有限元分析中的划分网格问题
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编辑:杭州那泰科技
划分网格是建立有限元分析模型的一个关键,它要求考虑的问题很多,需要的工作量很大,所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。有限元网格划分时通常需考虑的因素有:
(1)网格数量网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲,网格数量增加,计算精度会有所提高,但同时计算规模也会增加,因此在确定网格数量时应权衡这两方面因素综合考虑。
(2)网格疏密网格疏密是指为了适应计算数据的分布特点,在结构不同部位采用尺度不同的网格。在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处),为了较好地反映数据变化规律,需要采用较密集的网格。而在计算数据变化梯度较小的部位,为了减小计算规模,则应划分相对较疏的网格。划分疏密不同的网格主要用于应力分析(包括静应力和动应力),而在计算固有频率和结构温度场时,常趋于采用均匀网格。
(3)网格质量网格质量是指网格几何形状的合理性。在实际应用中,不可能所有的单元都具有理想的形状,单元会出现一定程度的歪斜和翘曲,因此在网格化分时要注意控制单元的纵横比、锥度比、内角、翘曲、拉伸值、边节点位置偏差等参数。此外,当结构形状不规则、应力分布或变形很复杂时,可以考虑选用高阶单元,但是应注意权衡考虑计算精度和时间。
(4)网格分接口和分界点结构中的一些特殊接口和特殊点应分为网格边界或节点以便定义材料特性、物理特性、载荷和位移约束条件,应该使网格形式满足边界条件的特点,而不应让边界条件来适应网格。
(5)网格布局当结构形状对称时,其网格也应对称划分,以使模型表现出相应的对称性。
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