01 自适应网格技术
有限元计算中,不同的网格划分会具有不同的误差,尤其是对应力结果。ANSYS通过能量误差估计来评估网格密度是否充足,如网格不够细,程序可以自动细化网格以减少误差。这一自动估计网格划分误差并细化网格的过程称为”自适应网格划分“。通过自适应网格划分技术可以获得较好的应力分布。
自适应网格划分仅适用于单元plane2/25/42/82/83,solid45/64/73/92/95,shell43/63/93及部分热单元。分析类型仅适用于线性静力学结构分析和线性稳态热分析。
自适应网格划分的基本过程通过一个案例说明。
02 具有多孔和凹域的板拉伸案例
针对如下具有多孔和凹域的板,采用plane42单元,首先设置KSEIZE=10来设置自适应网格前的网格尺寸,其后按自适应网格划分技术对网格再划分。设置ADAPT,10,6,其中10表示迭代次数最大为10。6表示能力误差不超过6%。具体的ADAPT命令说明如图。
一般的自适应网格划分的能量模误差百分比小于5时,计算较为可靠,可以看到下图给出Von Mises Stress,无网格自适应的应力结果有明显的不连续和突变的过程。但注意,凹角点为应力奇异点,在弹性范围内其数值无法通过有限元方法求得。
Von Mises Stress:无网格自适应(左),有网格自适应(右)
ADAPT命令解释
finish
/clear
/prep7
blc4,,,450,350
blc4,200,250,100,100 !创建两个矩形面
cyl4,,,100
cyl4,335,95,55 !创建多个圆面
cyl4,120,275,30
cyl4,375,275,30
asel,u,,,1
cm,a1,area
asel,all
asba,1,a1 !面减运算生成几何模型
lsel,s,loc,x,0
dl,all,,ux !施加边界条件
lsel,s,loc,y,0
dl,all,,uy
lsel,s,loc,x,450
sfl,all,pres,-1.0 !施加载荷
lsel,all
et,1,plane42,,,3 !单元类型
mp,ex,1,1e5 !材料参数
mp,prxy,1,0.3
r,1,1.0 !实常数定义
kesize,all,10 !定义第一次网格尺寸并计算
adapt,10,6
finish
/post1
set,1,1
plnsol,s,1
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