CATIA建模—HYPERMESH画网格—ANSYSWORKBENCH仿真流程演示
ansysworkbench网格约束求解仿真
ansysworkbench网格约束求解仿真仿真教材，要学习材料力学。
弹性力学不推荐学习，有点难用处不大。
网格精度判定指标：默认显示的红色区域存在部分连续位置至少完整覆盖两层网格。
应力奇异性:一般认为应力奇异是应力集中的极端现象。
根据弹性理论，在尖角处应力是无穷大的。
在有限元分析中，尖角处不会产生无穷大应力结果，而是会随着网格细化，应力大幅度增加。
所以用有限元分析尖角处和刚性约束的应力奇异点是无效的，没有正确结果的。
网格精度对变形结果的影响很小，并且不存在类似应力奇异的问题，因此可以优先对比变形结果，如果出现偏差较大说明设置存在问题。
虽然说同等情况下六面体（在mesh control中点method，automatic就是默认的六面体）网格精度高于四面体（在mesh control中点method，将method由automatic改为tetrahedrons），但是六面体网格划分太过繁琐。
因此四面体网格是最常用的，随着模型复杂程度提高，四面体网格划分在效率上优势明显，而且精度也能满足工程需求。
一般来说局部网格精度为全局网格精度的十倍，即如果全局网格设置为1mm，则局部网格应该在0.1左右合适。
接触分类:bonded绑定:默认接触形式，可以将此看做连接在一起作为一个零件，类似于焊接。
frictionless无摩擦:代表单边接触，如果出现分离则法向压力为0，同时假设摩擦系数为0。
frictional有摩擦:两接触面可以通过接触区域传递一定数量剪应力。
法向可分离，切向摩擦滑动。
网格改变，软件版本改变或者不同软件同样设置导致计算结果发生巨大变化只能说明设置存在问题，就算能算出来结果那也是运气好，不能证明是正确结果。
刚体位移，弱弹簧功能原则上可以抵消微小力，但是经常出现一些新手发现不了的问题，不推荐使用弱弹簧功能。
一般情况下，现实中一定有产生抵消的约束，只是我们没有设置上，所以仔细查找出产生微小力的原因。
HyperMesh 之网格划分
CAE软件在导入CAD几何模型的时候经常会遇到这样几种情况。
一、CAE软件导入几何数模时发生错误，无法导入。
这种问题可能是由于版本的限制问题，例如HyperMesh5.0不能直接导入UG18的prt文件，但5.1就可以了。
5.*不能直接导入pro/e 的数据，但6.0就可以了。
这种问题比较好解决，用CAD软件把这些几何用iges格式输出处理一下就可以了。
但这种问题也可能是几何数模中存在严重错误所致，这就需要修改模型了。
二、导入几何模型后发现有些曲面无法导入，这样模型就会缺少一些比较重要的面，或者曲面存在缝隙、重叠、错位等缺陷，对较复杂的模型这种问题是经常性的。
边界错位经常引起网格扭曲，导致单元质量不高，求解精度差。
三、导入的模型很完整，没有错误。
但是由于CAE分析和CAD设计的思想不同，会产生一些两难的问题。
CAD设计主要是为生产服务的，模型中通常会包含某些细微特征，例如曲面和边的倒圆，小孔。
进行分析时如果要准确模拟这些特征，需要用到很多小单元，导致求解时间过长。
上面第一种情况不是我想讨论的内容，第二种和第三种情况则比较复杂，因为在这两种情况下，一些在前处理方面号称自动化程度高的软件，如Ansys、Marc、Patran等都会很郁闷。
就算网格能划分出来，质量怎么保证呢？毕竟我们对计算结果的精度和计算过程的费用是有要求的。
那么怎么办？一种办法是在做网格的时候忽略这些问题，比如说遇到缺少曲面，用户可以自己设法在CAE 中做一个，毕竟简单的CAD工具还是有的。
但也只能对简单的曲面。
另外一种办法就是几何清理，不幸的是，据我所知，目前只有两种软件可以做到，HyperMesh 和I-deas，另外我注意到I-deas的帮助里提到她的几何清理功能使用了HyperMesh的专利。
关于HyperMesh的几何清理，基础内容请参考Hypermesh基础培训Day 1部分的第三章，培训材料的中文版我即将发布。
很多东西还是要有经验才能理解的，大家慢慢摸索吧，有问题也可以到这里来问。
ansys三维网格划分流程图
2-23
一般网格控制
2-24
Introduction to the ANSYS Meshing Application
命名选项
• 命名选项允许用户对顶点, 边,面, 或体创建组
– 命名选项可用来定义网格控制, 施加载荷和结构分析中的边界等 – 命名选项将在网格输入到CFX-Pre 或Fluent时，以域的形式出
• CFD 设置
Training Manual
2-29
Introduction to the ANSYS Meshing Application
网格尺寸策略: CFD
• 在必要区域依靠Advanced Size Functions 细化网格
– Curvature (默认的) – Proximity
– 有很多方法来检查单元网格质量 (mesh metrics*)。例如 ，一个重要的度量是单元畸变度 （ Skewness ）。畸变度是单元相对其理想形状的相对扭曲的度量，是一个值在0 (极好 的) 到1 (无法接受的)之间的比例因子.
0-0.25 Excellent
0.25-0.50 very good
Training Manual
目的
– 对 CFD (流体) 和FEA (结构) 模型实现离散化。
– 划分网格的目的是把求解域分解成可得到精确解的适当数量的单元. – 3D网格的基本形状有 :
四面体 (非结构化网格)
六面体
棱锥 (四面体和六面体
(通常为结构化网格)
之间的过渡)
棱柱 (四面体网格被拉伸 时形成)
Training Manual
2-20
Introduction to the ANSYS Meshing Application
Ansysworkbench网格技术讲解
划分方法与技巧
划分方法与பைடு நூலகம்巧
多区划分
划分方法与技巧
2D模型
四边形单元主导法；
三角形单元； 均匀三角形/四边形单元； 均匀四边形。
划分方法与技巧
划分方法与技巧
结构网格划分技巧
细化关心部位； 四面体划分，六面体优先； 部分显式有限元求解器要求六面体； 四面体单元为二阶。
划分方法与技巧
CFD网格划分技巧
细化关心部位； 四面体划分，六面体优先； 平滑度与网格质量对结果精确度影响很大； 四面体单元为一阶。
参数设置
缺省设置 Mechanical； CFD； Electromagnetics； Explicit。
参数设置
参数设置
物理优先 选项 力学分析 粗糙 中等 快 关联中心 平滑度 过渡 实体单元 中节点 程序控制
四边形面计算。理想无翘曲平四边形值为0。
网格质量标准
平行偏差 计算四边形对边平行偏差角度 。
理想值为0度，警告值为70度。
网格质量标准
最大顶角
理想三角形最大顶角为60度；
理想四边形最大顶角为90度。
网格质量标准
畸变度
单元质量 倾斜度 等边 0 优秀 ＞0~0.25 好 0.25~0.5 中等 0.5~0.75 次等 0.75~0.9 坏 0.9~1 退化 1
计算流体力学 分析 电磁分析
粗糙
中等
慢
消除
中等
中等
快
保留
显示分析
中等
高
慢
消除
参数设置
尺寸控制
比较常用按分数划分和按给定尺寸划分；
关联中心可以设置为：粗糙，中等，精密。
ANSYS Workbench 模型导入与网格划分
2021/7/1
14
网格划分基础
1.网格类型及单元阶次
一维网格 二维网格
三维网格
202210/271//176/1
1155
网格划分基础
1.网格类型及单元阶次 二力杆： ua1a2x
一维网格
平面梁： u a1 a2 x
（4-
v a1 a2x a3x2 a4x3
空间梁：
二维网格
ua1 a2xa3y va4 a5xa6y
2021/7/1
46
主要内容
一、模型导入
二、网格划分
网格划分基础 全局网格控制 局部网格控制 虚拟拓扑 网格检查 网格划分实例
22002211/7/7/1/16
4477
全局网格控制
全局网格设置通常用于整体网格划分的部署，包 括网格尺寸函数、inflation、平滑度、模型简化、 参数输入、激活等。
。
模型导入
• 2.导入外部CAD文件
• （1）非关联性导入文件
（2）关联性导入文件
2021/7/1
6
模型导入
• 2.导入外部CAD文件
2021/7/1
7
模型导入
• 2.导入外部CAD文件
2021/7/1
8
模型导入
• 2.导入外部CAD文件
2021/7/1
9
主要内容
一、模型导入
网格划分基础
全局网格控制 二、网格划分 局部网格控制
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
2021/7/1
22
网格划分基础
2.网格划分原则
（2）网格疏密
ANSYSWorkbenchMesh网格划分(自己总结)
ANSYSWorkbenchMesh网格划分(自己总结)Workbench Mesh网格划分分析步骤网格划分工具平台就是为ANSYS软件的不同物理场和求解器提供相应的网格文件，Workbench中集成了很多网格划分软件/应用程序，有ICEM CFD，TGrid，CFX，GAMBIT，ANSYS Prep/Post等。
网格文件有两类：①有限元分析的结构网格：结构动力学分析，电磁场仿真，显示动力学分析；②计算流体力学分析的网格：用于ANSYS CFX，ANSYS FLUENT，Polyflow；这两类网格的具体要求如下：结构网格：①细化网格来捕捉关心部位的梯度，例如温度、应变能、应力能、位移等；②大部分可划分为四面体网格，但六面体单元仍然是首选；③有些显示有限元求解器需要六面体网格；④结构网格的四面体单元通常是二阶的；CFD网格：①细化网格来捕捉关心的梯度，例如速度、压力、温度等；②于是流体分析，网格的质量和平滑度对结果的精确度至关重要，这导致较大的网格数量，经常数百万的单元；③大部分可划分为四面体网格，但六面体单元仍然是首选，流体分析中，同样的求解精度，六面体节点数少于四面体网格的一半。
④CFD网格的四面体单元通常是一阶的一般而言，针对不同分析类型有不同的网格划分要求：①结构分析：使用高阶单元划分较为粗糙的网格；②CFD：好的，平滑过渡的网格，边界层转化；③显示动力学分析：需要均匀尺寸的网格；物理选项实体单元默认中结点关联中心缺省值Coarse Coarse Medium Coarse 平滑度过渡 Mechanical CFD Electromagnetic Explicit Kept Dropped Kept Dropped Medium Medium Medium Fine Fast Slow Fast Slow 注：上面的几项分别对应Advanced中的Element Midside Nodes，以及Sizeing中的Relevance Center，Smoothing，Transition。
Ansysworkbench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3.1.2 网格划分方法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。
有限元基础知识之hypermesh网格化分详细教学
动态旋转模型 改变旋转中心
将操作对象重新设立在屏幕中心
中键+Ctrl拖拽 右键+Ctrl拖拽 右键+Ctrl点击 左键+Shift点击
将模型进行缩放 将模型填充图形区 平移模型 框选
键盘操作
快捷键的使用
实例操作
• • • • • • • • 1创建或导入模型（一般先在UG里先创建） 2几何清理（清除多余边界，简化模型） 3网格划分和建立连接关系（如连接焊点） 4定义材料属性 5定义单元属性 6定义计算工况 7生成计算文件和提交软件计算 8后处理和结果分析
软件介绍 现在市场上商业化CAE软件很多，目前被大家认可 的通用软件有：美国MSC.Nastran,MSC.Marc,美国HKS 公司的Abaqus,美国LSTC公司的LS_DYNA,美国ANSYS 的ANSYS，每个软件都有其特点，人们把这些软件分为 线性分析软件，一般非线性分析软件和显示高度非线性 分析软件。大家都知道的：Nastran，ANSYS都在线性分 析方面具有优势，MSC.Marc，Abaqus被认为是最好的 非线性求解软件，LS_DYNA在结构分析方面占优势，是 汽车碰撞仿真和安全性分析软件的最佳选择。
网格划分
选择interac数字，左键表示增加节点，右键表示减少节点， 不断调整网格，使网格质量最佳
网格优化,降低QI值
2D面板 qualityindex
透明的网格质量最好 绿色的次之 黄色的更差 红色的最差，一般不能出现红色的网格
优化方法
如果质量差的网格很多，可以save failed,然后retrieve再进行查看
具体清理过程在hypermesh里演示
去掉自由边和重复边后的图形
对实体进行抽中面midsurface
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
CATIA建模—HYPERMESH画网格—ANSYSWORKBENCH仿真
流程演示
CATIA建模、Hypermesh画网格和Ansys Workbench仿真流程是一套
常用的工程设计和仿真流程。
CATIA是一款三维建模软件，Hypermesh是
一款专业的有限元前处理软件，而Ansys Workbench则是一个集成了有限
元分析、流体分析和优化功能的仿真平台。
下面将详细介绍这套流程的具
体步骤。
首先，CATIA是一款功能强大的三维建模软件，可以用于创建产品的
几何模型。
在建模过程中，可以通过基础几何体的创建、几何体的操作、
曲线的创建等功能，生成产品的几何模型。
此外，CATIA还提供了许多辅
助工具，如装配体设计、表面设计、模具设计等，以满足不同设计需求。
通过CATIA建模，可以快速创建产品的几何模型，并且可以轻松进行设计
变更。
接下来，使用Hypermesh软件对CATIA建模生成的几何模型进行网格
划分。
网格的划分是有限元分析的前提，它将几何模型划分成大量的小单元，在每个单元上进行物理计算。
Hypermesh提供了丰富的网格划分工具
和算法，可以根据物体的几何形状和仿真需求，自动或手动划分网格。
在
网格划分过程中，需要考虑几何模型的复杂程度、仿真结果的准确性和计
算资源的消耗等因素。
通过合理的网格划分，可以提高仿真结果的准确性
和计算效率。
完成网格划分后，将划分好的网格导入Ansys Workbench平台进行仿
真分析。
Ansys Workbench是一款集成化的仿真平台，包含了有限元分析、流体分析、优化等多种分析功能。
它提供了直观的用户界面，以图形化的
方式展示了整个分析流程，可以方便地进行输入数据的设置和分析结果的
查看。
在Ansys Workbench中，可以设置材料属性、加载条件、边界条件等，并进行网格质量检查和修正。
在设置完成后，可以进行仿真计算，并通过可视化的结果分析工具查看结果。
如果需要进行多次优化或者参数化分析，也可以使用Ansys Workbench提供的优化工具和参数化功能。
总结来说，CATIA建模、Hypermesh画网格和Ansys Workbench仿真流程是一套常用的工程设计和仿真流程。
通过CATIA可以创建产品的几何模型，Hypermesh可以对几何模型进行网格划分，而Ansys Workbench则可以进行仿真计算和结果分析。
这套流程可以帮助工程师在产品设计阶段进行分析和验证，提高产品的设计质量和性能。