自动网格划分专题.pdf

自动网格划分详述 具体问题： 对构件进行自动网格划分，很多 FEA 软件使用者存在较多的疑惑，尤其针对组合构件的网格划分问题，如何使 接触部位共节点耦合 不太明确，现结合 midas FEA V3.3 版本， 针对与自动网格划分相关操作做一些说明，以及对各种组合结构进行自动网格划分的方法做一个整理 解决办法： ⑴ 自动网格划分各项解释 在程序中，自动网格划分具体位置如下图： ①对 任意 空间 线 进行自动网格划分； ② 对 平面 或 空间曲面 进行自动网格划分； ③ 对实体划分 生成 四面体 网格 ； ④ 对实体划分 生成 以六面体为主导网格 ； ⑤ 对线围成的 平面线框 网格划分； ⑥ 对线围成的 平面线框 或 空间曲面线框 划分；⑦ 将围成闭合的 2D 网格生成 3D 网格 ； 针对右下图每一项做如下 说明： 第 ① 项：主要针对空间任意线进行自动网格划分生成 线 网格 单元； 第②项：对空间任意面，生成 平面 网格单元； 第⑥项：对空间任意闭合线框，生成 曲面 网格单元； 第⑤项：只能将闭合平面线框进行自动网格划分生成 平面 网格单元； 第 ③ 项：对空间实体进行自动网格划分生成 四面体 网格单元； 第 ④ 项：对空间实体进行自动网格划分生成以 六面体 为主导的网格单元，其划分原则是，以六面体网格为主导，在不规则部位以五面体金字塔型网格为过度，再加上四面体网格来生成以六面体为主导的网格单元（如下图所示），这是 midas FEA 软件升级后的新增功能 ； 我们知道 ，六面体网格的分析计算精度高于四面体网格，提高了计算精度；而且由于六面体网格生成的实体得到的单元数和节点数远少于四面体网格，因此计算速度也优先于四面体网格生成的实体。

第 ⑦ 项：此功能 应用 较少，但有些情况还是能用到主要是通过 闭合 2D 面网格生成 3D 实体网格 ，类似于空间闭合面的填充功能，这里是将闭合面网格填充为实体网格 ⑦ 图反映的就是 ：将一面 开口的空间面网格生成闭合的空间面网格，然后再通过 自动网格 填充为体网格 ⑵ 组合构件的自动网格划分 a、线 -面接触 可以通过 印刻 功能将接触部位顶点印刻到曲面上，然后 对线与面分别 进行自动网格划分； b、面 -实体接触 通过 印刻 功能将接触部位曲线印刻到实体表面，然后 对面与体分别 进行网格划分； 这里需要注意 ： 在 做完印刻以后，实际上板与实体接触部位有两条线，这时为了保证这两条线能节点耦合，需要做线网格尺寸控制，选择线的时候可以用多段线选择功能（ ） 选择这两条线 ，这里确保 分别对面与体进行自动网格划分时在两重合线上共节点 c、实体 -实体接触（完全共面） 对于接触面完全相同的两实体分别 直接 对其自动网格划分，其接触面节点一定是耦合的（如下图） 其原因在于自动网格划分 >高级选项 > ，勾选上匹配相邻面后，程序对相互接触的两个实体进行网格划分时使相邻面节点耦合（如下图所示）。

所以，我们不难推出，对于一个复杂构件，用分割实体 的功能对其分割，其分割 后两重合 面也一定是节点耦合的，因为被分割后的两实体其接触面也是完全一致的 d、实体 -实体接触（不完全共面） 有四种方法实现两构件节点耦合，以下图两接触的构件为例 方法一、 布尔并集 （ ） 我们知道，如果不做任何处理，对这两个相互接触的实体进行 自动网格划分，必定不能共节点耦合当这两个构件 材料特性完全相同 的情况下，可以做并集处理，然后对并集后的整体进行自动网格划分，可以完全耦合 这里需要注意：如果构件过于复杂，可能并集后却仍然划分网格失败，这时我们需要尝试用以下三种方法处理 方法二： 布尔差集 （ ） （推荐采用） 我们知道 ， 对于 大部分组合结构 来说 ，其材料特性是不一致的，因此我们需要分开进行网格划分，采用方法一就不适合了这里，采用布尔差集，通过差集将两接触面分别在对方表面上形成刻痕，实现节点耦合但需注意：如果 A 构件表面包含 在 B 构件表面 内 （图例构件接触类型），那么只需要布尔差集一次，且为 B-A，如下图 如果 A 构件表面与 B 构件表面呈相交接触， 且 交集不为 0，那么需要 做两次 布尔差集，先 A-B，再 B-A。

此目的就是为了保证两接触面分别在对方表面上形成刻痕 注：这里在做差集时，“删除辅助形状”不要勾选上，这里不勾选， A 构件就不会被删除，如果勾选了， A 构件就被删除了 方法三：嵌入 实体（ ） 操作和效果与布尔差集类似，但是操作上略比差集麻烦如下图所示 这里，在做嵌入操作时，同样不要勾选“删除原形状”，如果勾选后， A 构件也就被删除了；但是如果不勾选，原 B 构件会仍然存在，这里需要将其删除 方法四：印刻 （ ） 这种方法更加适合于线 -面、面 -面与面 -体接触，因为这几种组合不能运用布尔运算当然，对于体 -体接触，也是能运用印刻操作实现耦合的见下图： 印刻说明：选择“印刻曲线”，“选择形状”选 B 实体，“选择目标曲面”选择 B 实体上与 A 接触的表面，“选择辅助曲线”选择 A 实体上与 B 接触的表面上的轮廓线，印刻方向我们可以根据情况选择，如果刚好接触，可以直接选“最短距 离方向” 通过印刻，使 A 构件截面边线刻在 B 构件表面 最后网格划分实现耦合 总之：组合构件划分网格后能耦合的原则是： 两构件 的 接触部位有彼此的刻痕 ①接触部位为面时， 即体的某一面与另一体某一面接触， 当 A 面∩ B 面 =B面（ A 面∩ B 面 =A 面），则只需将 B 面边线刻在 A 面（ A 面边线刻在 B 面）上；当A 面∩ B 面 =C 面≠ 0，则需将 A 面边线刻在 B 面上，同时将 B 面边线刻在 A 面上。

② 当接触部位为线时，即面的某一边与另一面或一体的表面接触，则需先将边线印刻到面上，再对两条重合的接触线进行线网格尺寸控制，继而网格划分 ③ 当接触部位为点时，即 某线的顶点与 面接触，则只需将点印刻在面上即可。