solidworks網(wǎng)格劃分技巧

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1、CosmosWorks網(wǎng)格劃分、求解器、提示與技巧一、網(wǎng)格劃分策略網(wǎng)格劃分，更精確地說應該稱為離散化，就是將一數(shù)學模型轉(zhuǎn)化為有限元模型以準備求解。作為一種有限元方法，網(wǎng)格劃分完成兩項任務。第一，它用一離散的模型替代連續(xù)模型。因此，網(wǎng)格劃分將問題簡化為一系列有限多個未知域，而這些未知域符合由近似數(shù)值技術的求解結(jié)果。第二，它用一組單元各自定義的簡單多項式函數(shù)來描述我們渴望得到的解(e.g位移或溫度)。對于使用者來說，網(wǎng)格劃分是求解問題必不可少的一步。許多FEA初學者急切盼望格劃分為全自動過程而幾乎不需要自己輸入什么。隨著經(jīng)驗的增加，就會意識到這樣一個現(xiàn)實：網(wǎng)格劃分常常是要求非常

2、苛刻的任務。商用FEA軟件的發(fā)展歷史見證了網(wǎng)格劃分對FEA用戶透明的諸多嘗試，然它并不是一條成功的途徑。而當網(wǎng)格劃分過程既簡單又自動執(zhí)行時，它也仍舊不是一個“非手工干涉”而僅靠后臺運行的任務。作為FEA用戶，我們想要有一種可以和網(wǎng)格劃分過程交互的方法。COSMOSWorks通過將用戶從那些純粹網(wǎng)格細節(jié)意義上的問題中解脫出來，找到了良好的平衡點；并使我們在需要時可以控制網(wǎng)格劃分。幾何體準備理想情況下，我們用SolidWorks的幾何體，聯(lián)入COSMOSWorks環(huán)境。在這里，我們定義分析和材料的類型，施加載荷與約束，然后為幾何體劃分網(wǎng)格并得到求解。這種方法在簡單模型下能起作用

3、。對于更為復雜的幾何體，則要求在網(wǎng)格劃分前作些準備。在FEA的幾何體準備過程中，我們從特定制造，CAD幾何體出發(fā)，為分析而特地構造幾何體。我們稱這個幾何體為FEA幾何體。基于兩者的不同要求，我們對CAD幾何體和FEA幾何體作一區(qū)別：CAD幾何體FEA幾何體必須包含機械制造所需的所有信息必須可劃分網(wǎng)格必須允許創(chuàng)建能正確模擬所關心資料的網(wǎng)格必須允許創(chuàng)建能在合理時間內(nèi)可求解的網(wǎng)格通常，CAD幾何體不能滿足FEA幾何體的要求。CAD幾何體作為有限元模型準備過程的起始點，但很少不作任何修改就用于FEA中。下面我們描述一些運用于特定制造、CAD幾何體上的工作，以將它轉(zhuǎn)化為特定的FEA幾

4、何體。分離簡化CAD幾何體包含了組成零件所必須的所有特征。其中有很多特征對分析無關緊要，而應該在網(wǎng)格劃分前禁止掉。好一點的情況是，留著這些特征導致產(chǎn)生不必要的復雜網(wǎng)格以及很長的求解時間。更壞的是，它可能會阻礙網(wǎng)格完成任務。當然，決定哪些特征該去除哪些特征該保留在有限元模型中，要求細致的工程判斷。某個特征的尺寸相比于整個模型尺寸相當小并總是不意味著它是可以剔除的。例如，如果我們分析的目的是找出圓周環(huán)繞區(qū)域內(nèi)的應力分布，那么相當小的內(nèi)部帶子應該被保留著。二、幾何體準備理想化對CAD幾何體的修改來得比分離簡化更充分。比如，理想化可能包括將3D實體CAD幾何體簡化為適合以后，用殼單

5、元劃分網(wǎng)格的表面幾何圖形。如果選擇了使用中面劃分殼網(wǎng)格作為網(wǎng)格類型，COSMOSWorks將會自動地創(chuàng)建表面幾何圖形。用實體單元劃分網(wǎng)格的CAD幾何體用殼單元劃分網(wǎng)格的理想化幾何圖形它同樣可以在選定面上創(chuàng)建殼單元或者為特意構造的FEA表面幾何圖形劃分網(wǎng)格。注意，理想化僅僅是為分析需要而創(chuàng)建的抽象幾何圖形（零厚度表面）。清除是指由于幾何體質(zhì)量問題而須加以處理以使網(wǎng)格劃分正?；?。清除適合制造目的的幾何體可能包含了一些特征使得或者不能劃分網(wǎng)格，或者迫使需要創(chuàng)建大量網(wǎng)格單元或扭曲單元。例如含有非常短的邊或者面。那些小的特征必須清除掉，否則自動網(wǎng)格劃分程序就會試圖劃分它們。一、網(wǎng)格質(zhì)

6、量網(wǎng)格創(chuàng)建遇到質(zhì)量問題也會失敗，包括多實體，移動實體，以及其他質(zhì)量問題。為了避免創(chuàng)建的單元有切邊，幾何體面必須拋光處理。拋光前拋光后網(wǎng)格質(zhì)量創(chuàng)建一實體網(wǎng)格似于用四面體單元填充一體積的過程，而創(chuàng)建一殼單元則可比作用三角形來填充一面積?；仡櫛臼謨缘腇EA入門部分，在多數(shù)問題中，二次四面體單元和二次三角形單元適用于曲線型的幾何體；當劃分網(wǎng)格和分析時，用它們進行處理將更為簡單。這些觀察例證了在網(wǎng)格劃分過程中單元會經(jīng)歷變形的事實，從而引出了網(wǎng)格質(zhì)量的話題。當單元在匹配幾何體過程中總是處于變形扭曲狀態(tài)時，過度的扭曲將會導致單元惡化。網(wǎng)格惡化通?？梢酝ㄟ^控制默認單元大小或應用局部網(wǎng)格和組

7、分控制來加以防止。我們已經(jīng)在很多章節(jié)中實踐過網(wǎng)格控制?，F(xiàn)在，我們來討論一下最重要的單元扭曲形式。長寬比檢查當采用均勻、完美的正四面體或正三角形單元時，我們可以得到精度很好的數(shù)值解。對于常見的幾何體來說，創(chuàng)建完美的四面體單元網(wǎng)格是不太可能的。對于小邊界、彎曲形體、細薄特性和尖角等，生成的網(wǎng)格中會有一些邊遠遠長于另外一些邊。當單元的邊在長度上很不相同時，計算的精度就大打折扣了。正四面體的長寬比通常被用作計算其他單元長寬比的基礎。一個單元的長寬比定義為最長邊與頂點到其相對面法向距離的最小值的比值，其中頂點的相對面需用正四