第三章 曲面网格划分.doc

第三章 曲面网格划分本章介绍2D网格的划分方法主要包括3部分内容：划分三角形网格：对曲面指定线性或者2次三角形单元；曲面网格划分器：对曲面进行网格划分，允许用户进入【Surface Meshing】（曲面网格划分）工作台；高级曲面划分器：曲面进行网格划分，允许用户进入【Advanced Surface Meshing】（高级曲面网格划分）工作台3.1 进入曲面网格划分工作台本节说明如何进入曲面网格划分工作台，有两个方法：l 通过生成新的网格零件（使用曲面网格划分器的功能）；l 编辑已有的网格零件3.1.1 生成网格零件打开文件Sample06.CATAnalysis1） 点击【Meshing Methods】（网格划分方法）工具栏内的【Surface Mesher】（曲面网格划分器）按钮，如图3－1所示图3－1【Meshing Methods】（网格划分方法）工具栏（2） 选择要划分网格的几何图形，如图3－2所示选中几何图形后，弹出【Global Parameters】（全局网格参数）对话框，如图3－3所示 图3－2选择要划分网格的几何图形 图3－3 【Global Parameters】（全局网格参数）对话框下面说明【Global Parameters】（全局网格参数）对话框内各参数的含义：l 【Mesh】（网格）选项卡：n 【Shape】（形状）：允许用户定义划分曲面网格的形状：三角形或者四边形。

n 【Type】（类型）：允许用户定义【Linear】（线性）或者【Parabolic】（二次单元）注意！显示出的选项和选择的【Shape】（形状）有关l 【Triangle Method】（三角形）网格按钮：n 【Mesh size】（网格尺寸）：指定网格全局尺寸n 【Absolute sag】（绝对垂度）：网格与几何形状之间最大的差值，如图3-4所示n 【Relative sag】（相对垂度）：绝对垂度值与局部网格棱边长度的比值图3-4绝对垂度含义注意！绝对垂度和相对垂度可以改变局部网格棱边的长度可以同时定义绝对垂度和相对垂度，系统将使用两个值中控制严格的一个n 【Min size】（最小值）：网格尺寸的最小值只有当使用相对垂度或者绝对垂度时，该选项才被激活n 【Automatic mesh capture】（自动网格捕捉）：当该选项激活时，对于所有的约束元素（只有棱边，内部棱边，外部棱边），或者约束变化之后，网格捕捉将动态执行捕捉用户不必依次选择每个约束注意到可以定义捕捉公差值，用户可以决定是否对相邻的棱边强制增加一个限值，自动捕捉使用精简功能自动执行从几何形状上说，网格是从同一个CATAnalysis有限元文件中的网格零件中捕捉。

注意！只能捕捉已经更新后的网格零件n 【Tolerance】（公差）：网格捕捉的最大距离n 【Mesh Part Selection】（网格零件选择）按钮：执行选择网格过滤功能l 【Quadrangle Method】（四边形网格方法）：n 【Mesh size】（网格尺寸）：指定网格全局尺寸n 【Default method】（默认方法）：允许用户选择网格划分方法应用到每次网格划分操作中如果选中该选项，则程序忽略【Mesh size】（网格尺寸）参数选中【Default method】（默认方法）选项后，对话框该部分显示有变化，会显示一个下拉列表框，如图3－5所示图3－5 选中【Default method】（默认方法）选项选中该选项后，可以进行下面的方法：u 【Mapped free mesh】（映射自由网格）：采用映射自由网格划分方法u 【Minimal mesh】（最小网格）：采用最小网格划分方法u 【Automatic mesh capture】（自动网格捕捉）：激活该选项后，当该选项激活时，对于所有的约束元素（只有棱边，内部棱边，外部棱边），或者约束变化之后，网格捕捉将动态执行捕捉。

用户不必依次选择每个约束注意到可以定义捕捉公差值，用户可以决定是否对相邻的棱边强制增加一个限值自动捕捉使用精简功能自动执行从几何形状上说，网格是从同一个CATAnalysis有限元文件中的网格零件中捕捉注意！只能捕捉已经更新后的网格零件n 【Tolerance】（公差）：网格捕捉的最大距离n 【Mesh Part Selection】（网格零件选择）按钮：执行选择网格过滤功能l 【Geometry】（几何形状选项卡）n 【Constraint sag】（控制垂度）：在沿曲面棱边方向创建控制，避免在棱边方向创建单元（单元的垂度将高于指定的值）这项设置并不能保证整个网格划分过程均考虑垂度值，但会帮助生成控制对于给定的网格尺寸，垂度值越小，创建的控制数量越多，反之则反之下面举例进行说明：当垂度值太高时，棱边未被控制，如图3－6所示的棱边 （a）几何图形 （b）划分的网格图3－6 棱边未被控制垂度值足够低时，棱边被控制，如图3－7所示的棱边 （a）几何图形 （b）划分的网格图3－7 棱边被控制n 【Constraints independent from mesh size】（控制与网格尺寸独立）：如果本选项未被激活，【Mesh size】（网格尺寸）数值栏内定义的值将在形貌分组过程中作为参考值进行考虑。

如果激活本选项，用户要自己再定义一个参考值n 【Constraints ref size】（控制参考尺寸）：允许用户定义一个参考值u 将定义值设置未和网格尺寸值相同u 如果用户修改参考值，结果可能不可预测所以该选项形同虚设！）n 【Add sharp edges】（添加尖角棱边）：计算轮廓上两条相切元素间的角度n 【Min holes size】（最小孔尺寸）：设置自动删除孔的直径n 【Offset】（偏移值）：根据几何形状简化和网格划分两个因素确定的偏移值u 【Automatic curve capture】（自动曲线捕捉）：当本选项激活时，激活该选项后，当该选项激活时，对于所有的约束元素（只有棱边，内部棱边，外部棱边），或者约束变化之后，网格捕捉将动态执行捕捉用户不必依次选择每个约束注意到可以定义捕捉公差值，用户可以决定是否对相邻的棱边强制增加一个限值自动捕捉使用精简功能自动执行从几何形状上说，网格是从同一个CATAnalysis有限元文件中的网格零件中捕捉注意！只能捕捉已经更新后的网格零件n 【Tolerance】（公差）：网格捕捉的最大距离n 【Mesh Part Selection】（网格零件选择）按钮：执行选择网格过滤功能。

3） 在【Global Parameters】（全局参数）对话框内定义合适的全局参数4） 点击对话框内的【确定】按钮显示的几何形状如图3－8所示图3－8 定义网格尺寸后的几何形状同时，在左边模型树【Nodes and Elements】（节点和单元）组下面显示新的网格元素【Surface Mesh.2】，如图3－9所示图3－9 模型树显示新的网格元素【Surface Mesh.2】注意！用户进入【Surface Mesher】（曲面网格划分器）工作台后可以执行下面的操作：a． 在任何时候激活全局参数定义；b． 定义曲面网格划分器的局部参数；c． 执行网格划分操作；d． 执行手动修改；e． 任何时候离开【Surface Mesher】（曲面网格划分器）工作台3.1.2 编辑网格零件打开零件Sample06.CATAnalysis零件的模型树显示如图3-10所示1） 更新【Surface Mesh.1】网格零件右击模型树上的【Surface Mesh.1】，在弹出的右键快捷菜单中选择【Update Mesh】(更新网格)选项，如图3－11所示程序将执行网格划分功能2） 双击模型树上的【Surface Mesh.1】，弹出【Global Parameters】（全局参数）对话框，此时可以对全局参数进行修改。

3） 修改参数后，点击【Global Parameters】（全局参数）对话框内的【确定】按钮，关闭对话框注意！用户进入【Surface Mesher】（曲面网格划分器）工作台后可以执行下面的操作：a． 在任何时候激活全局参数定义；b． 定义曲面网格划分器的局部参数；c． 执行网格划分操作；d． 执行手动修改；e． 任何时候离开【Surface Mesher】（曲面网格划分器）工作台 图3-10 零件的模型树 图3－11选择【Update Mesh】(更新网格)选项3.2 曲面网格划分器的局部参数定义3.2.1 忽略小孔定义本小节说明如何定义在划分网格时想忽略的几何形状上的小孔1） 打开文件Sample03.CATAnalysis2） 进入【Surface Mesher】（曲面网格划分器）工作台具体方法是在【Advanced Meshing Tools】（高级网格划分工具）工作台内点击【Surface Mesher】（曲面网格划分器）按钮，选择要划分网格的几何图形选中几何图形后，弹出【Global Parameters】（全局网格参数）对话框在对话框内点击【OK】（确定）按钮，关闭对话框，就进入【Surface Mesher】（曲面网格划分器）工作台。

3） 点击【Local Specifications】（局部参数定义）工具栏内的【Boundary Simplifications】（边界简化）按钮，如图3－10所示弹出【Hole Suppression】（孔抑制）对话框，如图3－11所示 图3－10【Local Specifications】（局部参数定义）工具栏 图3－11 【Hole Suppression】（孔抑制）对话框l 【Support】（支撑）：允许用户定义在网格划分过程中想忽略的孔或者想考虑进来的孔注意！可以选择多个孔l 【Mode】（模式）：用户定义选择的孔是忽略还是要考虑进来l 【Activate】（激活）：划分网格时考虑用户定义选择的孔l 【Inactivate】（锁定）：划分网格时忽略用户定义选择的孔l 【Browse】（浏览）：n 【Auto Focus】（自动聚焦）：对激活的孔进行缩放n 【Diameter】（直径）：提供用户所选孔的直径值4） 在几何图形上选择一个孔，如图3－12所示5） 在【Mode】（模式）下拉列表框内选择【Inactivate】（锁定）选项6） 点击对话框内的【确定】按钮，关闭对话框。

几何图形上选择的孔将亮显为蓝色，如图3－13所示，这些孔在划分网格时将忽略 图3－12选择一个孔 图3－13 选择的孔亮显在左边的模型树上【Surface Mesh.1】网格零件下方出现一个新的元素【Suppress Hole.1】，属于【Geometry Specifications.1】，如图3－14所示7） 点击【Local Specifications】（局部参数定义）工具栏内的【Boundary Simplifi。