ANSYS入门教程22 网格划分技术及技巧a.docx

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ANSYS入门教程22网格划分技术及技巧a

实用标准文案

（a）

网格划分技术及技巧入门教程（22）-ANSYS

网格划分技术及技巧第3章定义单元属性3.1

设置几何模型的单元属性梁截面//实常数/材料属性/单元类型网格划分控制3.2

划分网格内部网格划分控制/单元形状控制及网格类型选择/单元尺寸控制/

网格划分高级技术3.3

/网格修改/扫掠生成体网格/单元有效性检查/面映射网格划分体映射网格划分网格划分实例3.4

/复杂体模型的网格划分基本模型的网格划分/复杂面模型的网格划分

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：

定义单元属性⑴

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。

定义网格控制选项⑵

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。

★

生成网格⑶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。

★定义单元属性3.1

一、定义单元类型定义单元类型1.

INOPRKOP5,KOP6,KOP1,KOP2,KOP3,KOP4,命令：

ET,ITYPE,Ename,

ITYPE-用户定义的单元类型的参考号。

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Ename-ANSYS

省略，而仅使用单元编号。

KEYOPT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KOP1~KOP6-

进行设置。

则不输出该类单元的所有结果。

1INOPR-如果此值为

例如：

定义1；也可用ET,1,8!

定义LINK8单元，其参考号为et,1,link8

ET,3,4；也可用定义BEAM4!

定义单元，其参考号为3et,3,beam4

KEYOPT

单元类型的2.

KEYOPT,ITYPE,KNUM,VALUE

命令：

精彩文档．

实用标准文案

ET命令定义的单元类型参考号。

ITYPE-由

KEYOPT顺序号。

KNUM-要定义的

VALUE-KEYOPT值。

KEYOPT参数。

该命令可在定义单元类型后，分别设置各类单元的

例如：

1单元的参考号为!

定义BEAM4et,1,beam4

3

单元的参考号为!

定义BEAM189et,3,beam189

单元考虑应力刚度时关闭一致切线刚度矩阵!

BEAM4keyopt,1,2,1

个自由度，即翘曲自由度BEAM189的第7!

考虑keyopt,3,1,1

命令中一并定义，如上述四条命令与下列两条命令等效：

当然这些参数也可在ET!

et,1,beam4,,1

et,3,beam189,1

自由度集3.

DOF,Lab1,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6,Lab7,Lab8,Lab9,Lab10命令：

改变单元类型4.

ETCHG,Cnv

命令：

单元类型的删除与列表5.

ETDELE,ITYP1,ITYP2,INC删除命令：

ETLIST,ITYP1,ITYP2,INC列表命令：

定义实常数二、定义实常数1.

R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6命令：

RMORE,R7,R8,R9,R10,R11,R12续：

......

其中：

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。

该组实常数的值。

R1～R12-

RMORE每重复执行个值则采用续行命令RMORE增加另外的值。

R命令只能一次定义6个值，如果多于6使用等。

～24、、13～1819一次，则该组实常数增加6个值，如7～12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，也有一些单元不需要实常数如实体单元★12个：

例如BEAM4单元，需要的实常数值有

ADDMAS、SHEARY、SPINISTRN、IXX、SHEARZ、THETAIZZAREA、、IYY、TKZ、TKY、和

的圆杆，其实常数可定义为：

设采用直径为0.1m

D=0.1

PI=acos（-1）

a0=pi*d*d/4

I0=pi*D**4/64

IX=pi*D**4/32

、TKZIYYIZZAREA3!

R,3,a0,i0,i0,d,d,0定义第组实常数的、、、精彩文档．

实用标准文案

THETA

、TKY组实常数的其它实常数值定义第3!

Rmore,0,ix,0,0,0,2.0

变厚度壳实常数定义2.

RTHICK,Par,ILOC,JLOC,KLOC,LLOC

命令：

19的壳体厚度。

Par-节点厚度的数组参数（以节点号引用），如mythick（19）表示在节点

1。

ILOC-单元I节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为

2。

JLOC---单元J节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为

3。

KLOC---单元K节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为

4。

单元L节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为LLOC---

；单元节点顺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

、、MYTH（NI）MYTH（NL）、MYTH（NJ）241；IJKL节点厚度：

；IJKL；节点编号：

NINJNKNLRTHICK命令参数：

3序：

MYTH（NK）。

典型的如壳厚度为位置的函数，其命令流如下：

$/PREP7

$/clearfinish

$AMESH,1$ESIZE,0.5ET,1,63$blc4,,,10,10

得到最大节点号!

MXNODE=NDINQR（0,14）

定义数组，以存放节点厚度!

*DIM,THICK,,MXNODE

以节点号循环对厚度数组!

*DO,i,1,MXNODE

赋值THICK（i）=0.5+0.2*NX（i）+0.02*NY（i）**2

结束!

*ENDDO

循环!

赋壳厚度RTHICK,THICK

（1）,1,2,3,4

带厚度显示壳单元!

/ESHAPE,1.0$eplot

实常数组的删除与列表3.

NSET1,NSET2,NINCRDELE,删除命令：

NSET1,NSET2,NINC

RLIST,列表命令：

实常数组编号范围和编号增量，其中NSET1,NSET2,NINC-

。

也可为ALLNSET1且NINC=1。

NSET1缺省时NSET2等于

材料属性三、

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。

定义线性材料属性1.

MP,Lab,MAT,C0,C1,C2,C3,C4命令：

Lab-材料性能标识，其值可取：

）。

EY、EZ：

弹性模量（也可为EX

）。

、ALPZALPX：

线膨胀系数（也可为ALPY

PRXZ）。

PRXY：

主泊松比（也可为PRYZ、

）。

NUYZ、NUXZNUXY：

次泊松比（也可为

）。

GYZ、GXZ：

剪切模量（也可为GXY

矩阵乘子，即阻尼比。

：

用于阻尼的DAMPK精彩文档．

实用标准文案

：

均质材料阻尼系数。

DMPR

：

摩擦系数。

MU

DENS：

质量密度。

MAT命令确定）。

MAT-材料参考号，缺省为当前的MAT号（由

C0-材料属性值，如果该属性是温度的多项式函数，则此值为多项式的常数项。

或空，则定义一个常数的材料分别为多项式中的一次、二次、三次、四次项系数，如为0C1～C4-

性能。

定义线性材料属性的温度表2.

MPTEMP,STLOC,T1,T2,T3,T4,T5,T6命令：

定义与温度对应的线性材料特性3.

MPDATA,Lab,MAT,STLOC,C1,C2,C3,C4,C5,C6命令：

复制线性材料属性组4.

MPCOPY,--,MATF,MATT命令：

改变指定单元的材料参考号5.

MPCHG,MAT,ELEM命令：

线性材料属性列表和删除6.

MPLIST,MAT1,MAT2,INC,Lab,TEVL列表命令：

MPDELE,Lab,MAT1,MAT2,INC删除命令：

修改与线胀系数相关的温度7.

MPAMOD,MAT,DEFTEMP命令：

计算生成线性材料温度表8.

MPTGEN,STLOC,NUM,TSTRT,TINC命令：

绘制线性材料特性曲线9.

MPPLOT,Lab,MAT,TMIN,TMAX,PMIN,PMAX命令：

设置材料库读写的缺省路径10.

/MPLIB,R-W_opt,PATH命令：

读入材料库文件11.

MPREAD,Fname,Ext,--,LIB命令：

将材料属性写入文件12.

MPWRITE,Fname,Ext,--,LIB,MAT命令：

激活非线性材料属性的数据表13.

TB,Lab,MAT,NTEMP,NPTS,TBOPT,EOSOPT命令：

TB温度值定义14.

TBTEMP,TEMP,KMOD命令：

TB数据表中的数据定义15.

TBDATA,STLOC,C1,C2,C3,C4,C5,C6命令：

定义非线性数据曲线上的一个点16.

TBPT,Oper,X,Y命令：

非线性材料数据表的删除和列表17.

TBDELE,Lab,MAT1,MAT2,INC删除命令：

TBLIST,Lab,MAT列表命令：

非线性材料数据表的绘图18.

TBPLOT,Lab,MAT,TBOPT,TEMP,SEGN

命令：

精彩文档．

实用标准文案

梁截面四、BEAM18x单元，需定义单元的横截面（称为梁截面）；★

BEAM44也可使用梁截面也可输入截面特性实常数；★

BEAM18x可使用多种材料组成的截面；★仅

BEAM44可输入实常数。

仅BEAM18x可使用变截面梁截面，而★

ID

定义截面类型和截面1.

SECTYPE,SECID,Type,Subtype,Name,REFINEKEY命令：

ID号。

SECID-截面识别号，也称为截面

Type-截面用途类型，其值可取：

BEAM：

定义梁截面，应用于等截面时，见下文。

：

定义渐变梁截面（变截面梁）。

TAPER

：

定义壳SHELL

：

定义预紧截面PRETENSION

：

连接截面，如万向铰。

JOINT

该截面类型不同，如：

Subtype-截面类型，对于不同的Type

可取：

时，Subtype当Type=BEAM

：

实心圆形截CSOLIDQUAD：

四边形截面；RECT：

矩形截面；

：

圆管截面；CTUBE面；

形：

ZZCHAN：

槽形截面；I：

工字形截面；

L形截面；L：

截面；

：

空心矩形或箱HRECHATS：

帽形截面；T：

T形截面；

：

自定义截面MESHASEC：

任意截面；形

可取：

（有刚度可大角度旋转）时，Subtype当Type=JOINT

REVO：

销铰或单向铰；UNIV：

万向铰；

Name-8个字符的截面名，字符可包含字母和数字。

5（最精细）六个水平。

设置薄壁梁截面网格的精细水平，有0（缺省）～REFINEKEY-

）定义梁截面几何数据（Type=BEAM2.

SECDATA,VAL1,VAL2,VAL3,VAL4,VAL5,VAL6,VAL7,VAL8,VAL9,VAL10命令：

为数值，如厚度、边长、沿边长的栅格数等，每种截面的值是不同的。

其中VAL1~VAL10

种常用的截面类型，每种截面输入数据如下：

定义了11ANSYS

矩形截面Subtype=RECT⑴：

B,H,Nb,Nh输入数据：

截面宽度。

B-

截面高度。

H-

。

cell），缺省为2沿宽度Nb-B的栅格数（

。

的栅格数，缺省为沿高度Nh-H2精彩文档．

实用标准文案

：

四边形截面⑵Subtype=QUAD

yI,zI,yJ,zJ,yK,zK,yL,zL,Ng,Nh输入数据：

各点坐标值。

yI,zI,yJ,zJ,yK,zK,yL,zL-

2。

g和h的栅格数，缺省均为Ng,Nh-沿如果输入一个相同的坐标，可以退化为三角形。

：

实心圆截面⑶Subtype=CSOLID

R,N,T输入数据：

R-半径。

。

圆周方向划分的段数，缺省为8N-

。

半径方向划分的段数，缺省为T-2精彩文档．

实用标准文案

Subtype=CTUBE：

圆管截面⑷

Ri,R0,N输入数据：

管的内半径。

Ri-

管的外半径。

R0-

8。

N-沿圆周的栅格数，缺省为

Subtype=CHAN：

槽形截面⑸

W1,W2,W3,t1,t2,t3输入数据：

翼缘宽度。

W1,W2-

W3-全高。

t1,t2-翼缘厚度。

腹板厚度t3-

精彩文档．

实用标准文案

工字形截面：

⑹Subtype=IW1,W2,W3,t1,t2,t3输入数据：

翼缘宽度。

W1,W2-

全高。

W3-

翼缘厚度。

t1,t2-

t3-腹板厚度

Z形截面Subtype=Z：

⑺

W1,W2,W3,t1,t2,t3输入数据：

翼缘宽度。

W1,W2-

W3-全高。

t1,t2-翼缘厚度。

腹板厚度t3-

精彩文档．

实用标准文案

形截面：

L⑻Subtype=LW1,W2,t1,t2输入数据：

腿长。

W1,W2-

t1,t2-腿厚度。

T形截面Subtype=T：

⑼W1,W2,t1,t2输入数据：

翼缘宽长。

W1-

W2-全高。

t1-翼缘厚度。

腹板厚度。

t2-

精彩文档．

实用标准文案

帽形截面Subtype=HATS：

⑽W1,W2,W3,W4,t1,t2,t3,t4,t5输入数据：

W1,W2-帽沿宽度。

帽顶宽度。

W3-

全高。

W4-

帽沿厚度。

t1,t2-

t3-帽顶厚度。

t4,t5-腹板厚度。

空心矩形截面或箱形截面：

⑾Subtype=HRECW1,W2,t1,t2,t3,t4输入数据：

W1-截面全宽。

W2-截面全高。

壁厚。

t1,t2,t3,t4-

精彩文档．

实用标准文案

Subtype=ASEC：

任意截面⑿

A,Iyy,Iyz,Izz,Iw,J,CGy,CGz,SHy,SHz输入数据：

A-截面面积。

y轴惯性矩。

Iyy-绕

惯性积。

Iyz-

轴惯性矩。

Izz-绕z

翘曲常数。

Iw-

扭转常数。

J-

坐标。

质心的yCgy-

坐标。

质心的zCGz-

y坐标。

SHy-剪切中心的

z坐标。

SHz-剪切中心的

自定义截面Subtype=MESH：

⒀

个截面时，可采用自定义截面。

自定义截面具有很大的灵活性，可定义任意形状的截面，当截面不是常用的11

材料也可不同，因此对于梁截面该自定义截面可满足各种情况下的使用要求。

命令。

SECWRITE命令和SECREAD自定义截面要使用

梁截面定义示例：

$/prep7

$/clearfinish

ID=1定义矩形截面，!

sectype,1,beam,rect

secdata,2,3

ID=2

定义四边形截面，!

sectype,2,beam,quad

精彩文档．

实用标准文案

secdata,-1,-1,1.2,-1.2,1.4,1.3,-1.1,1.2

ID=3定义实心圆截面，!

sectype,3,beam,csolid

secdata,4

ID=4定义圆管截面，!

sectype,4,beam,ctube

secdata,8,9

ID=5定义槽形截面，!

sectype,5,beam,chan

secdata,80,90,160,10,12,8

ID=6定义工字形截面，!

sectype,6,beam,i

secdata,80,60,150,10,8,12

ID=7Z形截面，!

定义sectype,7,beam,z

secdata,70,80,120,10,10,8

ID=8L形截面，!

定义sectype,8,beam,l

secdata,120,70,8.5,8.5

ID=9形截面，T!

定义sectype,9,beam,t

secdata,120,140,10,12

ID=10定义帽形截面，!

sectype,10,beam,hats

secdata,40,50,60,130,10,12,16,10,10

ID=11定义箱形截面，!

sectype,11,beam,hrec

secdata,40,50,10,10,10,10

输入相应的号）查看截面及数据。

（ID!

可采用SECPLOT,ID

）定义变截面梁几何数据（Type=TAPER3.

Sec_IDn,XLOC,YLOC,ZLOC

SECDATA,命令：

ID。

J）和2（）截面Sec_IDn-已经定义的梁截面识别号，用于端点1（I

Sec_IDn的位置坐标。

XLOC,YLOC,ZLOC-整体坐标系中

所在的空间位置。

变截面梁的定义首先需要定义两个梁截面，然后根据拟定义的变截面梁再定义各个梁截面ID

Subtype类型、相同的栅格数和相同的材料号。

两端的两个截面拓扑关系相同，即必须具有相同的例如下面给出了工字形截面的变截面应用示例。

$/prep7finish$/clear

sectype,1,beam,I

及其数据!

定义梁截面ID=1secdata,160,120,200,10,10,8

sectype,2,beam,I

及其数据!

定义梁截面ID=2secdata,320,240,300,16,16,12

个关键点和一条线创建3!

$l,1,2

$k,100,400,400k,1$k,2,800,300

!

定义变截面梁sectype,3,taper

Id=3

位置用坐标给ID1,!

一个端点的截面采用secdata,1,kx

（1）,ky

（1）,kz

（1）

出位置用坐标给另一端点的截面采用ID2,!

secdata,2,kx

（2）,ky

（2）,kz

（2）

出定义单元及材料属性!

$mp,ex,1,2.1e5et,1,beam189$mp,prxy,1,0.3

!

$latt,1,,1,,100,,3lesize,all,,,8$lmesh,all

网分控制、为线赋单元属性、网分精彩文档．

实用标准文案/eshape,1$eplot

!

查看单元形状

定义截面偏移4.

时命令：

当Type=BEAM

精彩文档．

实用标准文案SECOFFSET,Location,OFFSETY,OFFSETZ,CG-Y,CG-Z,SH-Y,SH-Z

个选择位置，分别为：

Location-偏移有4

：

梁节点偏移到质心（缺省）。

CENT

：

梁节点偏移到剪心。

SHRC

：

梁节点偏移到横截面原点。

ORIGIN

确定。

：

梁节点偏移到用户指定位置（相对横截面原点），由OFFSETY,OFFSETZUSER

时，梁节点相对于横截面原点的偏移量。

仅当Location=USEROFFSETY,OFFSETZ-

用于覆盖程序自动计算的质心和剪心位置。

高级用户可用其创建复合材CG-Y,CG-Z,SH-Y,SH-Z-

料的横截面模型。

还可使用SECCO

NTROL命令控制横截面剪切刚度。

Type=SHELL时命令：

当

SECOFFSET,Location,OFFSET

4个选择位置，分别为：

Location-偏移也有

TOP：

壳节点偏移到顶面。

MID：

壳节点偏移到中面。

BOT：

壳节点偏移到底面。

指定。

：

用户定义，偏移梁由OFFSETUSER

Location=USER时，相对于中面的偏移距离。

OFFSET-仅当

梁截面特性列表5.

SLIST,SFIRST,SLAST,SINC,Details,Type命令：

删除所定义的截面6.

SDELETE,SFIRST,SLAST,SINC,KNOCLEAN

命令：

则不删除预紧单1则删除预紧单元并通过PMESH再形成；如为其中KN