1. 问题描述
复杂几何体积的实体单元网格划分,如果网格数值设置不合适,有可能在语法完全正常的情况下报错,无法运行。
如下:
下面以一个半圆环形柱体的网格划分为例,说明这类问题出现的情况及避免的办法。
2. 技术背景
ANSYS有限元网格划分技术。
3. 解决方案
实体单元网格划分的一般流程是:
- 几何建模
-
lesize
命令,划分轮廓线; -
vsweep
命令,扫掠生成有限元网格;
轮廓线网格密度的合理设置,可以避免生成有限单元时发生错误。
4. 实施示例
4.1 问题的重现
执行如下代码:
FINISH $ /CLEAR
/PREP7
!------------------------------单元材料-----------------------------------------
ET,1,SOLID185 ! 钢材
MP,EX,1,20.5E10
MP,PRXY,1,0.28
MP,DENS,1,7850
!------------------------------钢管几何建模-------------------------------------
CYL4,0,0,0.146,0,0.15,180,3 ! 半圆环
! 钢管网格划分
LESIZE,1,,,4 ! 径向厚度划分-V1
LESIZE,3,,,4
LESIZE,6,,,4
LESIZE,8,,,4
LESIZE,2,,,18 ! 圆弧划分
LESIZE,4,,,18
LESIZE,5,,,18
LESIZE,7,,,18
*DO,ILOOP,9,12 ! 轴线划分
LESIZE, ILOOP,,, 30
*ENDDO
VATT,1,,1 ! 材料单元附加
VSWEEP,1
以上代码意味着,对于一个半圆柱环;
-
轴线划分30段
- 内外圆弧划分18段
-
厚度方向划分4段
出现错误:
4.2 问题分析
通过对比确认,发现这一段代码本身语法没有问题。问题在于:网格线的划分线段长度比例过于悬殊。以上划分中网格尺度为:
- 轴向:3000/30 = 100 mm
- 厚度:4/4 = 1 mm
- 圆弧:300*3.14/2/18 = 26
轴向网格尺度为厚度网格100倍,比例过于悬殊,导致ANSYS无法自动划分网格。要解决这一问题,需要轴向网格尺度,使之比例协调。
4.3 网格参数修改
轴向网格代码修改为:
*DO,ILOOP,9,12 ! 轴线划分
LESIZE, ILOOP,,, 100
*ENDDO
运行结果如下:
5. 常见问题
从经验来看,一般对于较为规则的形体,自动网格划分不会出现问题。对于本例的半圆环柱体,应当格外注意。