管道壁椭球锈斑，ANSYS建模与网格划分策略
几日前有人咨询说，管道壁上出现一些椭球形状锈斑，如何创建实体模型和网格划分，从而进行应力分析。其实，有压或无压管道经常因各种原因，导致管道壁上出现缺陷，这些缺陷有很大部分都是椭球形状，用实体单元模拟分析时，就必须创建具有曲面形状的几何实体，而其六面体映射网格划分往往也具有一定的难度，甚至有时难以实现。
当实际模型局部具有多个曲面时，为了追求六面体映射网格划分，往往要对模型进行多次切分运算，有时甚至还是不能满足映射网格划分条件，此时就不宜再强求进行六面体映射网格划分，而是采取自由网格划分。虽然自由网格划分在某种程度上会导致结果精度有所损失，但适当加密网格往往会得到补偿，总体来说还是合算的。因此，当实现六面体映射网格划分较为困难时，完全没有必要费时费力地去追求了。
以如图1所示的结构几何为例，假定已测得椭球方程参数，其建模过程如下：
（1）创建1/4圆管和圆球体几何体。
（2）通过缩放圆球体创建椭球体，并做布尔减运算，得到缺陷管体。
(ANSYS切不开的小疙瘩之布尔运算失败)
（3）切分管体为几个部分，仅有椭球面坑的部分拟划分自由网格。
（4）先划分映射六面体网格，然后划分自由网格。
（5）最后形成整体模型。
FINISH$/CLEAR$/PREP7
!几何参数
D=200$L=2*D$T=16$H=4
!椭球方程参数
A=15$B=12$C=30
!创建1/4圆管与圆球
CYL4,,,D/2,-90,D/2-T,90,L/2
WPOFF,,D/2 B-H,L/2
SPH4,,,A
!圆球缩放为椭球，并相减生成缺陷管
CSYS,4
VLSCALE,2,,,1,B/A,C/A,,,1
VSBV,1,2
!切分缺陷管
CSYS,0$WPOFF,,,-1.2*C
VSBW,ALL$WPCSYS,-1$WPROTA,,,90
REF=ASIN(3*A/D)*180/ACOS(-1)
REF=NINT(REF)$WPROTA,,REF
VSBW,ALL$WPCSYS,-1
!划分网格
ET,1,185$ESIZE,A/4
VSEL,U,,,6$MSHAPE,0
MSHKEY,1$VMESH,ALL
VSEL,INVE$ESIZE,A/8
MSHAPE,1$MSHKEY,0
VMESH,ALL$ALLSEL,ALL
!形成整个模型
VSYMM,X,ALL
WPOFF,,,L/2$CSYS,4
VSYMM,Z,ALL
WPCSYS,-1$CSYS,0
NUMMRG,ALL$NUMCMP,ALL
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