第3章网格划分技术及技巧.docx

第 3 章网格划分技术及技巧 -图文创建几何模型后，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⑴定义单元属性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⑵定义网格控制选项★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⑶生成网格★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3.1 定义单元属性3.1.1 单元类型1.定义单元类型命令：ET,ITYPE,Ename,KOP1,KOP2,KOP3,KOP4,KOP5,KOP6,INOPRITYPE---用户定 义的单元类型的参考号KOP1~KOP6---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KEYOPT进行设置INOPR---如果此值为1 则不输出该类单元的所有结果例如：et,l,link8!定义LINK8单元，其参考号为1；也可用ET,1,8定义et,3,beam4!定义BEAM4单元，其参考号为3；也可用ET,3,4定义2.单元类型的 KEYOPT命令：KEYOPT,ITYPE,KNUM,VALUEITYPE―-由ET命令定义的单元类型参考号。

KNUM―-要定义的KEYOPT 顺序号VALUE―-KEYOPT 值该命令可在定义单元类型后，分别设置各类单元的KEYOPT参数例如： et,1,beam4!定义 BEAM4 单元的参考号为 1et,3,beam189!定义 BEAM189 单 元的参考号为 3keyopt,1,2,1!BEAM4单元考虑应力刚度时关闭一致切线刚度矩阵keyopt,3,1,1!考虑BEAM189的第7个自由度，即翘曲自由度!当然这些参数也可在ET命令中一并定义，如上述四条命令与下列两条命令等效：et,1,beam4,,1et,3,beam189,13.自由度集命令：DOF,Lab1,Lab2,Lab3,Lab4,Lab5,Lab6,Lab7,Lab8,Lab9,Lab104.改变单元类型命令：ETCHG,Cnv5.单元类型的删除与列表删除命令：ETDELE,ITYP1,ITYP2,INC列表命令：ETLIST,ITYP1,ITYP2,INC3.1.2 实常数1.定义实常数命令：R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6 续:RMORE,R7,R8,R9,R10,R11,R12NSET---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。

R1〜R12-—该组实常数的值使用R命令只能一次定义6个值，如果多于6个值则采用RMORE命令 增加另外的值每重复执行RMORE 一次，则该组实常数增加6个值，如 7〜12、13〜18、19〜24等★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，也有单元不需要实常数的例如BEAM4 单元，需要的实常数值有12个：AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETA和ISTRN、I 某某、SHEARZ、SHEARY、SPIN、ADDMAS 设采用直径为 0.1m 的 杆，其实常数可定义为：D=0.1PI=aco(-1)a0=pi 某 d 某 d/4I0=pi 某 D 某某4/64I 某二pi 某 D 某某 4/32R,3,a0,i0,i0,d,d,0!定义第 3 组实常数的 AREA、IZZ、IYY、TKZ、 TKY、THETARmore,0,i 某,0,0,0,2.0!定义第 3 组实常数的其它实常数值2 变厚度壳实常数定义命令：RTHICK,Par,IL0C,JL0C,KL0C,LL0CPar―-节点厚度的数组参数(以节点号引用)，如mythick(19)表示在节点19的壳体厚度。

IL0C―- 单元I节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为1JLOC---单元J节点 的厚度在实常数组中的位置，缺省为2KLOC---单元K节点的厚度在实 常数组中的位置，缺省为3LLOC-—单元L节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为 4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 MYTHIJKL 节点厚度：MYTH(NL)、MYTH(NJ)、MYTH(NI)、MYTH(NK)，典型的如 壳厚度为位置的函数，其命令流如下:finih$/clear$/PREP7ET,1,63$blc4,,,10,10$ESIZE,0.5$AMESH,1M某NODE二NDINQR(0,14)!得到最大节点号某DIM,THICK,,M某NODE!定义数组，以存放节点厚度某DO,i,1,M某NODE!以节点号循环对厚度数组赋值THICK(i)=0.5+0.2某N某(i)+0.02某NY(i)某某2某 ENDDO!结束循环 RTHICK,THICK(1),1,2,3,4!赋壳厚度/ESHAPE,1.0$eplo t!带厚度显示壳单元3.实常数组的删除与列表删除命令：RDELE,NSET1,NSET2,NINC列表命令:RLIST,NSET1,NSET2,NINC3.1.3 材料属性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1.定义线性材料属性命令： MP,Lab,MAT,C0,C1,C2,C3,C4Lab---材料性能标识，其值可取E 某：弹性模量(也可为 EY、EZ)ALP某：线膨胀系数（也可为ALPY、ALPZ）PR某Y：主泊松比（也 可为PRYZ、PR某Z）NU某Y：次泊松比（也可为NUYZ、NU某Z）°G 某Y：剪切模量（也可为GYZ、G某Z）DAMP:用于阻尼的K矩阵乘子，即阻尼比DMPR:均质材料阻尼系数 MU :摩擦系数DENS :质量密度MAT―-材料参考号，缺省为当前的MAT号（由MAT命令确定）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C1〜C4-—分别为多项式中的一次、二次、三次、四次项系 数，如为 0 或空，则定义一个常数的材料性能2.定义线性材料属性的温度表命令：MPTEMP,STLOC,T1,T2,T3,T4,T5,T63.定义与温度对应的线性材 料特性命令：MPDATA,Lab,MAT,STL0C,Cl,C2,C3,C4,C5,C64.复制线性材料属 性组命令：MPC0PY,—,MATF,MATT5.改变指定单元的材料参考号命令： MPCHG,MAT,ELEM6.线性材料属性列表和删除列表命令：MPLIST,MATl,MAT2,INC,Lab,TEVL 删除命令：MPDELE,Lab,MATl,MAT2,INC7.修改与线胀系数相关的温度命令： MPAM0D,MAT,DEFTEMP8.计算生成线性材料温度表命令：MPTGEN,STL0C,NUM,TSTRT,TINC9.绘制线性材料特性曲线命令：MPPLOT,Lab,MAT,TMIN,TMA 某,PMIN,PMA 某 10.设置材料库读 写的缺省路径命令：/MPLIB,R-W_opt,PATHll.读入材料库文件命令：MPREAD,Fname,E某t,--,LIB12.将材料属性写入文件命令：MPWRITE,Fname,E某t，—, LIB,MAT13.激活非线性材料属性的 数据表命令：TB,Lab,MAT,NTEMP,NPTS,TB0PT,E0S0PT14.定义 TB 温度值命令：TBTEMP,TEMP,KM0D15.定义TB数据表中的数据命令：TBDATA,STLOC,C1,C2,C3,C4,C5,C616.定义非线性数据曲线上 的一个点命令：TBPT,Oper,某,Y17.非线性材料数据表的删除和列表删除命令：TBDELE,Lab,MATl,MAT2,INC 列表命令： TBLIST,Lab,MAT18.非线性材料数据表的绘图命令：TBPLOT,Lab,MAT,TBOPT,TEMP,SEGN3.1.3 截面梁★BEAM18某单元，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；★仅BEAM18某可使用多种材 料组成的截面；★仅BEAM18某可使用变截面梁截面，而BEAM44可输入实常数。

1.定 义截面类型和截面 ID命令：SECTYPE,SECID,Type,Subtype,Name,REFINEKEYSECID---截面 识别号，也称为截面ID号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TAPER:定义渐变梁 截面（变截面梁）SHELL:定义壳PRETENSION:定义预紧截面JOINT:连接截面，如万向铰Subtype 截面类型，对于不同的Type该截面类型不同，如：当 Type二BEAM 时，Sub type 可取：RECT:矩形截面；QUAD:四边形截面；CSOLID:实心圆形截面； CTUBE:圆管截面；CHAN:槽形截面；I： 工字形截面；Z： Z形截面；L： L 形截面；T： T形截面；HATS：帽形截面；HREC:空心矩形或箱形ASEC:任意 截面；MESH:自定义截面当Type二JOINT （有刚度可大角度旋转）时，Sub type可取：UNIV：万向铰；REVO：销铰或单向铰Name―-8个字符的截面名，字 符可包含字母和数字REFINEKEY―-设置薄壁梁截面网格的精细水平，有0 （缺省）〜5 （最精细）六个水平。

2.定义梁截面几何数据（Type二BEAM）命令：SECDATA,VAL1,VAL2,VAL3,VAL4,VAL5,VAL6,VAL7,VAL8,VAL9,VAL10 其中 VAL1~VAL10 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ANSYS 定义了11 种常用的截面类型，每种截面输入数据如下：（l）Subtype二RECT:矩形截面输入数据：B,H,Nb,NhB―-截面宽度H―-截 面高度Nb---沿宽度B的栅格数(cell)，缺省为2Nh---沿高度H的栅格 数，缺省为2⑵Sub type二QUAD :四边形截面输入数据： yI,zI,yJ,zJ,yK,zK,yL,zL,Ng,NhyI,zI,yJ,zJ,yK,zK,yL,zL---各点坐标 值Ng,Nh---沿g和h的栅格数，缺省均为2如退化为三角形也可，输入一个相同的坐标⑶Sub type二CSOLID :实心圆截面输入数据：R,N,TR―-半径N―-圆周方向划分的段数，缺省为8T―-半径方向划分的段数，缺 省为2⑷Sub type二CTUBE:圆管截面输入数据：Ri,R0,NRi―-管的内半 径R0---管的外半径。

N---沿圆周的栅格数，缺省为8⑸Sub type二CHAN :槽形截面输入数 据：W1,W2,W3, tl, t2, t3Wl,W2―-翼缘宽度W3―-全高11, t2 翼缘厚度t3 腹板厚度⑹Subtype=I：工字形截面输入数据：W1,W2,W3, tl, t2, t3W1,W2―-翼 缘宽度W3―-全高11, t2 翼缘厚度t3 腹板厚度(7)Subtype二Z： Z 形截面输入数据：W1,W2,W3, t1, t2, t3W1,W2―-翼。