solidworks网格划分技巧

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1、CosmosWorks网格划分、求解器、提示与技巧一、网格划分策略网格划分，更精确地说应该称为离散化，就是将一数学模型转化为有限元模型以准备求解。作为一种有限元方法，网格划分完成两项任务。第一，它用一离散的模型替代连续模型。因此，网格划分将问题简化为一系列有限多个未知域，而这些未知域符合由近似数值技术的求解结果。第二，它用一组单元各自定义的简单多项式函数来描述我们渴望得到的解(e.g位移或温度)。对于使用者来说，网格划分是求解问题必不可少的一步。许多FEA初学者急切盼望格划分为全自动过程而几乎不需要自

2、己输入什么。随着经验的增加，就会意识到这样一个现实：网格划分常常是要求非常苛刻的任务。商用FEA软件的发展历史见证了网格划分对FEA用户透明的诸多尝试，然它并不是一条成功的途径。而当网格划分过程既简单又自动执行时，它也仍旧不是一个“非手工干涉”而仅靠后台运行的任务。作为FEA用户，我们想要有一种可以和网格划分过程交互的方法。COSMOSWorks通过将用户从那些纯粹网格细节意义上的问题中解脱出来，找到了良好的平衡点；并使我们在需要时可以控制网格划分。几何体准备理想情况下，我们用SolidWorks的几

3、何体，联入COSMOSWorks环境。在这里，我们定义分析和材料的类型，施加载荷与约束，然后为几何体划分网格并得到求解。这种方法在简单模型下能起作用。对于更为复杂的几何体，则要求在网格划分前作些准备。在FEA的几何体准备过程中，我们从特定制造，CAD几何体出发，为分析而特地构造几何体。我们称这个几何体为FEA几何体。基于两者的不同要求，我们对CAD几何体和FEA几何体作一区别：CAD几何体FEA几何体必须包含机械制造所需的所有信息必须可划分网格必须允许创建能正确模拟所关心资料的网格必须允许创建能在合理

4、时间内可求解的网格通常，CAD几何体不能满足FEA几何体的要求。CAD几何体作为有限元模型准备过程的起始点，但很少不作任何修改就用于FEA中。下面我们描述一些运用于特定制造、CAD几何体上的工作，以将它转化为特定的FEA几何体。分离简化CAD几何体包含了组成零件所必须的所有特征。其中有很多特征对分析无关紧要，而应该在网格划分前禁止掉。好一点的情况是，留着这些特征导致产生不必要的复杂网格以及很长的求解时间。更坏的是，它可能会阻碍网格完成任务。当然，决定哪些特征该去除哪些特征该保留在有限元模型中，要求细致

5、的工程判断。某个特征的尺寸相比于整个模型尺寸相当小并总是不意味着它是可以剔除的。例如，如果我们分析的目的是找出圆周环绕区域内的应力分布，那么相当小的内部带子应该被保留着。二、几何体准备理想化对CAD几何体的修改来得比分离简化更充分。比如，理想化可能包括将3D实体CAD几何体简化为适合以后，用壳单元划分网格的表面几何图形。如果选择了使用中面划分壳网格作为网格类型，COSMOSWorks将会自动地创建表面几何图形。用实体单元划分网格的CAD几何体用壳单元划分网格的理想化几何图形它同样可以在选定面上创建壳单

6、元或者为特意构造的FEA表面几何图形划分网格。注意，理想化仅仅是为分析需要而创建的抽象几何图形（零厚度表面）。清除是指由于几何体质量问题而须加以处理以使网格划分正常化。清除适合制造目的的几何体可能包含了一些特征使得或者不能划分网格，或者迫使需要创建大量网格单元或扭曲单元。例如含有非常短的边或者面。那些小的特征必须清除掉，否则自动网格划分程序就会试图划分它们。一、网格质量网格创建遇到质量问题也会失败，包括多实体，移动实体，以及其他质量问题。为了避免创建的单元有切边，几何体面必须抛光处理。抛光前抛光后网格

7、质量创建一实体网格似于用四面体单元填充一体积的过程，而创建一壳单元则可比作用三角形来填充一面积。回顾本手册的FEA入门部分，在多数问题中，二次四面体单元和二次三角形单元适用于曲线型的几何体；当划分网格和分析时，用它们进行处理将更为简单。这些观察例证了在网格划分过程中单元会经历变形的事实，从而引出了网格质量的话题。当单元在匹配几何体过程中总是处于变形扭曲状态时，过度的扭曲将会导致单元恶化。网格恶化通常可以通过控制默认单元大小或应用局部网格和组分控制来加以防止。我们已经在很多章节中实践过网格控制。现在，我

8、们来讨论一下最重要的单元扭曲形式。长宽比检查当采用均匀、完美的正四面体或正三角形单元时，我们可以得到精度很好的数值解。对于常见的几何体来说，创建完美的四面体单元网格是不太可能的。对于小边界、弯曲形体、细薄特性和尖角等，生成的网格中会有一些边远远长于另外一些边。当单元的边在长度上很不相同时，计算的精度就大打折扣了。正四面体的长宽比通常被用作计算其他单元长宽比的基础。一个单元的长宽比定义为最长边与顶点到其相对面法向距离的最小值的比值，其中顶点的相对面需用正四