有相邻的要划分网 格的面；
单元设置与网格划分
1
掌握要点
1.设置单元属性 2.网格划分工具的使用 3.自由划分与映射划分
2
典型分析过程
1. 前处理——创建有限元模型
1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性）
2）创建或读入几何实体模型
3）为实体模型分配单元属性
4）设置网格划分属性
A1
5）划分实体模型
Y
R P
X
Q
O
K
Z N
I
M
J
Tetrahedron mesh
Brick mesh
13
单元属性(续)
单元种类
建立三维实体模型需要作出下列选择：
– 使用四面体（Tet）单元划分网格 采用简便方法建立实体模型。 选用二次单元(Solid95)。
四面体单元网格: 679 个单元 1230 个节点
或者
CFD 边界层及电磁分析中的 skin effects); • 网格细化 - 在制定区域细化网格 (并不清除已经划好的).
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网格划分 (续)
使用缺省设置划分网格.
Objective
如果没有对网格进行任何控制，ANSYS将使用缺省设置: • 自由网格划分，即四边形网格划分 (2-D 模型) ，其中可能
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网格划分工具
网格划分工具是网格控制的一种快捷方式 1
1. ..... 打开网格划分工具: