HyperMesh網(wǎng)格劃分

2016-10-18  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

   了解和學(xué)習(xí)一個新的CAE系統(tǒng),如HyperWorks,與學(xué)習(xí)其它技能或語言一樣,需要我們提出類似的問題,如:

1)、從哪里開始學(xué)?

2)、該怎樣規(guī)劃才是最佳學(xué)習(xí)方式?

3)、什么時候?qū)W最佳?

   然而,要想學(xué)好一個CAE系統(tǒng),前提是我們需要掌握一定的數(shù)值算法、矩陣論等數(shù)理學(xué)知識,精通相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)理論知識,更為重要是具有一定的有限元理論的功底。


一、小碩向?qū)W者推薦一本有限元的書籍

   根據(jù)小碩在研究生期間所學(xué)的經(jīng)驗,向大家推薦一本有限元理論的書籍,是Nitin S.Gokhale和他的團(tuán)隊所編著,書名為《Practical Finite Element Analysis(From finite to infinite)》,全英文的教材,最好能看個一遍以上。小碩看過一部分相關(guān)知識,覺得寫的蠻不錯的,只是因為課題原因而沒全部看完。


   工程中很多計算求解都以相關(guān)理論為依據(jù)的,而學(xué)習(xí)好有限元理論對于搞CAE仿真研究是相當(dāng)重要的。

二、HyperMesh中薄壁件結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分

   小碩根據(jù)自身的CAE經(jīng)驗,對于薄壁件結(jié)構(gòu)在HyperMesh中的網(wǎng)格劃分做一個簡單的步驟介紹。因薄壁件在長寬尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于厚度方向的尺寸,根據(jù)有限元理論可知,在最小尺寸方向至少需要有三層網(wǎng)格。若單元尺寸設(shè)置很小,滿足厚度方向至少有三層網(wǎng)格,這會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的單元數(shù)偏多,影響計算效率和精度,浪費計算機(jī)資源。

1、薄壁件的中面抽取

   這樣,我們需要用到中面技術(shù),在HyperWorks中有專門的中面抽取模塊,如下:


   對于中面抽取,它是用板殼單元來精確描述幾何形狀,即厚度信息是通過數(shù)學(xué)上來定義的,而不是通過幾何外形來描述,并將網(wǎng)格放置在幾何的中面上。

    Midsurface面板用于提取幾何實體的中面來代之,并可對中面進(jìn)行有限元網(wǎng)格代替幾何實體。同時,可在屬性中賦予相應(yīng)的厚度來代替幾何實體的有限元網(wǎng)格。


2、HyperMesh的網(wǎng)格劃分

當(dāng)對薄壁件中面抽取后,一般想對中面進(jìn)行幾何修復(fù),然后對它完成有限元網(wǎng)格的劃分,可簡單分為以下幾步:

1)、中面抽取完后進(jìn)行幾何修復(fù);

2)、根據(jù)結(jié)構(gòu)的尺寸確定網(wǎng)格的單元尺寸;

3)、


三、小碩以前做過的例子

1、先設(shè)置單元的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)


以上網(wǎng)格基本尺寸是5.

若基本尺寸為8   min size=5max size=12

基本尺寸為10 min size=5 max size=15

Jacobian=0.6   0.7

其他尺寸可做改動  僅供參考

注:這些單元質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)用戶的不同需求而設(shè)置!

2、怎么抽取中面?


   該模型因厚度不一,中面比較難連接。單元質(zhì)量要求:殼單元,網(wǎng)格尺寸為2.5mm,翹曲20,skewness為45,角度三角形為20-120,四邊形為35-135,雅克比0.6。


   由于模型的厚度不一,抽中面難以連接,所以把模型分成幾塊,然后分別抽中面:



3、幾何修復(fù)操作


4、殼單元網(wǎng)格劃分

   根據(jù)分段抽取的中面,分別劃分網(wǎng)格,調(diào)整網(wǎng)格質(zhì)量,然后再把各個分塊連接起來。


5、網(wǎng)格質(zhì)量檢查并對不合格網(wǎng)格重劃分


6、最終的結(jié)果并賦予其材料屬性



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