abaqus/cae6.6及以前版本的3种网格划分技术:结构化网格划分技术、扫掠网格划分技术以及自由网格划分技术都属于自顶向下网格划分技术,其特点为网格划分完毕后单元网格与几何模型自动联系到一起。
自底向上网格划分技术是abaqus/cae6.7版本新增的功能,其最大优点是能够在任意形状的实体区域内生成六面体单元网格。它的操作步骤包括:
1)进人mesh功能模块,布置适当的网格种子。
2)单击(assignmeshcontrols)按钮,将网格划分技术设为 bottom-up。
3)单击业(create bottom-up mesh)按钮,设定以下参数。
①选择生成网格的方式:扫掠(sweep)、拉伸(extrude)或旋转(revolve)。
②选择源面(source side):abaqus/cae将首先在源面上生成四边形单元的边界网格(boundary mesh),然后对其进行扫掠、拉伸或旋转,生成六面体单元。
③设定其他参数,例如,扫掠时需要指定连接面(connectingsides)和(或)目标面(target side),拉伸时需要指定方向矢量(vector),旋转时需要指定旋转轴(axis)和旋转角(angle)等。
4)多次尝试修改上述参数,直到获得可以接受的网格。
5)这样生成的网格并不一定完全和几何模型发生联系,应单击,按钮并保持几秒,直到弹出间(associate mesh with geometry)按钮,单击此按钮,将网格和几何模型联系在一起。所谓“联系”包括以下几种情况。
① 令几何模型的面与单元面联系在一起。
②令几何模型面上的边与单元的边联系在一起。
③令几何模型上的顶点与单元的节点联系在一起。
提示:当几何模型与单元网格联系到一起时,单元网格将显示为黄色。
在abaqus/cae中为几何部件实体定义接触、约束、边界条件和载荷等参数时,都要指定几何面、边和顶点。如果这些面、边和顶点没有与相应的单元面、边和顶点正确地联系在一起,在提交分析时就会出现错误。例如,在几何面上施加了均布载荷,此面对应着几百个单元,但仅仅定义了一个单元与此面相联系,在提交分析时,abaqus/cae会认为所有载荷都施加在这个唯一的单元上,就会导致错误的分析结果。
关于自底向下网格和几何模型的联系问题,请参见abaqus6.7帮助文档《abaqus/cae user's manual》第17.11.4节“mesh-geometry association”和第17.11.9节“viewingand editing mesh-geometry associativity"。
【相关知识】使用自底向上网格划分技术时,往往通过多次尝试才能获得满意的网格,而且需要定义网格和几何模型的联系,操作起来比较复杂,只有当采用结构化和扫掠网格划分技术无法生成六面体网格时才应考虑使用此网格划分技术。
源面上的边界网格(boundarymesh)是影响六面体单元网格质量的主要因素,可以使用以下方法提高边界网格的质量:
1)修改源面上的单元控制(meshcontrol),例如,进阶算法(advancing front)往往比中性轴算法(medial axis)更容易得到形状规则的网格。
2)使用几何诊断工具(geometrydiagnostics)找出可能影响边界网格质量的小边、小面和带有尖角的面,并使用几何修补工具(geometryrepairtoolset)修补这些部位,或者用虚拟拓扑工具(virtualtopologytoolset)忽略小的边或面,参见第9.4.3节“网格划分失败的原因和解决方法”。
3)在所关心的关键部位分割(partiton)出一个形状规则的区域,在此区域内生成高质量的四边形单元网格(各个角尽量为90°)。
生成自底向上网格后,也可以使用查询工具和网格检验工具检查网格质量。关于自底向上网格划分技术(bottom-upmeshing)的详细介绍,请参见abaqus6.7帮助文档《abaqus/cae user'smanual》第17.11节“bottom-up meshing”。
(内容、图片来源:《abaqus有限元分析常见问题解答》,侵删)
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