壳单元和三维实体单元。有限元网格划分,对于二维平面、三维曲面和三维实体网格有以下几种划分方法:
(1)覆盖法:基于四边形的网格划分,要求网格划分的平面或曲面必须是完整裁减曲面,该曲面边界必须是裁减曲线;
(2)前沿法:通过把曲面等参变换到二维空间进行网格划分,然后映射到三维空间曲面上,把曲面划分成完全的四边形单元或三角形单元;
(3)Delau
ay三角形法:主要用于由至少一条封闭曲线所围成的单连通域或多连通域内生成三角形单元,趋向于等边三角形。充分考虑了几何形状中细微的几何特征,并在微小特征处划分成较细的单元,在不需要密网格处,采用稀疏单元网格。
f(4)转换扩展法:针对曲面几何形状比较规则的几何区域进行网格划分,其网格生成速度快,网格质量高。由节点扩展为线单元,从线单元生成平面二维单元,从二维单元生成三维单元。它不仅仅用于三维网格的生成,同时可进行一维、二维网格和几何体的生成,包括移动、镜像、拉伸、旋转、扫描三维实体的扩展方式、扩展系数和扩展方向。
3.网格质量的评估
单元的质量和数量对求解结果和求解过程影响较大,如果结构单元全部由等边三角形、正方形、正四面体、立方六面体等单元构成,则求解精度可接近实际值,但由于这种理想情况在实际工程结构中很难做到。因此根据模型的不同特征,设计不同形状种类的网格,有助于改善网格的质量和求解精度。单元质量评价一般可采用以下几个指标:
(1)单元的边长比、面积比或体积比以正三角形、正四面体、正六面体为参考基准。理想单元的边长比为1,可接受单元的边长比的范围线性单元长宽比小于3,二次单元小于10。对于同形态的单元,线性单元对边长比的敏感性较高阶单元高,非线性比线性分析更敏感。
(2)扭曲度:单元面内的扭转和面外的翘曲程度。(3)疏密过渡:网格的疏密主要表现为应力梯度方向和横向过渡情况,应力集中的情况应妥善处理,而对于分析影响较小的局部特征应分析其情况,如外圆角的影响比内圆角的影响小的多。(4)节点编号排布:节点编号对于求解过程中的总体刚度矩阵的元素分布、分析耗时、内存及空间有一定的影响。合理的节点、单元编号有助于利用刚度矩阵对称、带状分布、稀疏矩阵等方法提高求解效率,同时要注意消除重复的节点和单元。
4.装配结构中单元的协调
(1)自由度不同的单元不协调:例如,ANSYS中SHELL63、BEAM4和SOLID45三种单元,前二者均包含六个自由度,而Solid45只包含三个平动自由度,因此后者只传r