用户在有限元分析过程中,希望为模型成功划分六面体(Hex)或四边形单元网格,但是有时软件不允许生成六面体网格,应如何解决?
可以考虑以下解决方法:
1)如果在网格控制(mesh control)中设置单元形状的为Hex(完全由六面体单元构成)或 Quad(完全由四边形单元构成),可以尝试将其改为 Hex-dominated(六面体单元为主)或 Quad-dominated(四边形单元为主),即允许网格中包含少量楔形(wedge)或三角形(Tri)单元,这样会更容易生成网格(图1);
图1 改变单元形状
2)如果在某条边上布置了过密或过疏的种子,并且在单元控制中选择了“不允许单元数目变化”(图2),都有可能无法生成网格。应合理地布置种子,相邻两条边上的种子间距不能相差太大。
图2 网格种子控制
3)使用网格分割技术某些复杂的三维部件进行分割,就可以在整个部件上生成六面体单元网格;或者让其中一些几何形状较规则的部分生成六面体单元网格,另外一些形状复杂的部分生成二次四面体单元网格。
4)如果将部件分割为多个区域,而且各个区域之间的连接关系很复杂,直接点击 (Mesh part)可能无法成功地生成网格。这时可以尝试点击 按钮并保持几秒,直到弹出一组工具条,点击其中的 (Mesh region)按钮,然后依次选择部件的各个区域,逐个为每个区域生成网格。
使用这种方法时,先生成的网格是后面网格生成的基础,当无法为某个区域生成网格时,可以尝试改变选择各个区域时的先后顺序。相关内容的详细介绍,详参见 Abaqus 帮助文档《Abaqus/CAE User’s Guide》第17.7.9节“Do I have to mesh the entire model in one operation”。
5)对于某些几何形状过于复杂的三维部件,如果确实无法生成六面体单元网格,就只能使用自由网格划分技术生成四面体(Tet)单元网格。
6)如果几何部件中存在短边、小面、小尖角或微小的缝隙,也会导致网格划分失败,此时,可以在Mesh功能模块下,选择虚拟拓扑工具进行几何修补,如图3所示。
图3 虚拟拓扑技术