第4章 ANSYS12.0 Meshing 網(wǎng)格劃分
4.1 ANSYS12.0 Meshing網(wǎng)格劃分概述
網(wǎng)格是計算機(jī)輔助工程（ CAE技術(shù)）模擬過程中不可分割的一部分。網(wǎng)格直接影響到精度，收斂性和解決方案的速度。此外，建立網(wǎng)格模型所花費的時間往往是取得CAE解決方案所花費的時間中一個重要部分。因此，一個越好的自動化的網(wǎng)格工具，越能得到更好的解決方案。
從簡單，自動化網(wǎng)格，以及到高度復(fù)雜的流體網(wǎng)格， ANSYS12.0軟件提供了最終的解決方案。強(qiáng)大的自動化能力通過 關(guān)閉物理參數(shù)和實用智能缺省設(shè)置簡化了一個新幾何體的網(wǎng)格初始化，從而使得網(wǎng)格在第一次使用時就能生成。此外，用戶可以變化參數(shù)得到即時的更新，在前期設(shè)計中從CAD到CAE能自由切換。 一旦發(fā)現(xiàn)最好的設(shè)計， ANSYS12.0的網(wǎng)格技術(shù)提供了生成網(wǎng)格的靈活性，可以把正確的網(wǎng)格用于正確的地方，并確保在物理模型上進(jìn)行精確有效的數(shù)值模擬。
網(wǎng)格的節(jié)點和單元參與有限元求解，ANSYS12.0在求解開始時會自動生成默認(rèn)的網(wǎng)格?？梢酝ㄟ^預(yù)覽網(wǎng)格，檢查有限元模型是否滿足要求，細(xì)密的網(wǎng)格可以使結(jié)果更精確，但是會增加CPU計算時間和需要更大的存儲空間，因此需要權(quán)衡計算成本和網(wǎng)格劃分份數(shù)之間的矛盾。在理想情況下，我們所需要的網(wǎng)格密度是結(jié)果隨著隨網(wǎng)格的細(xì)化而收斂，但要提示：細(xì)化網(wǎng)格不能彌補(bǔ)不準(zhǔn)確的假設(shè)和錯誤的輸入條件。
4.2 ANSYS12.0 Meshing網(wǎng)格劃分方法
不同的物理場對網(wǎng)格的要求不一樣，通常流場的網(wǎng)格比結(jié)構(gòu)場要細(xì)密的多，因此選擇不同的物理場，也會有不同的網(wǎng)格劃分。把【Meshing】組件調(diào)入工程流程圖，可以通過【Tools】?【Options】?【Meshing】設(shè)置缺省的物理環(huán)境，如圖4-1。
圖4-1 網(wǎng)格劃分物理環(huán)境設(shè)置
網(wǎng)格劃分類型根據(jù)算法可以分為：協(xié)調(diào)分片算法【Patch Conforming】和獨立分片算法【Patch Independent】。協(xié)調(diào)分片算法的分片面及邊界考慮零件實體間的相互影響采用小公差。常用于考慮幾何體的小特征?？梢杂锰摂M拓?fù)涔ぞ甙岩恍┟婊蜻吔M成組，構(gòu)成虛擬單元，從而減少單元數(shù)目，簡化小特征，簡化載荷提取，因此如果采用虛擬拓?fù)涔ぞ呖梢苑艑挿制?/div>
制。獨立分片算法的分片不是太嚴(yán)格，通常用于統(tǒng)一尺寸的網(wǎng)格。機(jī)械分析適用于協(xié)調(diào)分片算法劃分，電磁分析和流體分析適合協(xié)調(diào)分片算法劃分或獨立分片算法劃分，顯式動力分析適用于獨立分片算法劃分或有虛擬拓?fù)涞膮f(xié)調(diào)分片算法劃分。
網(wǎng)格劃分類型根據(jù)單元形狀可以分為：四面體網(wǎng)格【Tet Meshing】，六面體網(wǎng)格【Hex Meshing】，四邊形網(wǎng)格【Quad Meshing】，三角形網(wǎng)格【Triangle Meshing】。
4.3 ANSYS12.0 Meshing網(wǎng)格劃分控制
4.3.1 網(wǎng)格劃分用戶界面
選擇幾何模型后，進(jìn)入網(wǎng)格劃分【Meshing】環(huán)境及相關(guān)說明如圖4-2所示，網(wǎng)格選項顯示默認(rèn)的物理場及網(wǎng)格劃分方法，圖形區(qū)的網(wǎng)格顯示為相關(guān)物理場的默認(rèn)網(wǎng)格劃分結(jié)果，網(wǎng)格劃分整體控制屬性如表4-1，網(wǎng)格質(zhì)量檢查控制如表4-2，網(wǎng)格劃分工具條用于網(wǎng)格控制及生成，其相關(guān)命令表示如表4-3.
圖4-2 網(wǎng)格劃分用戶界面
表4-1：網(wǎng)格劃分整體控制屬性設(shè)置
網(wǎng)格劃分屬性說明
【Defaults】默認(rèn)設(shè)置
選擇物理場
網(wǎng)格相關(guān)度（–100至+100）由疏到密
【Sizing】網(wǎng)格尺寸控制
使用高級尺寸函數(shù)（關(guān)閉）
相關(guān)度中心（稀疏）
定義平均的單元邊長
控制網(wǎng)格基準(zhǔn)（根據(jù)激活裝配體確定）
平滑度（中等）
網(wǎng)格過渡（快速）
跨度角中心（稀疏）
最小單元邊長
【Inflation】網(wǎng)格膨脹控制
使用自動四面體膨脹（無）
膨脹選項
過渡比（0.272）
最大層（5）
生長率（1.2）
膨脹算法
顯示高級選項（無）
【Advanced】網(wǎng)格高級控制
形狀檢查檢驗單元質(zhì)量（標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)）
單元是否帶中節(jié)點（程序控制）
網(wǎng)格采用直邊單元（無）
重試次數(shù)（默認(rèn)為4）
剛體行為
是否允許網(wǎng)格變形（否）
【Pinch】網(wǎng)格收縮控制
網(wǎng)格收縮公差(需定義)
網(wǎng)格刷新后重生成（否）
【Statistics】網(wǎng)格劃分統(tǒng)計
網(wǎng)格劃分的節(jié)點數(shù)
網(wǎng)格劃分的單元數(shù)
網(wǎng)格劃分的節(jié)點數(shù)
網(wǎng)格檢查準(zhǔn)則
表4-2：網(wǎng)格檢查準(zhǔn)則
設(shè)置網(wǎng)格檢查準(zhǔn)則 網(wǎng)格檢查準(zhǔn)則說明
無（默認(rèn)）
單元質(zhì)量檢驗
縱橫比檢驗
雅可比率檢驗
翹曲因子檢驗
平行偏差檢驗
最大頂角檢驗
偏斜檢驗
表4-3：網(wǎng)格劃分命令說明
網(wǎng)格命令說明 網(wǎng)格控制說明
網(wǎng)格生成 網(wǎng)格劃分方法
預(yù)覽表面網(wǎng)格 尺寸控制
預(yù)覽源及目標(biāo)網(wǎng)格 接觸尺寸控制
CFX中編輯網(wǎng)格 網(wǎng)格細(xì)化
映射面網(wǎng)格劃分
面匹配控制
收縮控制
膨脹控制
4.3.2 網(wǎng)格劃分方法
選擇命令【Mesh Control】?【Method】，提供如下六種方法：
圖4-3 網(wǎng)格劃分方法
1. 【Automatic】：程序自動劃分網(wǎng)格
2. 【Tetrahedrons】：采用四面體單元劃分。
3. 【Hex Dominant】：主要采用六面體單元劃分，但是包含少量金字塔單元和四面體單元 。
4. 【Sweep】：掃掠劃分，可以掃掠的實體劃分后具有的是六面體單元，也可能包含楔形單元，其他實體采用四面體單元劃分，掃掠劃分要求實體在某一方向上具有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在【Mesh】 分支上點擊右鍵選擇【Show Sweepable Bodies】可以看到能夠采用掃掠劃分的體，此時該體被選中，如圖4-4。
5. 【Multizone】：多重區(qū)域網(wǎng)格劃分自動對幾何體進(jìn)行分解成映射區(qū)域和自由區(qū)域，可以自動判斷區(qū)域并生成純六面體網(wǎng)格，對不滿足條件的區(qū)域采用更好的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，多重區(qū)域網(wǎng)格劃分和掃掠網(wǎng)格劃分相似，但更適合于用掃掠方法不能分解的幾何體。
6. 【CFX-Mesh】：采用流體網(wǎng)格CFX劃分實體
圖4-4 顯示可掃掠實體
4.3.3 網(wǎng)格局部尺寸控制【Sizing】
【Sizing】尺寸控制允許設(shè)置局部單元大小，采用如下方法：
1. 【Element Size】 設(shè)置單元平均邊長
2. 【Number of Divisions】 設(shè)定邊上的單元數(shù)目
3. 【Sphere of Influence】 用球體設(shè)定控制單元平均大小的范圍，球體的中心坐標(biāo)采用的是局部坐標(biāo)系，所有包含在球域內(nèi)的實體單元網(wǎng)格尺寸按給定尺寸劃分，如圖4-5。
圖4-5 球體區(qū)域控制局部網(wǎng)格
4.3.4 接觸區(qū)域網(wǎng)格控制【Contact Sizing】
【Contact Sizing】允許在接觸面上產(chǎn)生大小一致的單元。 接觸面定義了零件間的相互作用，在接觸面上采用相同的網(wǎng)格密度對分析有利， 在接觸區(qū)域可以設(shè)定【Element Size】或【Relevance】如圖4-6。
圖4-6 接觸區(qū)網(wǎng)格控制
4.3.5 網(wǎng)格局部單元細(xì)化【Refinement】
【Refinement】可以對已經(jīng)劃分的網(wǎng)格進(jìn)行單元細(xì)化，一般而言，網(wǎng)格劃分先進(jìn)行整體和局部網(wǎng)格控制，然后對被選的邊、面進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。 推薦使用“1“級別細(xì)化。這使單元邊界劃分為初始單元邊界的一半，這是在生成粗網(wǎng)格后，網(wǎng)格細(xì)化得到更密網(wǎng)格的簡易方法。如圖4-7.
圖4-7 網(wǎng)格局部單元細(xì)化
提示：尺寸控制和細(xì)化控制的區(qū)別：
1. 尺寸控制在劃分前先給出單元的平均單元長度。通常來說，在定義的幾何體上可以產(chǎn)生一致的網(wǎng)格，網(wǎng)格過渡平滑。
2. 細(xì)化是打破原來的網(wǎng)格劃分。如果原來的網(wǎng)格不一致，細(xì)化后的網(wǎng)格也不一致。盡管對單元的過渡進(jìn)行平滑處理，但是細(xì)化仍導(dǎo)致不平滑的過渡。
3. 在同一個表面進(jìn)行尺寸和細(xì)化定義。在網(wǎng)格初始劃分時，首先應(yīng)有尺寸控制，然后在進(jìn)行第二步的細(xì)化。
4.3.6 映射面網(wǎng)格劃分【Mapped Face meshing】
映射面網(wǎng)格劃分【Mapped Face meshing】允許在面上生成結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,如圖4-8對內(nèi)圓柱面進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分可以得到很一致的網(wǎng)格。這樣對計算求解有益。如果因為某些原因不能進(jìn)行映射面網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分仍將繼續(xù)，導(dǎo)航樹上會出現(xiàn)相應(yīng)的標(biāo)志。
圖4-8 映射面網(wǎng)格劃分
4.3.7 面匹配網(wǎng)格劃分【Match Control】
面匹配網(wǎng)格【Match Control】用于在對稱面上劃分一致的網(wǎng)格，尤其適用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)對稱分析。因為旋轉(zhuǎn)對稱所使用的約束方程其連接的截面上節(jié)點的位置除偏移外必須一致，如圖4-9。
圖4-9 旋轉(zhuǎn)對稱模型
4.3.8 虛擬拓?fù)涔ぞ摺綱irtual Topology】
虛擬拓?fù)洹綱irtual Topology】允許為了更好的進(jìn)行網(wǎng)格劃分而合并面，【Virtual Cell】虛擬單元就是把多個相鄰的面定義為一個面。虛擬單元可以把小面縫合到一個大的面中，屬于虛擬單元原始面上的內(nèi)部線，不再影響網(wǎng)格劃分，所以劃分這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能和原始幾何體會有不同，對于其他操作如加載面就不被承認(rèn)，而用虛擬單元代替，如圖4-10。
虛擬單元通常用于刪除小特征從而在特定的面上減小單元密度，或刪除有問題幾何體，如長縫或是小面，從而避免網(wǎng)格劃分失敗，但是，要提示虛擬單元改變了原有的拓?fù)淠Ｐ停虼藘?nèi)部的特征如果有加載、支撐、求解等將不再被考慮。
圖4-10 虛擬拓?fù)渚W(wǎng)格
4.4 網(wǎng)格劃分控制方法案例—轉(zhuǎn)動曲柄裝配體
1. 導(dǎo)入CAD幾何模型，見圖4-11
1) 【Mesh】拖入工程流程圖【Project Schematic】
2) 導(dǎo)入CAD幾何模型：【Geometry】?【Import Geometry】=crank-assy.sat
3) 保存工程文件：【Save】
圖4-11 導(dǎo)入CAD幾何模型
2. 設(shè)置手柄網(wǎng)格尺寸，見圖4-12
1) 程序選擇自動網(wǎng)格尺寸劃分，顯示網(wǎng)格，導(dǎo)航樹中選擇【Mesh】
2) 圖示為默認(rèn)網(wǎng)格
3) 選擇網(wǎng)格尺寸控制命令：【Mesh Control】?【Sizing】
4) 圖形窗口選擇手柄實體
5) 尺寸控制屬性中確認(rèn)1個實體選中：【Details of ―Body Sizing‖- Sizing】?【Scope】?【Geometry】=1 Body
6) 設(shè)置單元邊長：【Details of ―Body Sizing‖ - Sizing】?【Definition】?【Element Size】=0.1mm
圖4-12 設(shè)置手柄網(wǎng)格尺寸
3. 對手柄進(jìn)行多重區(qū)域網(wǎng)格劃分，見圖4-13
1) 僅顯示手柄1個實體：導(dǎo)航樹中選擇【Model】?【Geometry】?【Part2】鼠標(biāo)右鍵選【Hide All Other Bodies】
2) 選擇網(wǎng)格控制方法：【Mesh Control】?【Method】
3) 控制屬性中確認(rèn)1個實體選中：【Details of ―MultiZone‖ - Method】?【Scope】?【Geometry】=1 Body
4) 設(shè)置多重區(qū)域網(wǎng)格劃分方法：【Details of ―MultiZone‖ - Method】?【Definition】?【Method】=Multizone
5) 手動選擇源/目標(biāo)面：【Details of ―MultiZone‖ - Method】?【Definition】?【Src/Trg Selection】=Manual Source
6) 按住【Ctrl】鍵，圖形區(qū)選中上中下3個表面
7) 確認(rèn)所選擇的面：【Details of ―MultiZone‖ - Method】?【Definition】?【Source】=Apply
8) 修改公差：【Details of ―MultiZone‖ - Method】?【Adanced】?【Defeaturing Tolerance】=0.001mm
9) 生成網(wǎng)格，導(dǎo)航樹中選擇【Mesh】，鼠標(biāo)右鍵選擇【Generate Mesh】
10) 手柄網(wǎng)格劃分如圖示六面體網(wǎng)格。
圖4-13 手柄多重區(qū)域網(wǎng)格劃分
4. 設(shè)置曲柄尺寸，見圖4-14
1) 選擇網(wǎng)格尺寸控制命令：【Mesh Control】?【Sizing】
2) 圖形窗口選擇曲柄實體
3) 尺寸控制屬性中確認(rèn)1個實體選中：【Details of ―Body Sizing2‖- Sizing】?【Scope】?【Geometry】=1 Body
4) 設(shè)置單元邊長：【Details of ―Body Sizing2‖ - Sizing】?【Definition】?【Element Size】=0.2mm
圖4-14 設(shè)置曲柄尺寸
5. 對曲柄進(jìn)行掃掠網(wǎng)格劃分，見圖4-15
1) 選擇網(wǎng)格控制方法：【Mesh Control】?【Method】
2) 顯示曲柄，控制屬性中確認(rèn)1個實體選中：【Details of ―Sweep Method‖ - Method】?【Scope】?【Geometry】=1 Body
3) 設(shè)置掃掠網(wǎng)格劃分方法：【Details of ―Sweep Method‖ - Method】?【Definition】?【Method】= Sweep
4) 設(shè)置掃掠方向的網(wǎng)格劃分為單元分割數(shù)：【Details of ―Sweep Method‖ - Method】?【Definition】?【Type】=Number of Divisions
5) 掃掠方向分4層單元：【Details of ―Sweep Method‖ - Method】?【Definition】?【Sweep Num Divs】=4
6) 生成網(wǎng)格，導(dǎo)航樹中選擇【Mesh】，鼠標(biāo)右鍵選擇【Generate Mesh】
7) 曲柄網(wǎng)格劃分如圖示掃掠六面體網(wǎng)格。
圖4-15 曲柄掃掠網(wǎng)格劃分
6. 銷軸頂面生成虛擬單元，見圖4-16
1) 顯示銷軸：導(dǎo)航樹中選擇【Model】?【Geometry】?【Part3】鼠標(biāo)右鍵選【Hide All Other Bodies】
2) 導(dǎo)航樹選【Mesh】，工具條中選擇虛擬拓?fù)涔ぞ摺綱irtual Topology】
3) 圖形區(qū)選擇銷軸頂部連續(xù)3個面
4) 選擇的面生成虛擬單元：導(dǎo)航樹選擇【Virtual Topology】，鼠標(biāo)右鍵選擇【Generate Virtual Cells】圖形區(qū)顯示3個面構(gòu)成一個面
5) 生成網(wǎng)格：導(dǎo)航樹中選擇【Mesh】，鼠標(biāo)右鍵選擇【Generate Mesh】
6) 銷軸網(wǎng)格劃分如圖示四面體網(wǎng)格。
圖4-16 銷軸頂面生成虛擬單元
7. 銷軸頂部生成局部坐標(biāo)系，見圖4-17
1) 導(dǎo)航樹中選擇坐標(biāo)系【Coordinate Systems】
2) 工具條中選擇創(chuàng)建坐標(biāo)系【Coordinate Systems】
3) 圖形區(qū)選擇圓柱面，新坐標(biāo)系原點將定位到選擇面中心
4) 確認(rèn)局部坐標(biāo)系原點：【Details of ―Coordinate System‖】?【Origin】?【Geometry】=Apply
5) 導(dǎo)航樹中生成新的局部坐標(biāo)系統(tǒng)【Coordinate Systems】?【Coordinate System】
圖4-17 銷軸頂部生成局部坐標(biāo)系
8. 銷軸局部球形區(qū)域網(wǎng)格劃分，見圖4-18
1) 選擇網(wǎng)格尺寸控制命令：【Mesh Control】?【Sizing】導(dǎo)航樹出現(xiàn)【Body Sizing3】
2) 圖形窗口選擇銷軸實體，尺寸控制屬性中確認(rèn)1個實體選中：【Details of ―Body Sizing3‖- Sizing】?【Scope】?【Geometry】=1 Body
3) 設(shè)置網(wǎng)格劃分為球形區(qū)域【Details of ―Body Sizing3‖ - Sizing】?【Definition】?【Type】=Sphere of Influence
4) 設(shè)置球形區(qū)域中心為局部坐標(biāo)：【Details of ―Body Sizing3‖ - Sizing】?【Definition】?【Sphere Center】=Coordinate System
5) 設(shè)置球形區(qū)域半徑：【Details of ―Body Sizing3‖ - Sizing】?【Definition】?【Sphere Radius】=0.5mm
6) 設(shè)置球形區(qū)域內(nèi)網(wǎng)格劃分的單元邊長：【Details of ―Body Sizing3‖ - Sizing】?【Definition】?【Element Size】=0.1mm
7) 圖形區(qū)顯示球形區(qū)域?qū)︿N軸的影響范圍
圖4-18 銷軸局部球形區(qū)域網(wǎng)格劃分
9. 生成映射面網(wǎng)格，見圖4-19
1) 選擇網(wǎng)格劃分方法：【Mesh Control】?【Mapped Face Meshing】。
2) 按住【ctrl】鍵，圖形區(qū)選擇8個表面。
3) 確認(rèn)8個面選中：【Details of ―Mapped Face Meshing‖ 】?【Scope】?【Geometry】=8 Faces。
4) 生成網(wǎng)格，導(dǎo)航樹中選擇【Mesh】，鼠標(biāo)右鍵選擇【Generate Mesh】。
5) 曲柄網(wǎng)格劃分如圖示，外表面為映射面網(wǎng)格。
圖4-19 生成映射面網(wǎng)格
10. 生成接觸面網(wǎng)格，見圖4-20
1) 選擇網(wǎng)格控制方法：【Mesh Control】?【Contact Sizing】。
2) 顯示所有實體：導(dǎo)航樹中選擇【Model】?【Geometry】?【Part1】鼠標(biāo)右鍵選【Show All Bodies】。
3) 選擇接觸區(qū)：【Details of ―Contact Sizing‖ - Contact Sizing】?【Scope】?【Contact Region】= Contact Region。
4) 圖示選中的接觸區(qū)為曲柄和手柄接觸處。
5) 設(shè)置網(wǎng)格劃分按照相關(guān)度：【Details of ―Contact Sizing‖ - Contact Sizing】?【Definition】?【Type】=Relevance。
6) 設(shè)置相關(guān)度值【Details of ―Contact Sizing‖ - Contact Sizing】?【Definition】?【Relevance】=20。
7) 生成網(wǎng)格，導(dǎo)航樹中選擇【Mesh】，鼠標(biāo)右鍵選擇【Generate Mesh】。
8) 網(wǎng)格劃分如圖示，接觸區(qū)網(wǎng)格加密，保存文件。
圖4-20生成接觸面網(wǎng)格
4.5 多體零件共享拓?fù)溆∮浢婕捌ヅ渚W(wǎng)格劃分案例
該案例比較多體零件中共享拓?fù)洹維hared Topology】的三種方法，【Automatic】自動方法在交界面合并節(jié)點，即節(jié)點匹配而不產(chǎn)生接觸，【Imprints】印記面方法限定交界面的接觸區(qū)域，因此提供更好的接觸行為的控制，【None】不設(shè)定方法則和以前的版本一樣產(chǎn)生接觸行為。
案例演示：
1. 調(diào)入【Mesh】網(wǎng)格劃分組件。
2. 如圖4-21創(chuàng)建多體零件【Geometry】-【New Geometry】
1) DM中【XYPlane】創(chuàng)建草圖1【Sketch1】
2) 草圖為200*100mm四邊形如圖
3) 從草圖1創(chuàng)建拉伸特征，拉伸長度30mm
4) 長方體表面創(chuàng)建工作面【Plane4】創(chuàng)建草圖2【Sketch2】
5) 草圖為六邊形，相對居中如圖示
6) 從草圖2創(chuàng)建拉伸特征，拉伸長度100mm
7) 拉伸特征設(shè)置為冰凍體，圖形區(qū)生成2個實體
8) 【XYPlane】沿Z方向平移200mm，創(chuàng)建新平面【Plane5】
9) 【XYPlane】沿Z方向平移400mm，創(chuàng)建新平面【Plane6】
10) 創(chuàng)建體操作特征【BodyOp5】，將原來2個實體從平面【XYPlane】移動到新平面【Plane5】，并保留原實體
11) 圖中顯示新復(fù)制的2個實體，圖形區(qū)共有4個實體。
12) 創(chuàng)建體操作特征【BodyOp6】，將原來2個實體從平面【XYPlane】移動到新平面【Plane6】，并保留原實體。
13) 圖中顯示新復(fù)制的2個實體，圖形區(qū)共有6個實體。
14) 用生成多體零件命令【Form New Parts】將原實體【Solid1】和【Solid2】組成新多體零件，采用自動方法并改名為【Part-Automatic】。
15) 用生成多體零件命令【Form New Parts】將實體【Solid-a1】和【Solid-a2】組成新多體零件，采用印記面方法并改名為【Part-Imprint】。
16) 用生成多體零件命令【Form New Parts】將實體【Solid-b1】和【Solid-b2】組成新多體零件，采用不設(shè)置方法并改名為【Part-None】。
圖4-21 創(chuàng)建多體零件
3. 工程流程圖中選擇【Mesh】-【Edit】切換到【Meshing】網(wǎng)格劃分環(huán)境，生成網(wǎng)格圖4-22
1) 導(dǎo)航樹【Geometry】下顯示3個多體零件。
2) 查看接觸關(guān)系并改名接觸對，選擇【Connections】-【Contact Region –imprint】。
3) 詳細(xì)信息顯示有接觸面的實體為【Solid-a1】和【Solid-a2】。
4) 圖形區(qū)顯示印記面的多體零件接觸區(qū)域是完全匹配面。
5) 查看接觸關(guān)系并改名接觸對，選擇【Connections】-【Contact Region –none】。
6) 圖形區(qū)顯示不設(shè)置的多體零件接觸區(qū)域是非匹配面。
7) 生成默認(rèn)網(wǎng)格【Mesh】-【Generate Mesh】。
8) 自動多體零件網(wǎng)格在交界面節(jié)點處匹配，生成六面體和四面體網(wǎng)格。
9) 印記面多體零件網(wǎng)格在交界面節(jié)點處不匹配，生成六面體和四面體網(wǎng)格。
10) 不設(shè)置多體零件網(wǎng)格在交界面節(jié)點處不匹配，生成六面體網(wǎng)格。
圖4-22 生成網(wǎng)格
在片體獨立算法【Patch Independent】中，可以設(shè)置交界面處節(jié)點是否匹配選項【Match Mesh Where Possible】，對模擬接觸行為而言，由于接觸表面節(jié)點不匹配時，會產(chǎn)生初始穿透，因此設(shè)置節(jié)點匹配選項可以防止不必要的初始接觸行為。選擇交界面處節(jié)點匹配根據(jù)需求，如果是較大的模型，可以將相似實體構(gòu)成多體零件，采用印記面或接觸行為，如果采用其它的網(wǎng)格控制方法以及嚴(yán)格限定接觸區(qū)域應(yīng)選擇印記面接觸，這樣在接觸面上允許精細(xì)網(wǎng)格而其他區(qū)域為粗網(wǎng)格。
4. 顯式動力分析環(huán)境節(jié)點匹配的網(wǎng)格劃分，如圖4-23
圖4-23 顯式動力環(huán)境節(jié)點匹配網(wǎng)格劃分
1) 接上例，選擇【Mesh】。
2) 物理環(huán)境設(shè)置為顯式動力分析【Details of Mesh】?【Defaults】?【Physics Preference】=Explicit。
3) 網(wǎng)格劃分自動采用片體獨立算法【Patch Independent】。
4) 選擇所有實體【Details of Patch Independent】?【Scope】?【Geometry】=6 bodies。
5) 設(shè)置單元尺寸【Details of Patch Independent】?【Advanced】?【Min Size Limit】=10mm。
6) 節(jié)點匹配網(wǎng)格【Details of Patch Independent】?【Advanced】?【Match Mesh Where Possible】=Yes。
7) 圖形區(qū)中3個多體零件的實體交界面處節(jié)點匹配，且均為四面體網(wǎng)格。
注意：由于顯示動力分析中多數(shù)為接觸問題，因此上例中設(shè)置為顯示動力分析環(huán)境，對結(jié)構(gòu)分析中，如果考慮接觸問題，需要避免初始穿透時也可以采用網(wǎng)格匹配選項，讀者可自行驗證，課程教學(xué)中有附加案例加以說明。
4.5 裝配體薄層掃掠網(wǎng)格劃分及案例
薄層掃掠【Thin Sweep】對薄層實體允許沿厚度方向分層進(jìn)行掃掠，對多體零件，沿厚度方向僅劃分一層單元，對裝配體沿厚度方向則可以劃分多層單元。選擇掃掠網(wǎng)格化分方法【Sweep】后，可以設(shè)置自動薄層掃掠【Automatic Thin】或手動薄層掃掠【Manual Thin】，設(shè)置沿厚度方向的分割數(shù)。
圖4-24為對幾何模型MidSurfaceBracket.agdb進(jìn)行薄層掃掠的結(jié)果，圖中上部為裝配體薄層掃掠網(wǎng)格，薄層厚度方向為2層單元，圖中下部為多體零件薄層掃掠網(wǎng)格，薄層厚度方向為1層單元，詳細(xì)操作見課堂講解或參見演示文件。
圖4-24 裝配體薄層掃掠
詳細(xì)原文，詳見附件：ANSYS_12.0_Workbench-熱分析教程.pdf
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