如果你关心网格！一定要学Surface Coating这个功能！

00 背景

    根据有限元法的基本原理，刚度结果(主要指变形)对网格密度和质量不敏感，强度结果(主要指应力)对网格密度和质量敏感。所以在刚度结果准确的前提下，强度结果不一定准确，Surface Coating功能在一定程度上缓解了这个矛盾。

01 导读

    ANSYS提供了Surface Coating两种插入方法。

02 几何模型

   几何模型如下图所示。

03 材料模型

    本文使用到的材料参数如下。

    线弹性。

04 网格划分

    网格的整体和局部如下图所示。倒圆角面(应力集中位置)大约有3层网格，根据笔者的分析经验，当使用二阶四面体单元时，倒圆角面需要有5层及以上网格才能准确获得应力结果。

05 边界条件

    一端固定，一端施加载荷。

06 仿真分析

    5层网格时的等效应力。(假设为收敛解)

    3层网格时的等效应力。由此可知3层网格得到的应力不够准确。

    在3层网格不变的基础上，插入Surface Coating，则可以得到准确的应力结果。

    方法一：

    插入的Surface Coating上的结果88.8与收敛解91.8MPa相差5%以内，属于准确解范围。

    方法二：

    插入的Surface Coating上的结果88.8与收敛解91.8MPa相差5%以内，属于准确解范围。

07 总结

    本文展示的Surface Coating两种插入方法是等效的，但笔者更推荐方式二。因为方式二会在几何层面生成面体，所以在后处理操作上会比较简单。

    Surface Coating能得到更准确应力结果的原因在于，同等网格尺寸下，二阶壳单元的应力结果比二阶四面体单元更准确。

    读者需要注意，Surface Coating得到准确应力结果的条件有两个：1）刚度分析结果是准确的；2）网格尺寸不能过大。