ANSYS|实体单元网格划分报错处理

1. 问题描述

复杂几何体积的实体单元网格划分,如果网格数值设置不合适,有可能在语法完全正常的情况下报错,无法运行。

如下:

QQ截图20161126111406.jpg-26kB
QQ截图20161126111406.jpg-26kB

下面以一个半圆环形柱体的网格划分为例,说明这类问题出现的情况及避免的办法。

image_1b2g46fb61jmmvtm8s91ng01d1jl.png-103.6kB
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2. 技术背景

ANSYS有限元网格划分技术。

3. 解决方案

实体单元网格划分的一般流程是:

  • 几何建模
  • lesize命令,划分轮廓线;
  • vsweep命令,扫掠生成有限元网格;

轮廓线网格密度的合理设置,可以避免生成有限单元时发生错误。

4. 实施示例

4.1 问题的重现

执行如下代码:

FINISH $ /CLEAR
/PREP7  

!------------------------------单元材料-----------------------------------------
ET,1,SOLID185                                   ! 钢材
MP,EX,1,20.5E10
MP,PRXY,1,0.28
MP,DENS,1,7850

!------------------------------钢管几何建模-------------------------------------

CYL4,0,0,0.146,0,0.15,180,3                 ! 半圆环

! 钢管网格划分
LESIZE,1,,,4                                      ! 径向厚度划分-V1
LESIZE,3,,,4
LESIZE,6,,,4
LESIZE,8,,,4
LESIZE,2,,,18                                     ! 圆弧划分
LESIZE,4,,,18
LESIZE,5,,,18
LESIZE,7,,,18
*DO,ILOOP,9,12                                    ! 轴线划分
    LESIZE, ILOOP,,,    30
*ENDDO

VATT,1,,1                                       ! 材料单元附加
VSWEEP,1

以上代码意味着,对于一个半圆柱环;

  • 轴线划分30段


    image_1b2g49uaf1sqr1r1ssp91skr1lm12.png-18.9kB
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  • 内外圆弧划分18段
  • 厚度方向划分4段


    image_1b2g4b0n85581s3v5i0kd9169a1f.png-11.6kB
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出现错误:

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4.2 问题分析

通过对比确认,发现这一段代码本身语法没有问题。问题在于:网格线的划分线段长度比例过于悬殊。以上划分中网格尺度为:

  • 轴向:3000/30 = 100 mm
  • 厚度:4/4 = 1 mm
  • 圆弧:300*3.14/2/18 = 26

轴向网格尺度为厚度网格100倍,比例过于悬殊,导致ANSYS无法自动划分网格。要解决这一问题,需要轴向网格尺度,使之比例协调。

4.3 网格参数修改

轴向网格代码修改为:

*DO,ILOOP,9,12                                    ! 轴线划分
    LESIZE, ILOOP,,,    100
*ENDDO

运行结果如下:

三维网格.png-112.7kB
三维网格.png-112.7kB
横截面网格.png-9.7kB
横截面网格.png-9.7kB

5. 常见问题

从经验来看,一般对于较为规则的形体,自动网格划分不会出现问题。对于本例的半圆环柱体,应当格外注意。

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