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四面体单元与六面体单元的选择建议

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本文摘要(由AI生成):

文章主要讨论了在ANSYS中进行结构有限元计算时单元类型的选择对计算收敛性和准确性的影响。推荐使用10节点高阶的187四面体单元,该单元易于产生网格,对模型适应性强,并能进行自适应网格加密。对于复杂模型,建议使用四面体单元,并通过提高四面体单元密度来提升计算精度,以减少模型前处理时间,提高仿真时效性。对于简单模型,六面体单元更适合网格划分,但对复杂模型适应性较差。最后,文章建议如果自动方法不能产生六面体单元的模型,应使用四面体单元。


对于结构有限元计算,单元类型的选择对于计算收敛性和准确有着重要的影响。在ANSYS中的四面体推荐使用10节点高阶的187单元,该单元具有一下特点:


1)产生网格容易;
2)对模型的适应性强;
3)基于四面体单元可以进行自适应网格加密。
如图1给出了四面体187单元的示意图,该单元为ANSYS单元库中的10节点高阶四面体单元,也是ANSYS Workbench环境中对复杂模型优先使用的单元。


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图1 四面体187单元的示意图


如图2给出了使用四面体单元划分的复杂产品的有限元模型,基于该有限元模型可以完成相应的计算。


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图2 机翼的有限元模型

为了计算模型中全部使用四面体,用户需要在网格划分是插入网格划分方法:

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图3 四面体网格划分方法


在ANSYS中六面体结构单元就是186共20节点的高阶单元,六面体单元的特点:


(1)适合简单模型进行网格划分;

(2)对于复杂模型,需要在前处理耗费较长时间,对复杂模型的适应性差;

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图4 186六面体单元示意图


目前,在ansys workbench环境产生六面体网格的划分方法主要有扫略和多区域方法。


最后,给大家的使用建议:

(1)如果使用自动方法不能产生六面体单元的模型,建议使用四面体;

(2)通过提升四面体单元的密度,来提升计算精度,这样处理可以大大减少模型前处理的时间,来实现仿真的时效性优势,关于计算精度对比,后面会通过实例进行对比,欢迎大家持续关注。

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首次发布时间:2021-02-19
最近编辑:4月前
张老师
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